Question Pourquoi les pixels sont-ils carrés?


Les pixels dans les écrans sont carrés, mais je ne sais pas pourquoi.

Les deux images pixélisées ont l'air assez mauvaises - mais je ne suis pas sûr qu'il y ait un avantage sur les carrés par rapport aux hexagones ici.

Les hexagones se divisent également en 3 couleurs:

Alors, quel est l'avantage des carrés dans un affichage LCD / CRT?


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2017-12-30 17:16


origine


S'il vous plaît clarifier sur le contexte. Faites-vous référence à des affichages, des formats d'image ou des impressions? Et même alors, cette question pourrait être trop large. - Daniel B
Les pixels sont des unités logiques sans dimension et ils ne sont pas toujours carrés, comme le suggère @DanielB, chaque rasterizer les gère différemment. Des images Google de "pixels d'écran" par exemple. - Yorik
Cette question devrait peut-être être migrée vers Expérience utilisateur ou Ingénierie électrique. - curiousdannii
Question connexe sur Computer Graphics SE. - Martin Ender
Je ne comprends pas. Pourquoi est-ce que cela a été voté, et pourquoi n'a-t-il pas été migré vers un forum d'ingénierie mécanique? - Carl Witthoft


Réponses:


Les pixels dans les écrans sont carrés, mais je ne sais pas pourquoi.

Ils ne sont pas (nécessairement) carrés.

Certains diront qu'ils sont jamais carré ("Un pixel est un échantillon ponctuel. Il existe uniquement en un point.").


Alors, quel est l'avantage des carrés dans un affichage LCD / CRT?

  • Autres arrangements (tels que triangles, hexagones ou autres polygones de remplissage d'espace) sont plus coûteux en informatique.

  • 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, beaucoup de logiciels devraient être réécrits.

  • Toutes les usines qui fabriquent actuellement des écrans avec une disposition de pixels rectangulaire devraient être rééquipées pour une autre disposition.


Aspects pratiques de l'utilisation d'un système de coordonnées hexagonales

Il y a généralement quatre considérations majeures à considérer   sur lors de l'utilisation d'un système de coordonnées hexagonal:

  • Conversion d'image - Le matériel capable de capturer des images du monde réel directement sur un réseau hexagonal est hautement spécialisé, et   donc généralement pas disponible pour une utilisation. Par conséquent, des moyens efficaces de   convertir une image carrée quadrillée standard en une image hexagonale est   requis avant tout traitement peut être effectué.
  • 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), et toute image en forme hexagonale devrait être   stockable sous forme hexagonale (sinon la conversion d’image   être effectuée à chaque fois que l’accès à l’image est effectué). De plus, une indexation   système qui est simple à suivre et rend l'arithmétique de certains   fonctions plus simples seraient très utiles.
  • Opérations de traitement d'images - Pour pouvoir utiliser efficacement le système de coordonnées hexagonales, les opérations doivent être conçues ou exécutées.   convertis qui sont conçus pour exploiter les forces du système, et   en particulier les points forts du système d'adressage utilisé pour l'indexation   et stockage.
  • Affichage d'image - Comme pour obtenir l'image en premier lieu, les périphériques d'affichage n'utilisent généralement pas de treillis hexagonaux.   Par conséquent, l'image convertie doit être renvoyée à une forme pouvant être   envoyé sur un périphérique de sortie (que ce soit un moniteur, une imprimante ou   autre entité) avec l'affichage résultant apparaissant dans naturel   proportions et échelle. La nature exacte de cette conversion est   en fonction de la méthode d'indexation utilisée. Cela pourrait être un simple   réversion du processus de conversion d'origine, ou être plus   convolution considérable.

Problèmes avec les systèmes de coordonnées hexagonales

Il existe toutefois des problèmes avec les systèmes de coordonnées hexagonales. Un   Le problème est que les gens sont très habitués au treillis carré traditionnel.

Raisonner en hexagones peut sembler anormal et donc un peu   difficile. Bien qu'on puisse faire valoir que les gens peuvent s'y habituer   s’ils le doivent, c’est toujours le cas, ils seront naturellement   incliné vers le raisonnement avec la coordonnée cartésienne traditionnelle   système par défaut, avec des systèmes hexagonaux simplement un choix secondaire.

L’absence de périphériques d’entrée sur les réseaux hexagonaux et   le manque de périphériques de sortie qui affichent en tant que tels est également un obstacle:

  • La nécessité de convertir des carrés en hexagones et inversement nuit à l’utilité de travailler sur des réseaux hexagonaux.

  • Comme ces réseaux sont plus denses que des réseaux carrés équivalents de même taille apparente, à moins que les images ne soient délibérément plus élevées   résolution que ce qui doit être utilisé, les images converties doivent avoir   extrapoler certains emplacements de pixels (ce qui est généralement moins souhaitable   que d'avoir tous les pixels fournis directement à partir d'une source).

