Les pixels des écrans sont carrés, mais je ne sais pas trop pourquoi.
Les deux images pixelisées ont l'air assez mauvaises - mais je ne suis pas sûr que les carrés soient plus avantageux que les hexagones ici.
Les hexagones se divisent également bien en 3 couleurs :
Quel est donc l'avantage des carrés dans un écran LCD / CRT ?
Ils ne sont pas (nécessairement) carrés.
Certains diront qu'ils sont jamais carré ("Un pixel est un échantillon ponctuel. Il n'existe qu'en un point.").
D'autres arrangements (tels que les triangles, les hexagones ou autres polygones de remplissage d'espace ) sont plus coûteux en termes de calcul.
Chaque format d'image est basé sur des pixels (quelle que soit leur forme) disposés dans un tableau rectangulaire.
Si nous devions choisir une autre forme ou une autre disposition, il faudrait réécrire de nombreux logiciels.
Toutes les usines qui fabriquent actuellement des écrans avec une disposition rectangulaire des pixels devraient être réoutillées pour une autre disposition.
Il y a généralement quatre considérations majeures qui doivent être prises en compte lorsqu'on utilise un système de coordonnées hexagonales :
- Conversion d'images - Le matériel capable de capturer des images du monde réel directement sur un treillis hexagonal est hautement spécialisé, et et ne peut donc pas être utilisé de manière générale. Par conséquent, des moyens efficaces de convertir une image standard à réseau carré en une image à réseau hexagonal hexagonale avant de pouvoir effectuer un quelconque traitement.
- Adressage et stockage - Toute manipulation effectuée sur des images doit pouvoir indexer et accéder à des pixels individuels (dans ce cas, des hexagones plutôt que des carrés). plutôt que des carrés), et toute image sous forme hexagonale doit être hexagonale doit pouvoir être stockée sous forme hexagonale (sinon il faudrait convertir l'image conversion d'image à chaque fois que l'on accède à l'image). De plus, une indexation système d'indexation simple à suivre et qui simplifie l'arithmétique de certaines fonctions plus simples serait très utile.
- Opérations de traitement d'images - Afin d'utiliser efficacement le système de coordonnées hexagonales, les opérations doivent être conçues ou être converties de manière à exploiter les points forts du système, et notamment les points forts du système d'adressage. en particulier les forces du système d'adressage utilisé pour l'indexation et le stockage. et le stockage.
- Affichage de l'image - Comme pour l'obtention de l'image en premier lieu, les dispositifs d'affichage en général n'utilisent pas de réseaux hexagonaux. Par conséquent, l'image convertie doit être renvoyée dans une forme qui peut être envoyée sur un périphérique de sortie (que ce soit un moniteur, une imprimante ou un autre dispositif). être envoyée vers un périphérique de sortie (moniteur, imprimante ou autre). ou autre), l'affichage résultant apparaissant dans des proportions et une échelle naturelles. proportions et l'échelle naturelles. La nature exacte de cette conversion est dépend de la méthode d'indexation utilisée. Il peut s'agir d'une simple simple retour en arrière du processus de conversion original, ou une convolution plus importante.
Les systèmes de coordonnées hexagonaux posent toutefois quelques problèmes. L'un d'entre eux, problème est que les gens sont très habitués au traditionnel treillis carré.
Raisonner en hexagones peut sembler peu naturel et donc un peu difficile. Bien que l'on puisse dire que les gens peuvent s'habituer à cela s'ils y sont obligés, il n'en reste pas moins qu'ils seront naturellement naturellement enclins à raisonner par défaut avec le système de coordonnées cartésiennes traditionnel cartésien traditionnel par défaut, les systèmes hexagonaux n'étant qu'un choix secondaire.
L'absence de dispositifs d'entrée qui correspondent aux treillis hexagonaux, et les l'absence de dispositifs de sortie qui les affichent est également un obstacle :
La nécessité de convertir les carrés en hexagones et vice-versa nuit à l'utilité des opérations sur les treillis hexagonaux.
Comme ces treillis sont plus denses que les treillis carrés équivalents de la même taille apparente, à moins que les images ne soient introduites à une résolution délibérément plus élevée que celle à laquelle elles doivent être exploitées, la convexité n'est pas possible. résolution délibérément plus élevée que celle qui sera exploitée, les images converties devront extrapoler l'emplacement de certains pixels (ce qui est généralement moins souhaitable que d'avoir tous les pixels fournis directement à partir d'une source de données). que d'avoir tous les pixels fournis directement par une source).
