Сколько весит один пиксель

Размер, вес и формат фотографий

Предлагаю рассмотреть, что это за звери — форматы фотографий JPG и RAW, на что они влияют и когда на них стоит обращать внимание. Что такое размер фото и вес файла, как они измерятся и от чего зависят.

Почти все фото камеры могут сохранять фотографии в формате JPG (даже камеры телефонов и планшетов). Во всех зеркальных и без зеркальных камерах, а так же в продвинутых компактах в дополнение к JPG есть, как минимум, RAW и RAW+, и иногда TIFF.

Чтобы разобраться с форматами, для начала нужно договориться, что подразумевается под понятиями «размер» фотографии и «вес» файла (фотографии). Предлагаю рассмотреть эти понятия на более осязаемых объектах. например, на вкусностях.

1 | Что такое пиксель:

Размер объектов измеряется в метрах, размер фотографии — в пикселях (px).

Если измерить размер этой вазочки с ягодами, то это буде где-то 10 сантиметров в высоту и этак сантиметров 13 в ширину. примерно. То есть мы привыкли измерять предметы сантиметрами (метрами, километрами и так далее). Если же говорить о фото этой же вазочки, то изначальный размер фотографии — 7360 пикселей (px) в ширину на 4912 пикселей (px) в высоту. Это максимальный размер фото, на который способна моя камера Nikon. Для размещения этого фото на сайте, размер фото уменьшен до 1200px на 798px (зачем, расскажу чуть позже).

Что такое пиксель? Сделанные цифровыми камерами или оцифрованные на сканере фотографии представляют собой комбинацию крошечных цветных квадратиков — пикселей. Если вы сильно увеличите любую фотографию, то увидите эти пиксели. Чем больше в фото таких пикселей, тем более детальная картинка.

Увеличенный в тысячу раз фрагмент фото — видны квадратики пикселей.

2 | Можно ли пиксели перевести в сантиметры:

Именно это и происходит, когда вам нужно напечатать фотографии на бумаге. Здесь понадобится ещё один показатель — плотность пикселей (разрешение), которую сможет напечатать принтер (или другая машина для печати фото). Полиграфическим стандартом для фотографий является разрешения 300 dpi (dpi — количество точек на дюйм). Например, для печати в красивых глянцевых журналах используют фото с разрешением 300 dpi.

Чтобы вы не ломали голову над делением размера фото на разрешение и не переводили дюймы в сантиметры, в любой программе для просмотра и редактирования фото (например, в Photoshop) есть функция просмотра размера изображения фото в сантиметрах. Она вам понадобится, чтобы понять, какого максимального размера фотографию в хорошем качестве (с разрешением 300 dpi), вы сможете напечатать на бумаге или другом материальном носителе.

Например, это фото с тропическими цветами Франжиспани, можно напечатать размером 61 см на 32 см.

Размер фотографии в пикселях и сантиметрах в программе Photoshop

Чтобы узнать размер фото в пикселях и сантиметрах в программе Photoshop, нужно нажать комбинацию клавиш Alt+Ctrl+I или зайти в меню Image (Изображение) ►Image size (Размер изображения).

Читайте о 6 способах узнать размер фото в статье — Как узнать размер фото

Вернёмся к реальности цифровых фото — к пикселям и размерам фото в пикселях. Что произойдёт, если уменьшить количество пикселей в фото? Ответ — ухудшиться качество фотографии. Например, я взяла фото этой же вазочки с ягодами, что в начале статьи, и уменьшила размер фото до 150 пикселей в ширину. При таком уменьшении программа уничтожает часть пикселей. Фотография стала миниатюрной:

Теперь попробуем «растянуть» фото на всю страницу:

Растянутая картинка выглядит мутной и нечёткой

Как видите, детализация уже не та, так как часть пикселей (а вместе с ними и деталей) отсутствует.

Конечно, если использовать эту уменьшенную картинку как маленькую иконку или небольшое изображение в презентации Power Point, то будет смотреться вполне нормально, но вот для печати в журнале на пол страницы она явно не подойдёт.

3 | Какой размер фотографии (сколько пикселей) оптимален:

Зависит от задачи. Фейсбук, например, автоматически уменьшает размер всеx загружаемых фотографий до 2048 пикселей в ширину. Как бы вы не хотели поделиться с друзьями высококачественным фото больного размера, Фейсбук вам этого не позволит. Грузите на другие ресурсы (например, на Dropbox). Самое распространённое разрешение экранов мониторов — 1920 px на 1080 px. Теоретически, если вы планируете своими фотографиями наслаждаться в электронном виде и рассылать по соц сетям, то 2048 px по длинной стороне вполне достаточно. Но на практике технологии не стоят на месте — мониторы становятся всё больше, соц сети более лояльны к размеру фото.

Если же вы планируете когда-нибудь печатать фото, то сохраняйте фото в максимально возможном разрешении, которое только позволит ваша камера (внимательно изучите инструкцию к вашей камере, чтобы правильно настроить размер фото).

В некоторых случая нужно уменьшать размер фотографий. Как я писала выше, для сайта я уменьшаю размер фото до 1200 пикселей по длинной стороне. Если загрузить фото в полном размере, страницы сайта будут очень долго загружаться, а это многим посетителям может не понравится (не говоря уже о поисковиках Гугл и Яндекс).

Размер фотографий измеряется в пикселях (px). От количества пикселей зависит размер фото на экранах мониторов, и какого размера можно напечатать фотографию.