  • La conversion en réseaux carrés réduirait certains emplacements de pixels, ce qui entraînerait une perte de détails apparents.   (ce qui pourrait donner une image de qualité inférieure à celle qui était   à l'origine alimenté).

Si l'on cherche à utiliser des systèmes de coordonnées hexagonales dans leur propre vision   travail, ils doivent d'abord déterminer si ces problèmes sont   compensés par les avantages inhérents à l’utilisation d’hexagones.

La source Systèmes de coordonnées hexagonales


Une autre forme ou disposition a-t-elle été essayée?

L'affichage XO-1 fournit une couleur pour chaque pixel. Les couleurs s'alignent le long des diagonales allant du haut à droite au bas à gauche Pour réduire les artefacts de couleur causés par cette géométrie de pixels, la carte de couleur estompe la composante couleur de l'image lorsque celle-ci est envoyée à l'écran.

Comparaison de l'affichage XO-1 (gauche) avec un affichage à cristaux liquides (LCD) typique. Les images montrent 1 × 1 mm de chaque écran. Un écran LCD typique adresse des groupes de 3 emplacements sous forme de pixels. Le LCD OLPC XO adresse chaque emplacement comme un pixel distinct:

enter image description here

La source OLPC XO

D’autres affichages (en particulier les OLED) utilisent différentes dispositions, telles que PenTile:

enter image description here

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 la biomimétique de la rétine humaine, qui a un nombre presque égal de cellules de cônes de type L et M, mais beaucoup moins de cônes S. 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 rouge et vert d'un affichage ne réduit pas la qualité de l'image.

Cette disposition est spécifiquement conçue pour fonctionner avec un rendu de sous-pixel qui ne nécessite qu'un sous-pixel et quart par pixel, en moyenne, pour rendre une image. En d'autres termes, tout pixel d'entrée donné est mappé sur un pixel logique centré sur le rouge ou sur un pixel logique centré sur le vert.

La source Famille de matrice PenTile


Définition simple de pixel

N'importe lequel des très petits points qui forment ensemble l'image sur un écran de télévision, un écran d'ordinateur, etc.

La source http://www.merriam-webster.com/dictionary/pixel


Pixel

En imagerie numérique, un pixel, un élément d'image 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; c'est donc le plus petit élément contrôlable d'une image représentée sur l'écran.

...

Un pixel n'a pas besoin d'être rendu comme un petit carré. Cette image montre d'autres manières de reconstruire une image à partir d'un ensemble de valeurs de pixels, en utilisant des points, des lignes ou un filtrage fluide.

enter image description here

La source Pixel


Pixel aspect ratio

La plupart des systèmes d'imagerie numérique affichent une image sous la forme d'une grille de minuscules pixels carrés. cependant, certains systèmes d'imagerie, en particulier ceux qui doivent être compatibles avec les films télévisés en définition standard, afficher une image sous forme de grille de pixels rectangulaires, dans laquelle la largeur et la hauteur des pixels sont différentes. Pixel Aspect Ratio décrit cette différence.

La source Pixel aspect ratio


Un pixel n'est pas un petit carré!

Un pixel est un échantillon ponctuel. Il existe seulement à un point. 

Pour une image en couleur, un pixel peut en réalité contenir trois échantillons, un pour chaque couleur primaire contribuant à l'image au point d'échantillonnage.   Nous pouvons encore considérer cela comme un échantillon ponctuel d'une couleur. Mais nous ne pouvons pas considérer un pixel comme un carré ou autre chose qu'un point.

Il y a des cas où les contributions    à un pixel peut être modélisé, de manière peu ordonnée, par un petit carré, mais jamais le pixel lui-même.

La source Un pixel n'est pas un petit carré! (Microsoft Technical Memo 6 Alvy Ray Smith, 17 juillet 1995)


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2017-12-30 17:30



Citation nécessaire sur le point "plus coûteux en calcul". Lier idéalement à un article de recherche portant sur une tessellation hexagonale par exemple et une analyse informatique. On dirait que vous ne faites que citer des explications plausibles. - djechlin
De plus, nous réécrivons beaucoup de logiciels tout le temps pour améliorer les choses. Je ne suis pas sûr de votre point. - djechlin
@djechlin Actuellement, toutes les spécifications vidéo / image sont basées sur un tableau rectangulaire de pixels. L'affichage de toute vidéo ou image nécessiterait une conversion d'un système de coordonnées rectangulaire (cartésien) en un système de coordonnées hexagonal. Les calculs pour tracer des lignes sur un système de coordonnées rectangulaires sont plus simples que de dessiner sur un système de coordonnées hexagonales (c'est un calcul de base). Ai-je besoin d'expliquer davantage? - DavidPostill♦
@djechlin Réponse mise à jour et une citation incluse - DavidPostill♦
+ 1 pour votre Microsoft Tech Memo Source. Réponse géniale en général. - shock_gone_wild


J'aimerais proposer une alternative à la réponse bien pensée de David Postill. Dans sa réponse, il a abordé 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 existe seulement en un point").

