像素
在数字成像中，像素（缩写PX ）， PEL或图片元素是光栅图像中最小的可寻址元素，或者是DOT矩阵显示器中最小的可寻址元素。在大多数数字显示设备中，像素是可以通过软件操纵的最小元素。
每个像素是原始图像或合成图像的样本；更多样本通常提供原始的更准确的表示。每个像素的强度是可变的。在颜色成像系统中，颜色通常由红色，绿色和蓝色或青色，洋红色，黄色和黑色等三个或四个组成强度表示。
在某些情况下（例如对摄像机传感器的描述）， Pixel是指多组分表示的单个标量元素（尽管有时会使用感觉“传感器元素” ，但在摄像机传感器上下文中称为Photosite ），而在其他中上下文（如MRI）可能是指空间位置的一组组件强度。
早期消费计算机上的软件必然以低分辨率渲染，肉眼可见大的像素。在这些限制下制作的图形可以称为像素艺术，尤其是参考视频游戏。但是，现代计算机和显示器可以轻松地呈现比以前的数量级要多，因此需要使用大型测量值（例如百万像素（一百万像素））。
词源
像素一词是pix （从“图片”，缩短为“图片”）和el （对于“元素”）的组合；与“ el”的类似地层包括voxel “卷像素”和texel “纹理像素” 。 pix一词出现在1932年的《综艺杂志头条新闻》中，作为图片一词的缩写，引用了电影。到1938年，摄影记者将“ pix”用于静止图片。
“像素”一词是由JPL的Frederic C. Billingsley于1965年首次出版的，以描述从太空探针到月球和火星的扫描图像的图片元素。比林斯利（Billingsley）从基思·E·麦克法兰（Keith E. McFarland）那里学到了这个词，在帕洛阿尔托（Palo Alto）的一般精确度的链接部门，后者又表示他不知道它的起源。麦克法兰（McFarland）说，这只是“当时正在使用”（大约1963年）。
“图片元素”的概念可以追溯到电视的最早时代，例如在1888年的保罗·尼普科（Paul Nipkow ）的德国专利中，是“ bildpunkt ”（德语单词，像素的德语单词，字面意思是“图片点”）。根据各种词源，图片元素本身最早的出版物本身是在1927年的无线世界杂志上，尽管早在1911年就在美国的各种专利中使用过。
一些作者早在1972年就将像素解释为图片单元。在图形和图像和视频处理中，通常使用PEL代替像素。例如，IBM在其技术参考中将其用于原始PC 。
用第二i拼写的像素化是一种无关的电影制作技巧，可追溯到电影院的开端，其中现场演员逐帧摆姿势并拍照以创建定格动画。一个古老的英国单词意思是“精神拥有（小精灵）”，该术语被用来描述自1950年代初以来的动画过程。包括诺曼·麦克拉伦（Norman McLaren）和格兰特·蒙罗（Grant Munro）在内的各种动画师都将其普及。
技术的
通常认为像素是数字图像的最小单个组件。但是，该定义对上下文敏感。例如，页面中可以有“打印像素”，也可以通过电子信号携带的像素，或以数字值表示，也可以在显示器上以像素为代表，也可以在数字摄像头（光电传感器元素）中的像素或像素。此列表并不详尽，根据上下文，同义词包括PEL，样本，字节，位，点和斑点。像素可以用作测量单位，例如：每英寸2400像素，每行640像素或间隔10像素。
措施“每英寸点”（DPI）和“每英寸像素”（PPI）有时会互换使用，但具有明显的含义，尤其是对于打印机设备，其中DPI是打印机密度的量度（例如，墨水液滴）放置。例如，高质量的摄影图像可以在1200 DPI喷墨打印机上用600 ppi打印。甚至更高的DPI数字，例如自2002年以来打印机制造商引用的4800 DPI，就可实现的分辨率而言并不重要。
用来表示图像的像素越多，结果越接近原始图像。图像中的像素的数量有时称为分辨率，尽管分辨率具有更具体的定义。像素计数可以作为单个数字表示，例如“三百万像素”数码相机，该数码相机具有标称的300万像素，或一个数字，如“ 640 x 480显示”中的数字，它具有640个像素从侧面到另一侧，从上到下（如在VGA显示中），因此总数为640×480 = 307,200像素，或0.3百万像素。
形成数字化图像的像素或颜色样本（例如网页上使用的JPEG文件）可能会或可能不会与屏幕像素一对一地对应，具体取决于计算机如何显示图像。在计算中，由像素组成的图像被称为位图图像或栅格图像。栅格一词源自电视扫描模式，已被广泛用于描述类似的半半突式和存储技术。
采样模式