La reconversion en treillis carrés ferait s'effondrer certains emplacements de pixels les uns dans les autres, ce qui entraîne une perte de détails apparents. (ce qui pourrait donner lieu à une image de qualité inférieure à celle qui a été initialement fournie).
Si l'on cherche à utiliser les systèmes de coordonnées hexagonales dans sa propre vision travail de vision, il doit d'abord déterminer si ces problèmes sont contrebalancés par les avantages inhérents à l'utilisation des hexagones.
Source : Systèmes de coordonnées hexagonales
L'écran du XO-1 fournit une couleur pour chaque pixel. Les couleurs sont alignées le long de diagonales qui vont du haut à droite au bas à gauche. Pour réduire les artefacts de couleur causés par cette géométrie de pixel, la composante couleur de l'image est floutée par le contrôleur d'affichage lorsque l'image est envoyée à l'écran.
Comparaison de l'écran du XO-1 (à gauche) avec un écran à cristaux liquides (LCD) typique. Les images montrent 1×1 mm de chaque écran. Un LCD typique adresse des groupes de 3 emplacements comme des pixels. L'écran LCD XO OLPC traite chaque emplacement comme un pixel séparé :
Source : OLPC XO
D'autres affichages (en particulier les OLED) utilisent des dispositions différentes, telles que PenTile :
La disposition consiste en un quinconce comprenant deux sous-pixels rouges, deux sous-pixels verts et un sous-pixel bleu central dans chaque cellule unitaire.
Il a été inspiré par le biomimétisme de la rétine humaine, qui compte un nombre presque égal de cônes de type L et M, mais beaucoup moins de cônes S. Les cônes S sont principalement responsables de la perception du bleu. Comme les cônes S sont principalement responsables de la perception des couleurs bleues, qui n'affectent pas sensiblement la perception de la luminance, la réduction du nombre de sous-pixels bleus par rapport aux sous-pixels rouges et verts dans un affichage ne réduit pas la qualité de l'image.
Cette mise en page est spécifiquement conçue pour fonctionner avec et être dépendante du rendu par sous-pixels qui n'utilise qu'un sous-pixel et quart par pixel, en moyenne, pour rendre une image. C'est-à-dire que tout pixel d'entrée donné est mappé soit à un pixel logique centré sur le rouge, soit à un pixel logique centré sur le vert.
Source : Famille de matrices PenTile
N'importe lequel des très petits points qui, ensemble, forment l'image sur un écran de télévision, d'ordinateur, etc.
Source : http://www.merriam-webster.com/dictionary/pixel
En imagerie numérique, un pixel, un pel ou un élément d'image est un élément physique. point dans une image tramée, ou le plus petit élément adressable dans un dispositif d'affichage adressable en tous points ; il s'agit donc du plus petit élément contrôlable d'une image représentée sur l'écran.
...
Un pixel ne doit pas nécessairement être rendu sous la forme d'un petit carré. . Cette image montre différentes manières de reconstruire une image à partir d'un ensemble de valeurs de pixels, en utilisant des points, des lignes ou un filtrage lisse.
Source : Pixel
La plupart des systèmes d'imagerie numérique affichent une image sous la forme d'une grille de petits pixels carrés. Cependant, certains systèmes d'imagerie notamment ceux qui doivent être compatibles avec les images télévisées à définition standard, afficher une image sous la forme d'une grille de pixels rectangulaires, dans laquelle la largeur et la hauteur des pixels sont différentes . Le rapport d'aspect des pixels décrit cette différence.
Source : Rapport d'aspect des pixels
Un pixel est un échantillon ponctuel. Il n'existe qu'en un point.
Pour une image en couleur, un pixel peut en fait contenir trois échantillons, un pour chaque couleur primaire contribuant à l'image au point d'échantillonnage. Nous pouvons toujours considérer qu'il s'agit d'un échantillon ponctuel d'une couleur. Mais nous ne pouvons pas considérer un pixel comme un carré ou autre chose qu'un point.
Il existe des cas où les contributions à un pixel peuvent être modélisées, dans un ordre inférieur, par un petit carré, mais jamais le pixel lui-même.