Cette position peut engendrer une réponse totalement différente. Au lieu de se concentrer sur la raison pour laquelle chaque pixel est un carré (ou non), il peut se concentrer sur la raison pour laquelle nous avons tendance à organiser ces échantillonnages en grilles rectangulaires. Ce n'était pas toujours comme ça!

Pour faire cet argument, nous allons faire des allers-retours entre traiter une image en tant que donnée abstraite (telle qu'une grille de points) et l'implémenter dans du matériel. Parfois, une vue est plus significative que l'autre.

Pour commencer, allons-y assez loin. La photographie de film traditionnelle n'avait pas de «grille», ce qui est l'une des raisons pour lesquelles les images étaient toujours aussi nettes que les images numériques modernes. Au lieu de cela, il y avait un "grain" qui était une distribution aléatoire de cristaux sur le film. C'était à peu près uniforme, mais ce n'était pas un beau réseau rectiligne. L'organisation de ces grains est issue du processus de production du film, utilisant des propriétés chimiques. En conséquence, le film n’avait vraiment pas de «sens». C'était juste une deuxième diffusion d'informations.

Avance rapide vers le téléviseur, en particulier les anciens écrans CRT. Les CRT avaient besoin de quelque chose de différent des photos: ils devaient pouvoir représenter leur contenu en tant que données. En particulier, il devait s'agir de données pouvant être diffusées, en mode analogique, sur un câble (généralement sous la forme d'un ensemble de tensions changeant continuellement). La photo était 2d, mais nous devions la transformer en une structure 1d pour qu’elle puisse varier en une seule dimension (temps). La solution consistait à découper l'image en lignes (pas les pixels!). L'image a été encodée ligne par ligne. Chaque ligne était un flux de données analogique, pas un échantillonnage numérique, mais les lignes étaient séparées les unes des autres. Ainsi, les données étaient discrètes dans la direction verticale, mais continues dans la direction horizontale.

Les téléviseurs devaient rendre ces données en utilisant des phosphores physiques, et une télévision couleur nécessitait une grille pour les diviser en pixels. Chaque téléviseur pouvait faire cela différemment dans le sens horizontal, offrant plus de pixels ou moins de pixels, mais ils devaient avoir le même nombre de lignes. En théorie, ils auraient pu compenser chaque rangée de pixels, exactement comme vous le suggérez. Cependant, en pratique, cela n'était pas nécessaire. En fait, ils sont allés encore plus loin. On s'est vite rendu compte que l'œil humain manipulait le mouvement d'une manière qui ne leur permettait d'envoyer que la moitié de l'image à chaque image! Sur une image, ils envoient les lignes impaires, et sur la suivante, ils envoient les lignes paires et les assemblent.

Depuis lors, la numérisation de ces images entrelacées a été un peu compliquée. Si j'avais une image de 480 lignes, je n'ai en fait que la moitié des données dans chaque image en raison de l’entrelacement. Le résultat est très visible lorsque vous essayez de voir quelque chose bouger rapidement à l’écran: chaque ligne est temporellement décalé d'une image de l'autre, créant des stries horizontales dans les choses en mouvement rapide. Je mentionne cela parce que c'est plutôt amusant: votre suggestion compense chaque rang de la grille d'un demi-pixel vers la droite, tandis que l'entrelacement se déplace de moitié dans le temps!

Franchement, il est plus facile de faire ces belles grilles rectangulaires pour les choses. Sans aucune raison technique pour faire mieux que cela, il est resté bloqué. Ensuite, nous entrons dans l'ère de l'informatique. Les ordinateurs nécessaires pour générer ces signaux vidéo, mais ils n'avaient pas de capacités analogiques pour écrire une ligne analogique. La solution était naturelle, les données étaient divisées en pixels. Maintenant, les données étaient discrètes à la fois verticales et horizontales. Il ne restait plus qu'à choisir comment faire la grille.

Faire une grille rectangulaire était extrêmement naturel. Tout d'abord, chaque sortie de télévision le faisait déjà! Deuxièmement, le calcul des lignes sur une grille rectangulaire est beaucoup plus simple que de les dessiner sur une forme hexagonale. Vous pourriez dire "mais vous pouvez dessiner des lignes lisses dans 3 directions sur une grille hexagonale, mais seulement 2 dans le rectangle." Cependant, les grilles rectangulaires facilitent le dessin des lignes horizontales et verticales. Les grilles hexagonales ne peuvent être faites que pour en dessiner une ou L'autre. À cette époque, peu de gens utilisaient des formes hexagonales pour leurs efforts non informatiques (papier rectangulaire, portes rectangulaires, maisons rectangulaires…). La capacité à rendre lisse horizontal et les lignes verticales dépassaient de loin la valeur de la réalisation d’images en couleurs pleines… surtout que les premiers affichages étaient monochromes et longue le temps avant la finesse des images a joué un rôle majeur dans la réflexion.

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 ont peut-être essayé de créer une grille hexagonale, mais le logiciel ne l'a tout simplement pas récompensé et personne n'a voulu payer deux fois plus de matériel!