为方便起见，像素通常在常规的二维网格中排列。通过使用这种安排，可以通过独立地将相同的操作应用于每个像素来实现许多常见操作。像素的其他排列是可能的，有些采样模式甚至更改图像上每个像素的形状（或内核）。因此，在获取一台设备上的图像并在另一台设备上显示图像时，或将图像数据从一个像素格式转换为另一种设备时必须注意。
例如：
- LCD屏幕通常使用交错的网格，在略有不同的位置对红色，绿色和蓝色组件进行采样。子像素渲染是一项利用这些差异来改善LCD屏幕上文本渲染的技术。
- 绝大多数颜色的数字相机都使用拜耳过滤器，从而产生了常规的像素网格，每个像素的颜色都取决于其在网格上的位置。
- 剪贴画使用层次采样模式，其中每个像素的支撑大小取决于其在层次结构中的位置。
- 当底层几何形状是非平面的，例如从空间中的地球图像时，都会使用扭曲的网格。
- 使用不均匀的网格是一个活跃的研究领域，试图绕过传统的Nyquist极限。
- 计算机监视器上的像素通常为“正方形”（即具有相等的水平和垂直采样音高）；其他系统中的像素通常是“矩形”（即具有不等的水平和垂直采样音调 - 形状的长方形），具有多种纵横比的数字视频格式，例如REC的变形透明格式。 601数字视频标准。
计算机监视器的分辨率
计算机可以使用像素显示图像，通常是代表GUI的抽像图像。该图像的分辨率称为显示分辨率，由计算机的视频卡确定。 LCD监视器还使用像素显示图像并具有本地分辨率。每个像素都是由三合会组成的，这些三合会的数量确定了天然分辨率。在某些CRT监视器上，可以固定光束扫描速率，从而导致固定的天然分辨率。大多数CRT监视器没有固定的横梁扫描速率，这意味着它们根本没有天然分辨率 - 相反，它们具有同样支持的一组分辨率。为了在LCD上产生最清晰的图像，用户必须确保计算机的显示分辨率与监视器的本机分辨率匹配。
望远镜的分辨率
天文学中使用的像素量表是天空上两个对象之间的角度距离，这些物体在检测器上分开一个像素（CCD或红外芯片）。在弧度中测得的量表是前面光学元件的像素间距P和焦距f的比例， S = p / f 。 （焦距是相关镜头或镜子直径的焦距的乘积。）
因为S通常以每个像素的弧秒单位表示，因为1个radian等于（180/π）×3600≈206,265弧秒，并且由于焦距通常以毫米和像素的大小给出，以微量计中的量，这会产生另一个因子，因此又产生了1,000个。通常引用为s = 206 p / f 。
每个像素的位
可以用像素表示的不同颜色的数量取决于每个像素（BPP）的位数。 1 BPP图像为每个像素使用1位，因此每个像素可以打开或关闭。每增加一点可用的颜色数量，因此2 BPP图像可以具有4种颜色，而3 BPP图像可以具有8种颜色：
- 1 BPP，2 1 = 2颜色（单色）
- 2 BPP，2 2 = 4颜色
- 3 BPP，2 3 = 8颜色
- 4 BPP，2 4 = 16种颜色
- 8 BPP，2 8 = 256颜色
- 16 BPP，2 16 = 65,536颜色（“高颜色”）
- 24 BPP，2 24 = 16,777,216颜色（“ TrueColor ”）
对于每个像素的15个或更多位的颜色深度，深度通常是分配给每个红色，绿色和蓝色组件的位的总和。高颜色通常意味着16 bpp，通常为红色和蓝色有五个位，而绿色的六位则比其他两种原色对绿色的误差更敏感。对于涉及透明度的应用，可以将16位分为5位红色，绿色和蓝色，剩下一位以供透明。 24位深度允许每个组件8位。在某些系统上，可用32位深度：这意味着每个24位像素都有额外的8位来描述其不透明度（与另一个图像结合在一起）。
子像素
许多显示和图像收购系统无法在同一站点显示或感知不同的颜色通道。因此，将像素网格分为单色区域，这些区域在距离观察时会导致显示或感知的颜色。在某些显示器（例如LCD，LED和等离子体显示器）中，这些单色区域是单独的可寻址元素，这些元素已被称为子像素，主要是RGB颜色。例如， LCD通常将每个像素垂直分为三个子像素。当方形像素分为三个子像素时，每个子像素必定是矩形。在展示行业术语中，子像素通常称为像素，因为它们是硬件角度的基本可寻址元素，因此使用像素电路而不是子像素电路。
大多数数码相机图像传感器都使用单色传感器区域，例如使用拜耳滤波器图案，在相机行业中，这些被称为像素，就像在显示行业中，而不是子像素一样。
对于具有子像素的系统，可以采用两种不同的方法：
- 可以忽略子像素，全彩像素被视为最小的可寻址成像元素。或者