Source : Un pixel n'est pas un petit carré ! (Mémo technique 6 de Microsoft Alvy Ray Smith, 17 juillet 1995)
Je voudrais proposer une alternative à la réponse bien pensée de David Postill. Dans sa réponse, il aborde la question des pixels carrés, comme le suggère le titre. Cependant, il a fait un commentaire très perspicace dans sa réponse :
Certains diront qu'ils ne sont jamais carrés ("Un pixel est un échantillon ponctuel. Il n'existe qu'en un point").
Cette position peut en fait donner lieu à une réponse totalement différente. Au lieu de se concentrer sur la raison pour laquelle chaque pixel est un carré (ou non), elle peut se concentrer sur la raison pour laquelle nous avons tendance à organiser ces échantillonnages de points en grilles rectangulaires. En fait, il n'en a pas toujours été ainsi !
Pour étayer cet argument, nous allons faire des allers-retours entre le traitement d'une image en tant que donnée abstraite (comme une grille de points) et son implémentation dans le matériel. Parfois, une vue est plus significative que l'autre.
Pour commencer, revenons assez loin en arrière. La photographie traditionnelle sur pellicule n'avait pas de "grille" du tout, ce qui explique pourquoi les images avaient toujours l'air si nettes par rapport aux images numériques modernes. Au lieu de cela, il y avait un "grain" qui était une distribution aléatoire de cristaux sur le film. Il était à peu près uniforme, mais il ne s'agissait pas d'un beau réseau rectiligne. L'organisation de ces grains provenait du processus de production du film, en utilisant des propriétés chimiques. Par conséquent, le film n'avait pas vraiment de "direction". C'était juste un éparpillement d'informations.
Avance rapide jusqu'à la télévision, en particulier les vieux tubes cathodiques à balayage. Les tubes cathodiques avaient besoin de quelque chose de différent des photos : ils devaient pouvoir représenter leur contenu sous forme de données. En particulier, il devait s'agir de données pouvant être transmises, en analogique, par un fil (généralement sous la forme d'un ensemble de tensions changeant en permanence). La photo était en 2D, mais nous devions la transformer en une structure en 2D afin qu'elle puisse varier dans une seule dimension (le temps). La solution a consisté à découper l'image en lignes (et non en pixels !). L'image était encodée ligne par ligne. Chaque ligne était un flux analogique de données, et non un échantillonnage numérique, mais les lignes étaient séparées les unes des autres. Ainsi, les données étaient discrètes dans le sens vertical, mais continues dans le sens horizontal.
Les téléviseurs devaient rendre ces données à l'aide de phosphores physiques, et un téléviseur couleur nécessitait une grille pour les diviser en pixels. Chaque téléviseur pouvait procéder différemment dans le sens horizontal, en offrant plus de pixels ou moins de pixels, mais ils devaient avoir le même nombre de lignes. En théorie, ils auraient pu décaler une ligne de pixels sur deux, exactement comme vous le suggérez. Cependant, en pratique, ce n'était pas nécessaire. En fait, ils sont allés encore plus loin. Ils se sont rapidement rendu compte que l'œil humain gérait le mouvement d'une manière qui leur permettait de n'envoyer que la moitié de l'image à chaque trame ! Sur une image, ils envoyaient les lignes impaires, et sur l'image suivante, ils envoyaient les lignes paires, et les assemblaient.
Depuis lors, la numérisation de ces images entrelacées est un véritable casse-tête. Si j'avais une image de 480 lignes, je n'aurais en fait que la moitié des données dans chaque image à cause de l'entrelacement. Le résultat est très visible lorsque vous essayez de voir quelque chose se déplacer rapidement à l'écran : chaque ligne est dans le temps décalé d'une image par rapport à l'autre, créant des bandes horizontales dans les choses qui se déplacent rapidement. Je mentionne ceci parce que c'est plutôt amusant : votre suggestion décale une ligne sur deux de la grille d'un demi-pixel vers la droite, alors que l'entrelacement décale une ligne sur deux de la grille dans le temps !
Franchement, il est plus facile de faire ces jolies grilles rectangulaires pour les choses. Comme il n'y avait aucune raison technique de faire mieux que cela, cette méthode est restée. Puis nous sommes entrés dans l'ère de l'informatique. Les ordinateurs devaient générer ces signaux vidéo, mais ils n'avaient aucune capacité analogique pour écrire une ligne analogique. La solution était naturelle, les données étaient divisées en pixels. Maintenant, les données étaient discrètes à la fois verticalement et horizontalement. Tout ce qui restait à faire était de choisir comment créer la grille.