Ce jeûne nous achemine aujourd'hui. Nous voulons toujours de belles lignes horizontales et verticales, mais avec des écrans rétiniens haut de gamme, cela devient de plus en plus facile. Cependant, les développeurs sont toujours formés à penser à l’ancienne grille rectangulaire. Nous voyons certains Les nouvelles API prennent en charge les "coordonnées logiques" et font de l'anti-aliasing pour donner l'impression qu'il y a un espace 2d continu à jouer plutôt qu'une grille de 2d pixels rigides, mais c'est lent. Finalement, nous pourrions voir des grilles hexagonales.

Nous les voyons effectivement, mais pas avec les écrans. En impression, il est très courant d'utiliser une grille hexagonale. L'œil humain accepte la grille hexagonale beaucoup plus rapidement qu'il n'accepte une grille rectangulaire. Cela a à voir avec les lignes de chemin "alias" dans les différents systèmes. Les grilles hexagonales sont utilisées de manière moins sévère, ce que l’œil est plus à l’aise (si une grille hexagonale doit monter ou descendre d’une rangée, elle le fait en douceur sur une transition diagonale. Les grilles rectangulaires doivent sauter, créant ainsi une discontinuité claire)


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2017-12-31 20:05



Idéal pour expliquer comment la télévision est apparue: un flux analogique. Cette norme a duré 70 ans et l'ajout de la couleur a été fait de manière à rester compatible avec le noir et blanc, essayez de le faire ces jours-ci! Combien de formats vidéo existe-t-il actuellement?
"" Les téléviseurs devaient rendre ces données en utilisant des phosphores physiques, avec une grille pour les diviser en pixels. "" - Était-ce vrai pour Black & White TV? Je croyais que les «phosphores physiques» discrets (qui ne correspondaient toujours à aucun élément de type pixel dans le flux de données) étaient fournis avec la télévision couleur et que les tubes cathodiques monochromes avaient simplement un revêtement continu de phosphore. - Random832
Ainsi, les données étaient discrétion dans le sens vertical, mais continu dans le sens horizontal.  Je crois que tu voulais dire discret - cela apparaît correctement plus tard. - GalacticCowboy
Dans un téléviseur noir et blanc, pourquoi ne pas simplement enduire les phosphores sur la surface et laisser le flux d'électrons être plus fort / plus faible et les rendre plus / moins brillants d'une manière complètement analogique? En bref, pourquoi avoir des pixels (horizontaux) du tout? Une fois que vous avez la couleur, les choses deviennent plus difficiles; mais même dans ce cas, le signal de couleur n'est pas défini par pixel si je me souviens bien. En ce qui concerne les échantillons horizontaux, le nombre d'échantillons requis pour reconstituer un signal à partir d'échantillons d'intensité uniforme est fonction de la largeur de bande de fréquence et les décalages de demi-échantillon ne l'améliorent pas. - Yakk
@Yakk La plupart des CRT en noir et blanc ont été construits exactement de la même manière: les premiers CRT de BW TV étaient dérivés de CRT Radar / Oscilloscope souvent contrôlés en mode analogique X / Y ou polaire sans raster. Les téléviseurs utilisent toujours le balayage ligne par ligne car cela correspond à la façon dont le signal est codé, mais pas de pixels sur les lignes. Certains affichages spécialisés (principalement pour les cockpits d'avion) ​​utilisaient même des phosphores qui changeaient de couleur en fonction de la force avec laquelle ils étaient frappés par un faisceau d'électrons (ce type d'affichage s'appelle un pénétron). - rackandboneman


Deux raisons:

  • Une forme rectangulaire par rapport à une forme circulaire, triangulaire ou à plus de 4 côtés présente l'avantage de pouvoir être placée à côté d'autres rectangles avec un minimum de "perte d'espace". Cela garantit que toute la zone du pixel contribue à l'image. Il existe peut-être 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 affichage pixellisé à usage général - un écran pouvant être utilisé pour afficher n'importe quel type d'informations doit avoir des pixels qui ne favorisent pas certains types de formes. Les pixels doivent donc être carrés plutôt que plus longs ou plus larges dans une direction, et ne pas être cisaillés ou pivotés de quelque manière que ce soit.

    • Si les pixels sont plus grands que plus larges, l'épaisseur minimale d'une ligne horizontale sera plus large que l'épaisseur minimale d'une ligne verticale, ce qui rendra les lignes horizontales et verticales différentes, pour le même nombre de pixels.

    • Si les pixels sont pivotés, seules les lignes inclinées correspondant à l'angle de rotation seront lisses, les autres lignes seront irrégulières. La plupart des systèmes d’exploitation et des logiciels de productivité reposent sur des lignes droites, ce qui signifie qu’il y aurait beaucoup d’égalisateurs frangeants ou déchiquetés.

    • Les pixels cisaillés (losanges) seraient les pires des deux mondes - ni les diagonales ni les horizontales / verticales ne seraient lisses.