- 子像素可以包含在渲染计算中，该计算需要更多的分析和处理时间，但在某些情况下可以产生明显的图像。
后一种方法（称为子像素渲染）使用像素几何学的知识分别操纵这三个彩色子像素，从而增加了颜色显示的明显分辨率。虽然CRT显示使用由称为Shadow Mask的网格指示的红色绿色蓝色遮盖磷剂区域，但需要一个困难的校准步骤才能与显示的像素栅格对齐，因此CRT不使用子像素渲染。
子像素的概念与样品有关。
逻辑像素
在图形，网络设计和用户界面中，“像素”可以指固定长度而不是屏幕上的真像素，以容纳不同的像素密度。典型的定义，例如在CSS中，是“物理”像素是1⁄96英寸（0.26毫米）。这样做确保给定元素将显示为相同的大小，无论屏幕分辨率如何查看。
但是，在“物理”像素和屏幕上的逻辑像素之间可能会进一步调整。由于在差距离（考虑电话，计算机显示器和电视）处观看屏幕，因此相对于参考查看距离（CSS中的28英寸（71 cm）），所需的长度（“参考像素”）被缩放。另外，由于真实的屏幕像素密度很少是96 dpi的倍数，因此通常会应用一些舍入，因此逻辑像素是整数数量的实际像素。这样做避免渲染伪影。这两个步骤后获得的最终“像素”变成了所有其他绝对测量（例如“厘米”）所基于的“锚”。
有效的例子，有30英寸（76厘米）2160p电视，距观众56英寸（140厘米）：
- 计算缩放像素的大小为1⁄96英寸×（56/28）= 1⁄48英寸（0.53毫米） 。
- 将电视的DPI计算为2160 /（30英寸 / √9^2 + 16^2 ×16）≈82.61dpi 。
- 将逻辑像素的实际像素计数计算为1⁄48 in ×82.61dpi≈1.721像素。
然后，浏览器将选择使用1.721×像素大小，或圆形为2×比率。
百像
百万像素（ MP ）是一百万像素；该术语不仅用于图像中的像素数量，还用于表达数字摄像机的图像传感器元素的数量或数字显示的显示元素的数量。例如，制造2048×1536像素映像（3,145,728成品像素）通常使用一些额外的行和传感器元素列，并且通常说具有“ 3.2百万像素”或“ 3.4百万像素”，是根据是基于“ 3.2百万像素”报告的数字是“有效”或“总”像素计数。
像素用于定义照片的分辨率。通过将像素中传感器的宽度和高度倍增来计算照片分辨率。
数字摄像机使用光敏电子设备，即电荷耦合器件（CCD）或互补的金属 - 氧化物 - 氧化流动器（CMOS）图像传感器，由大量的单个传感器元件组成，每个传感器元素都记录了测得的强度水平。在大多数数码摄像机中，传感器阵列都覆盖有图案的彩色滤镜镶嵌物，在拜耳滤波器布置中具有红色，绿色和蓝色区域，以便每个传感器元件都可以记录单个光的光线的强度。摄像机通过称为Demosaicing的过程插入相邻传感器元素的颜色信息，以创建最终图像。这些传感器元素通常称为“像素”，即使它们仅记录最终颜色图像的一个通道（仅红色或绿色或蓝色）。因此，每个传感器的三个颜色通道中有两个必须插值，并且要产生N-兆像素图像的所谓N-兆像素摄像头仅提供相同大小的图像可以从扫描仪获得的信息的三分之一。 。因此，根据原色的分配，某些颜色对比看起来比其他颜色更模糊（绿色的元素在拜耳布置中的元素是红色或蓝色的两倍）。
DXO Labs发明了感知百万像素（P-MPIX），以测量相机与特定镜头配对时相机产生的清晰度，而不是MP A制造商在相机产品中的制造商状态，该镜头仅基于相机的传感器。新的P-MPIX声称在权衡相机清晰度时要考虑的摄影师是一个更准确和相关的价值。截至2013年中，安装在尼康D800上的Sigma 35 mm f/1.4 dg HSM镜头的p-mpix最高。但是，它的值为23 MP，它仍然可以消除D800 36.3 MP传感器的三分之一以上。 2019年8月，小米发布了Redmi Note 8 Pro，作为世界上第一款带有64 MP相机的智能手机。三星于2019年12月12日发布了三星A71，该A71还拥有64 MP相机。 2019年底，小米宣布了第一款具有108 MP 1/1.33英寸传感器的照相手机。传感器比大多数桥梁摄像头大，传感器的传感器1/2.3英寸。
一种新的添加百万像素的新方法是在微型四分之二的系统摄像机中引入的，该摄像头仅使用16 MP传感器，但可以通过进行两个曝光来产生64 MP RAW（40 MP JPEG）图像，从而将传感器转换为半像素之间他们。然后使用三脚架在一个实例中进行级别的多拍摄，然后将多个16 MP图像生成统一的64 MP图像。