Faire une grille rectangulaire était extrêmement naturel. Tout d'abord, toutes les télévisions le faisaient déjà ! Ensuite, les mathématiques pour dessiner des lignes sur une grille rectangulaire sont les suivantes beaucoup plus simple que de les dessiner sur un hexagone. Vous pourriez dire "mais vous pouvez dessiner des lignes lisses dans 3 directions sur une grille hexagonale, mais seulement 2 dans la grille rectangulaire". Cependant, les grilles rectangulaires permettent de dessiner facilement des lignes horizontales et verticales. Les grilles hexagonales ne permettent de dessiner qu'une seule direction. ou l'autre. À cette époque, peu de gens utilisaient des formes hexagonales pour leurs activités non informatiques (papier rectangulaire, portes rectangulaires, maisons rectangulaires...). La possibilité de réaliser des formes horizontales lisses et des lignes verticales dépassait de loin l'intérêt de faire des images fluides en couleur... d'autant plus que les premiers écrans étaient monochromes et qu'il serait long temps avant que la fluidité de l'imagerie ne joue un rôle majeur dans la pensée.
À partir de là, vous avez un précédent très fort pour une grille rectangulaire. Le matériel graphique supportait ce que le logiciel faisait (grilles rectangulaires), et le logiciel ciblait le matériel (grilles rectangulaires). En théorie, certains matériels auraient pu essayer de créer une grille hexagonale, mais le logiciel ne l'a pas récompensé, et personne ne voulait payer pour un matériel deux fois plus important !
Cela nous amène à aujourd'hui. Nous voulons toujours des lignes horizontales et verticales fluides, mais avec les écrans rétina haut de gamme, cela devient de plus en plus facile. Cependant, les développeurs sont toujours formés à penser en termes de l'ancienne grille rectangulaire. Nous voyons un peu de Les nouvelles API prennent en charge les "coordonnées logiques" et font de l'anticrénelage pour donner l'impression qu'il y a un espace 2d continu complet avec lequel jouer plutôt qu'une grille de pixels 2d rigides, mais c'est lent. A terme, nous pourrions voir des grilles hexagonales.
Nous les voyons effectivement, mais pas avec des écrans. Dans les imprimés, il est très courant d'utiliser une grille hexagonale. L'œil humain accepte la grille hexagonale beaucoup plus rapidement qu'une grille rectangulaire. Cela est dû à la façon dont les lignes sont "aliasées" dans les différents systèmes. Les grilles hexagonales aliasent d'une manière moins dure, ce qui est plus confortable pour l'œil (si une grille hexagonale doit monter ou descendre d'une rangée, elle peut le faire en douceur sur une transition diagonale. Les grilles rectangulaires doivent sauter, ce qui crée une discontinuité très nette).
Pour deux raisons :
Une forme rectangulaire par opposition à une forme circulaire, triangulaire ou à plus de quatre côtés présente l'avantage de pouvoir être placée à côté d'autres rectangles avec un minimum d'"espace perdu". Cela garantit que toute la surface du pixel contribue à l'image. Il peut exister d'autres formes qui "s'emboîtent", mais elles seraient probablement plus complexes à fabriquer que de simples carrés ou rectangles, sans pour autant apporter d'avantages supplémentaires.
Un écran pixellisé à usage général - qui peut être utilisé pour afficher tout type d'information - doit avoir des pixels qui ne favorisent pas certains types de formes. Ainsi, les pixels doivent être carrés plutôt que plus longs ou plus larges dans une direction, et ne doivent pas être cisaillés ou tournés de quelque façon que ce soit.
Si les pixels sont plus hauts que larges, l'épaisseur minimale d'une ligne horizontale sera plus large que l'épaisseur minimale d'une ligne verticale, ce qui donne un aspect différent aux lignes horizontales et verticales, pour un même nombre de pixels.
Si les pixels subissent une rotation, seules les lignes angulaires correspondant à l'angle de rotation paraîtront lisses, toutes les autres lignes seront en dents de scie. La plupart des systèmes d'exploitation et des logiciels de productivité reposent sur des lignes droites, ce qui entraînerait beaucoup de franges ou d'egdes irrégulières.
Les pixels cisaillés (losanges) seraient le pire des deux mondes - ni les diagonales ni les horizontales/verticales ne seraient lisses.