Si vous ne vous intéressez pas à un affichage général, mais à un objectif spécifique, vous pouvez être plus flexible. Un exemple extrême est la LED à 7 segments, si tout ce que vous avez à faire est d’afficher un nombre, vous n’avez besoin que de 7 pixels non carrés. Ou des LED à 15 segments permettant les lettres.


20
2017-12-30 19:55



Hmm, je ne suis pas sûr que l'argument du coût fonctionne pour les hexagones (je peux me tromper). - Tim
@Tim - Vous devriez faire des recherches sur le sujet. S'il y avait un avantage technique à utiliser des hexagones, les fabricants d’affichage les utiliseraient, le fait qu’ils ne soient pas utilisés indique qu’ils n’ont aucun avantage en termes de coût ou de performance. - Ramhound
@ Ramhound oui, j'ai compris. J'ai besoin de rechercher plus - bien cette question est ma recherche. Je demande des raisons pour lesquelles ne pas hexagones - pas Pourquoi carrés (et un lien vers une comparaison des coûts serait bien - idk si quelqu'un en a déjà fait un) - Tim
@Tim - La plupart des travaux de recherche seraient réalisés par des fabricants et il est peu probable qu’ils soient partagés, étant donné que la recherche de comparaison des coûts serait spécifique à l’entreprise et permettrait à un concurrent de connaître beaucoup d’informations. - Ramhound
"ils seraient probablement plus complexes à fabriquer que de simples carrés ou rectangles" - citation nécessaire. "Cependant, n'introduire aucun avantage supplémentaire" - citation nécessaire. - Raphael


Les pixels ne sont pas nécessairement carrés!

Dans le passé, les pixels ont rectangulaire formes. C’est pourquoi dans tout éditeur d’images / vidéos professionnel comme Photoshop, Premiere, Sony Vegas ... vous voyez la pixel aspect ratio option. Seules les normes de moniteur TV et PC modernes ont des pixels carrés.

Photoshop pixel aspect ratio

Exemples célèbres:

  • PAL Analog TV / DVD: 720x576 ce qui n'est évidemment pas 16: 9 ou 4: 3 mais 5: 4. Cependant, lorsque vous définissez le rapport d'aspect de pixel correct, l'image produite sera non étirée

  • NTSC Analog TV / DVD: 720x480 qui est 3: 2. Après avoir réglé le format, il deviendra 16: 9 ou 4: 3 comme PAL ci-dessus. La résolution verticale plus basse explique également pourquoi les DVD NTSC sont beaucoup moins nets que 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 et 640x200 en 4: 3 (oui, les anciens écrans d'ordinateur ont des pixels rectangulaires)
  • EGA prend en charge 640x350 pour les écrans 4: 3 en plus des écrans 320x200 et 640x200

Adobe Premiere Pro - Utilisation des proportions


12
2017-12-31 10:24



Cette réponse pourrait être améliorée en expliquant un peu plus le ratio d'aspect (par opposition à un simple lien). En soi, il n'est pas clair qu'une résolution d'écran particulière ne puisse pas avoir de pixels carrés. - Jon Bentley
Je ne comprends pas le lien entre les pixels carrés et la résolution. - A.L
@ A.L comme je l'ai déjà indiqué ci-dessus. 720: 576 est 5: 4 et si les pixels sont carrés, il en résultera un format d'image 5: 4. Toutefois, si le format des pixels est défini sur une valeur différente de 1, le rapport hauteur / largeur sera différent. Mais où ai-je dit à propos de la résolution ici? Je viens de dire le ratio d'aspect - phuclv
@ A.L: Cette réponse prouve que tous les pixels des écrans (ou fichiers) ne sont pas carrés: certains sont rectangulaires. - slebetman
Les ordinateurs Atari 8 bits avaient certains modes graphiques avec une résolution de 80x192, donnant lieu à des pixels en forme de tirets très non carrés. - DaveP


La réponse est: ils devrait être hexagonal, car le pavage hexagonal offre une qualité optique optimale, donc ce sera l'avenir.
Mais je pense qu'il y a deux raisons principales pour lesquelles ils sont toujours carrés:

  • Il est plus facile de représenter des données d'image bitmap sur une grille carrée en tant que tableau 2D (à la fois pour la simplicité du matériel et pour l'être humain)
  • C'est arrivé historiquement il en sera ainsi pendant un certain temps à cause de la raison # 1.

Mettre à jour

Ce sujet est un thriller. Presque 10k vues. Les gens veulent maîtriser le pixel :) C'est marrant comment quelqu'un trouve une relation de la question avec la résolution de l'écran ou "quadracy" d'un quad.
Pour moi c'est: quel bloc de construction, carré ou hexagone donne de meilleurs résultats optiques?

Tout d'abord, nous avons besoin d'un simple carrelage, mais qui couvre mieux une zone personnalisée et il s'agit en effet d'un carrelage hexagonal. Ce qui peut être facilement compris à partir de tests simples. Un test fort serait appelé test "en anneau". Pour simplifier, je fais de la couleur trinaire: 0 - fond, 1 - gris et 2 - noir.

En regardant avec un point, nous essaierons d’étendre l’anneau, en gardant son aspect continu comme ceci:

enter image description here

Pour sûr, je veux aussi dessiner des lignes horizontales / verticales, pour de nombreuses tâches, comme l'interface utilisateur et le design d'impression, ou un jeu de plateforme. Appelons-le "Bar Test":

enter image description here

Avec ce test, je peux choisir le style de ligne qui semble mieux dans des conditions réelles. Avec les lignes verticales, c'est encore plus simple. Pour un affichage de tâche spécifique, tout peut être codé en dur, donc pour tracer une ligne avec une fonction, il suffit de répéter son segment dans le sens horizontal. La chose est, tous les deux approche de pixels carrés et hexagonaux fonctionne, mais si vous essayez le même test avec la mosaïque carrée, vous remarquerez rapidement la différence. Avec un DPI très élevé, ce n'est pas si évident, mais pourquoi essayer de faire plus de DPI plutôt que d'essayer une approche plus efficace? Je ne vois pas beaucoup de sens.


Pour les couleurs RVB, cela nécessitera probablement des structures plus complexes. Réellement, je voudrais avoir un appareil en niveaux de gris, comme sur les images ci-dessus. Ce serait bien aussi d'avoir une réponse rapide en pixels pour faire des animations.

Juste pour le plaisir, j'ai composé une structure hexagonale simple, où les pixels peuvent être RVB. Bien sûr, je ne sais pas comment cela pourrait sembler sur un appareil réel, mais semble cool même.

enter image description here


Une explication-illustration informelle qui pourrait
 aide à décrire la situation:
 

enter image description here 


9
2018-01-01 21:52



Je suis partiellement en désaccord avec les deux parties de 1 parce que a) 3dmdesign.com/development/hexmap-coordinates-the-easy-way (bien que ce soit un peu plus difficile à mettre en place, mais il n'y a pas de difficulté à leur associer des coordonnées) et b) depuis quand les ordinateurs ont-ils été conçus avec des humains? - Tim
@Tim Les détails de l'ordinateur ne le sont pas, mais le soi humain a tendance à traiter l'information de manière "rectangulaire", ce qui conduit à des conceptions étranges. Il y a beaucoup d'exemples, comme celui-ci robonaut  Alors, pourquoi faire qu'un robot ressemble à un humain? D'un point de vue ergonomique, ce robot devrait ressembler davantage à une pieuvre, mais les gens sont des personnes. - Mikhail V
@MikhailV créer un robot comme un humain lui permet d'utiliser des objets conçus pour l'homme. Sinon, tout doit être spécialement conçu pour le robot. - Thorbjørn Ravn Andersen
@ ThorbjørnRavnAndersen Ouais, comme un t-shirt et des lunettes de soleil :) - Mikhail V
Les triangles ne seraient-ils pas supérieurs aux hexagones car ils peuvent tout faire? - Raynet


Certaines des réponses touchent déjà cela ... Je pense que ce tableau non rectangulaire en termes de stockage de données créerait une complexité presque inimaginable et serait extrêmement sujet aux erreurs. J'ai beaucoup d'expérience dans la modélisation de systèmes physiques où la grille n'est pas rectangulaire (grilles échelonnées - points de données en demi-arêtes, etc.). L'indexation est un cauchemar.

Tout d'abord, il y a le problème de la définition de la limite. Les images sont généralement rectangulaires (encore une fois, ceci est une question d’histoire - si nos écrans étaient hexagonaux, les choses seraient un peu plus faciles). Ainsi, même la limite de l'image n'est pas une ligne droite. Mettez-vous le même nombre de pixels dans chaque ligne? Avez-vous alterné même / impair? Et ... le pixel inférieur gauche est-il à gauche de celui au-dessus ou à droite? Vous obtenez immédiatement près de 10 normes différentes, et les programmeurs doivent se rappeler à chaque fois comment ça se passe (même les différences entre les lignes principales et les colonnes ou les différences d'indexation de haut en bas ou de bas en haut provoquent parfois des erreurs). Cela amène l'immense problème de la conversion paysage / portrait (transformation naturelle, qui est triviale sur une grille rectangulaire, mais qui nécessite une interpolation et qui est presque nécessairement une procédure avec perte sur une grille hexadécimale ou différente). C'est même un problème pour les pixels rectangulaires (rapport d'aspect! = 1).

Ensuite, il y a l'instinct naturel que les gens ont avec la disposition rectangulaire. Vous avez des matrices en maths, qui ont la même disposition. De même, un cadre de coordonnées cartésien est à peu près le plus facile à utiliser et à comprendre dans la plupart des cas. Obtenir l'index d'un pixel à (x, y) est juste x + width * y (et non l'inverse - héritage de l'indexation de scanline). Si width est un multiple de 2, vous n'avez même pas besoin de multiplication. Travailler avec des angles non droits entraîne beaucoup de complications issues de l'algèbre vectorielle, lorsque les vecteurs de base ne sont pas orthogonaux: les rotations ne sont plus de simples superpositions cos / sin. La traduction devient étrange. Cela apporte beaucoup de complexité de calcul (ce serait un peu plus coûteux à calculer), etla complexité du code (je me souviens d'avoir codé l'algorithme de Bresenham une fois, et je ne voudrais vraiment pas essayer de le faire en hexadécimal).