Si vous n'êtes pas intéressé par un écran à usage général, mais par un écran orienté vers un objectif spécifique, vous pouvez être plus flexible. Un exemple extrême est la LED à 7 segments, si tout ce dont vous avez besoin est d'afficher un nombre, 7 pixels non carrés disposés de cette manière sont tout ce dont vous avez besoin. Ou encore les LED à 15 segments qui permettent d'afficher des lettres.
Dans le passé, les pixels ont rectangulaire formes. C'est pourquoi, dans n'importe quel éditeur professionnel d'images ou de vidéos comme Photoshop, Premiere, Sony Vegas... vous voyez le symbole de l'image. rapport hauteur/largeur des pixels option. Seuls les standards modernes de télévision et d'écran de PC ont des pixels carrés.
Exemples célèbres :
PAL TV/DVD analogique : 720x576 qui n'est évidemment pas 16:9 ou 4:3 mais 5:4. Cependant, en réglant le rapport d'aspect correct des pixels, on obtient une image de sortie non étirée correcte.
TV/DVD analogique NTSC : 720x480 qui est 3:2. Après avoir réglé le format d'image, il deviendra 16:9 ou 4:3 comme PAL ci-dessus. La résolution verticale inférieure explique également pourquoi les DVD NTSC sont beaucoup moins nets que les DVD PAL.
VCD : PAL 352x288 NTSC 352x240 . Les deux utilisent un format d'écran 4:3
SVCD : 480x480 et, sans surprise, il ne produit pas une sortie carrée.
DV : 1440x1080 Résolution full HD 16:9
CGA : 320x200 y 640x200 en 4:3 (oui, les anciens écrans d'ordinateur ont des pixels rectangulaires)
EGA prend en charge le format 640x350 pour les écrans 4:3 en plus du 320x200 et du 640x200
Adobe Premiere Pro - Utilisation des rapports hauteur/largeur
La réponse est : ils devrait être hexagonale, car le carrelage hexagonal offre une qualité optique optimale, il sera donc l'avenir.
Mais je pense qu'il y a deux raisons principales pour lesquelles ils sont encore carrés :
Update
Ce sujet est un thriller. Presque 10 000 vues. Les gens veulent maîtriser le pixel :) Il est amusant de voir comment quelqu'un trouve une relation entre la question et la résolution de l'écran ou la "quadrature" d'un quad.
Pour moi, c'est le cas : Quel bloc de construction, carré ou hexagonal, donne les meilleurs résultats optiques ? ?
Tout d'abord, nous avons besoin d'un carrelage simple, mais qui couvre mieux une zone personnalisée et c'est effectivement le carrelage hexagonal. Ce qui peut être facilement compris à partir de tests simples. Un test fort serait le test dit de "l'anneau". Pour simplifier, j'ai choisi une couleur trinaire : 0 - fond, 1 - gris et 2 - noir.
En fixant un point, nous essaierons d'élargir l'anneau, en gardant un aspect continu comme ceci :
Il est certain que je voudrai aussi dessiner des lignes horizontales/verticales, pour de nombreuses tâches, comme la conception d'interfaces utilisateur et d'imprimés, ou un jeu de plateforme. Appelons cela "Test des barres" :
Grâce à ce test, je peux choisir le style de ligne qui me semble le meilleur en conditions réelles. Avec les lignes verticales, c'est encore plus simple. Pour une tâche d'affichage spécifique, tout peut être codé en dur. Ainsi, pour dessiner une ligne avec une fonction, il suffit de répéter son segment dans le sens horizontal. Le problème est le suivant, les deux L'approche des pixels carrés et hexagonaux fonctionne, mais si vous essayez le même test avec un pavage carré, vous remarquerez rapidement la différence. Avec un DPI très élevé, ce n'est pas si perceptible, mais pourquoi essayer de faire plus de DPI au lieu d'essayer une approche plus efficace ? Je n'y vois pas beaucoup de sens.
Pour les couleurs RVB, cela nécessitera probablement des structures plus complexes. En fait, J'aimerais avoir un dispositif en niveaux de gris, comme sur les images ci-dessus. Ce serait également cool d'avoir une réponse rapide des pixels pour faire des animations.
Juste pour le plaisir, j'ai créé une structure hexagonale simple, où les pixels peuvent être RGB. Bien sûr, je ne sais pas ce que ça donnerait sur un vrai appareil, mais c'est quand même cool.
Une explication informelle - une illustration qui pourrait
aider à décrire la situation :
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