L'interpolation et l'anticrénelage en général ont beaucoup d'algorithmes qui dépendent de la grille carrée. Interpolation bilinéaire, par exemple. Toutes les méthodes de traitement basées sur Fourier sont également liées à la grille rectangulaire (la FFT est très utile dans le traitement de l'image) ... à moins que vous ne réalisiez d'abord des transformations coûteuses et avec des pertes.

Que tout montre que Les données dans la mémoire et les formats de fichiers doivent être stockés sous forme de grille rectangulaire. La façon dont vous l'affiche dépend du périphérique d'affichage / de l'imprimante, mais cela devrait être le problème du pilote. Les données sont supposées être indépendantes du périphérique et ne doivent pas supposer quel matériel vous avez. Comme indiqué dans les articles ci-dessus, il y a de nombreux avantages à utiliser des pixels non rectangulaires, dus à la physiologie de l'œil humain et à d'autres facteurs technologiques - conservez simplement les données sur la grille carrée: )

Malgré tout cela, j'ai effectivement pensé à avoir un arrangement de pixels circulaire pour l'intégration dans les visages de la montre (ce qui rend les mains droites). Lorsque j'ai commencé à imaginer à quel point cela rendrait difficile de dessiner quelque chose d'aussi simple qu'une ligne droite qui ne traverse pas le centre, j'en ai tiré beaucoup de conclusions.


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2018-01-04 13:53



"Ceci amène l'immense problème de conversion paysage / portrait" <...> "C'est même un problème pour les pixels rectangulaires" - Oxymoron? Personnellement, je n'ai pas l'habitude de faire tourner mon moniteur, alors pourquoi faire pivoter l'image 90 *. - Mikhail V
Il y a beaucoup d'écrans verticaux là-bas (écrans d'arrivée et de départ dans certaines gares, divers panneaux publicitaires, etc.). Observer: img.worsethanfailure.com/images/200710/error'd/... - orion
Ceci est appelé "utilisation incorrecte de l'équipement". Par ailleurs, l'algorithme de dessin de ligne pour les points arbitraires sur la grille hexadécimale pourrait probablement être résolu sans problème. Je ne l'ai jamais fait, alors j'essaie de diviniser, cela pourrait s'avérer encore plus élégant que pour la grille carrée. - Mikhail V
Un autre exemple est que les téléphones sont des tablettes, qui font pivoter l'image tout le temps de manière dynamique. Les deux données (formats de fichiers) et les écrans doivent avoir logiquement pixels carrés pour cela (peu importe ce que le matériel fait pour afficher cela réellement). L'algorithme de dessin au trait est problématique en termes de définition: Bresenham garantit que la ligne a exactement un pixel d'épaisseur, horizontalement ou verticalement (en fonction de la pente). Les décalages de demi-largeur de chaque autre ligne dans la grille hexagonale rendent ambigu ce que signifie "un pixel d'épaisseur". Bien sûr, cela peut être fait, mais vous devez d'abord définir et dériver l'algorithme. - orion
"doit avoir des pixels carrés" Voilà le problème. Le périphérique d'affichage ne doit jamais être produit en gardant à l'esprit que quelqu'un voudrait le faire pivoter. Il ne s’agit que d’un malentendu qui conduit également à des erreurs de conception logicielles et à des couches d’abstraction redondantes. En ce qui concerne les calculs: en vision par ordinateur en particulier, de nombreuses solutions efficaces sont par nature tri-directionnelles, si vous faites ce genre de choses, les coordonnées polaires aident beaucoup. - Mikhail V


Les pixels carrés étaient "la chose logique à faire", dit leur inventeur, Russel Kirsch:

"Bien sûr, la chose logique n’était pas la seule possibilité ... mais nous avons utilisé des carrés. C'était quelque chose de très insensé que tout le monde souffre depuis. "

http://www.wired.com/2010/06/smoothing-square-pixels/


8
2017-12-31 02:35



Votre réponse est dans un autre château: quand une réponse n’est-elle pas une réponse?


Cette question concerne plus l'arrangement que la forme réelle d'un pixel.

Le problème avec les arrangements hexagonaux est que la traduction d'un site hexagonal en coordonnées cartésiennes et vice versa n'est pas triviale.

Soit vous travaillez avec un indice de réseau Bravais primitif

https://en.wikipedia.org/wiki/Bravais_lattice

ou vous travaillez avec une cellule classique rectangulaire et ajoutez plusieurs "vecteurs de base" internes. (Vous avez besoin de deux vecteurs de base pour le plus petit réseau rectangulaire et d'environ 16 pour le plus petit réseau carré).

Dans le premier cas, il y a une transformation d'angle impliquée et dans la seconde chaque pixel a besoin x, y et un index de base j à préciser.

Donc, à la fin, les pixels "carrés" doivent être un sous-produit de notre culture cartésienne.

Au fait, ce serait très cool d’avoir cette technologie, mais elle est très incompatible avec le paradigme actuel. En fait, les systèmes biologiques préfèrent les hexagones lors de la production de réseaux pour les systèmes visuels. Pensez aux yeux de la mouche. La rétine humaine suit également quelque chose de plus proche de l'hexagone (que du carré).

Vois ici http://www.kybervision.com/resources/Blog/HumanRetinaMosaic.png et retour au point des affichages http://www.kybervision.com/Blog/files/AppleRetinaDisplay.html

Je ne doute pas qu'un treillis hexagonal soit plus approprié pour la visualisation. Mais vous pouvez y penser de cette façon, chaque fois que les ingénieurs veulent améliorer un affichage, ils font face au dilemme suivant: 1) passer à l'hexagone, changer le paradigme, réécrire les trillons de lignes de code ajouter de la mémoire, augmenter deux nombres pour les dimensions d'affichage en pixels. Option 2) est toujours moins chère.

Enfin un mot de l'inventeur du pixel carré http://www.wired.com/2010/06/smoothing-square-pixels

Russell Kirsch, inventeur du pixel carré, revient au dessin   planche. Dans les années 1950, il faisait partie d'une équipe qui a développé la place   pixel. «Les carrés étaient la chose logique à faire», dit Kirsch. "De   Bien sûr, la chose logique n'était pas la seule possibilité, mais nous avons utilisé   carrés. C'était quelque chose de très stupide que tout le monde dans le monde ait   souffert depuis. ' Maintenant retraité et vivant à Portland,   Orégon, Kirsch a récemment entrepris de se faire pardonner. Inspiré par la mosaïque   constructeurs de l'antiquité qui ont construit des scènes de détails étonnants avec   morceaux de tuile, Kirsch a écrit un programme qui transforme le gros,   carrés maladroits d'une image numérique dans une image plus lisse faite de   pixels de forme variable.


7
2018-01-02 20:21



Je dirais ceci: 3dmdesign.com/development/hexmap-coordinates-the-easy-way est assez trivial? - Tim
Oui, (bon point) mais ce système de coordonnées n'est toujours pas cartésien. Par exemple, la région "hexmap" de la surface de "3x3" n'est pas 9 (même pas approximativement). Ce n'est pas une question d'angle, c'est une question de métrique, un treillis hexagonal n'est pas un réseau rectagulaire (ou carré) en rotation. - alfC
Juste point - mais cartésien n'est pas nécessaire est-ce? - Tim
Comme je l'ai dit, pas en principe, je pense que c'est plutôt un problème de paradigme. (La technologie biaise la technologie et la technologie est collante, la technologie est un changement difficile en vase clos). - alfC
Je ne serais pas d'accord pour dire que c'est un grand changement de paradigme. Pour les cas purement numériques, il s’agit d’un changement d’adressage assez simple. Pratiquement, vous avez besoin d'un même ensemble discret, de sorte que la fonction "blit" sache où écrire les données. En ce qui concerne les données d'image provenant de sources rectangulaires, oui, il y a des problèmes. Et créer une police pour l'affichage hexadécimal sera encore plus simple que sur un carré (moins de maux de tête avec des pentes). - Mikhail V


Pour comprendre pourquoi un pixel rectiligne a de la valeur, vous devez comprendre le processus de fabrication des capteurs et des affichages. Les deux sont basés sur la disposition de silicium. Les deux sont dérivés des origines de VLSI.

Pour vous de mettre en place un non rectiligne  capteur pixel, vous devez être prêt à:

  1. Disposez les éléments sensibles à la lumière d'une manière non rectiligne (par exemple des cercles remplis d'hexagone).
  2. Disposition des fils qui collectent la charge (par exemple, CMOS / CCD) de manière non rectiligne
  3. Échelle cette mise en page à >> 1M x 1M pour répondre aux demandes du marché
  4. Faire correspondre (ou interpoler) les informations à un affichage rectiligne

Pour vous de mettre en œuvre un non rectiligne afficher pixel, vous avez besoin de toutes les mêmes choses.

Beaucoup de gens ont essayé de faire fovéale caméras et écrans (haute résolution au milieu où nos yeux sont les meilleurs, basse résolution en périphérie). Le résultat est toujours quelque chose de plus coûteux et moins capable qu'un capteur rectiligne.

La réalité de l'efficacité commerciale est que vous pouvez rêver de capteurs / écrans non rectilignes, mais ce n'est pas rentable ou évolutif pour le moment.


7
2018-01-04 18:34



Un capteur de pixels d'aspect carré classique se transformerait en un seul avec des pixels rectangulaires s'il était utilisé derrière un objectif anamorphique. Tout comme le bokeh devient ellipique. - JDługosz