4 | Размер файла или «вес фотографии»:

Теперь разберёмся с «весом фотографии». Так уж исторически сложилось, что в этом вопросе много путаницы и размер файла довольно часто называют «весом фотографии», что скорее удобно, чем правильно. Размер файлов измеряется мегабайтами (МВ) или килобайтами (КВ). И тут стоит помнить, что в отличии от килограммов, где 1 кг = 1000гр, 1 мегабайт = 1024 килобайт.

Как это выглядит на практике: представим ситуацию, что в вашем фотоаппарате есть карта памяти на которой написано 64GB (гигабайта). Если посмотреть, сколько же там именно этим байтов (на компьютере правой кнопкой мыши выбрать «свойства»), то окажется, что на этой карте памяти 63567953920 байт и это равно 59,2 GB. От того, насколько большие файлы создаёт ваша камера, зависит, как много фото поместится на этой карте памяти. Например, у меня помещается 830 файлов с фото в формате RAW (о форматах читайте ниже).

От чего завит размер файла:

• Во-первых, от размера фото (того, что пикселями измеряется): файл с первой фотографией ягодок (размер фото 7360×4912 px) — это 5.2 MB, а она же, уменьшенная до 150 рх будет «весить» 75,7 КВ (в 69 раза меньше).
• Во-вторых, от формата (JPG, TIFF, RAW), о чём читайте ниже.
• В-третьих, размер файла (или «вес фото») зависит от количества деталей: чем их больше, тем «тяжелее» фотография (что наиболее релевантно для JPG формата).

Например, вот в этой фотографии с обезьянами со Шри-Ланки множество мелких чётких (говоря языком фотографов, «резких») деталей и размер файла с этой фотографией — 19.7MB, что существенно больше чем ягодки в вазочке на белом фоне (5.2MB).

Если вы спросите, какого размера фото я могу напечатать с фотографии, которая весит 2МБ. Никто вам не сможет ответить, пока не узнает количество пикселей. А лучше, конечно, ещё и взглянуть на фото, так как некоторые умельцы любят доставать фото из глубин интернета, увеличивать количество пикселей программно, а потом хотеть напечатать её на обложке журнала. Получается как на примере выше с растянутой фотографией вазочки шириной 150 px.

Размер файла (часто называют «вес фотографий) измеряется в мегабайтах (МВ) или килобайтах (КВ) и зависит от формата, размера в пикселях и детализайии фотографии.

5 | Форматы фото:

И, наконец-то, мы подошли к вопросу форматов изображения и типа сжатия файлов, от которых тоже зависит размер файла с фото.

Практически все фото камеры могут сохранять фотографии в формате JPG (даже камеры телефонов и планшетов). Это самый распространённый формат изображений и его «понимают» все компьютеры и программы для просмотра изображений. В формате JPG фото можно загружать в соц сети, выкладывать в блоге, добавлять в файлы Word, Power Point и так далее. JPG можно обрабатывать в Фотошопе, Лайтруме и других программах для редактирования изображений.

Из моей практики: если я хочу сделать фото для соц сети и быстро его загрузить, то я или фотографирую на телефон, или ставлю в своей камере формат файла jpg.

Что стоит помнить о формате jpg — это сжатый формат и у него есть степени сжатия. Чем выше степень сжатия, тем меньше размер файла за счёт уменьшения детализации и качества фото. Поэтому не рекомендуется многократное редактирование и пересохранение (повторное сжатие) одной и той же фотографий в формате jpg.

При сохранении файла в формате jpg выбирается степень сжатия (пример из программы Photoshop).

Во всех зеркальных и без зеркальных камерах, а так же в продвинутых компактах в дополнение к JPG есть как минимум RAW, и часто ещё и TIFF.

• TIFF (англ. Tagged Image File Format) — формат хранения растровых графических изображений (в том числе фотографий). TIFF стал популярным форматом для хранения изображений с большой глубиной цвета. Он используется в полиграфии, широко поддерживается графическими приложениями.
• RAW (англ. raw — cырой, необработанный) — формат цифровой фотографии, содержащий необработанные данные, полученные с фотоматрицы (та штука, что в цифровых камерах заменила плёнку).

Лично я никогда не фотографирую в формат TIFF. Не могу даже придумать, зачем мне это нужно, если есть RAW. TIFF без сжатия я могу использовать для сохранения фото, которые ещё планирую доработать в программе Photoshop.

6 | Преимущества и недостатки формата RAW:

У меня в камере почти всегда стоит RAW формат, так как я собираюсь обрабатывать (редактировать) фото в Лайтруме или Фотошопе. У RAW есть ряд существенных недостатков:

• Нет возможности просмотра файлов без предварительной конвертации. То есть для просмотра фото в формате RAW вам нужна специальная программа, поддерживающая этот формат изображений.
• Больший объём файлов, чем при сохранении в JPEG (с моё камеры Nikon D800 размер файла с фото в формате RAW — это 74-77 МБ). Это означает, что меньше фотографий поместится на флешке.
• RAW невозможно загрузить в соц сети, блог, и иногда даже отправить по почте. Вначале RAW нужно конвертировать в RAW конвертере (например, Adobe Camera Raw), который поддерживает тип файла с вашей модели камеры.

Почему же профессиональные фотографы часто предпочитаю RAW, а не JPG? Потому что RAW:

• даёт больше возможностей для коррекции изображения: баланса белого, контраста, насыщенности, яркости и уровня шума,
• позволяют сильнее корректировать снимки без появления дефектов,
• позволяет тонкую коррекцию недостатков объектива (виньетирование, хроматические аберрации).

Итак, если вы планируете тщательнейшим образом обрабатывать снимки в Фотошопе или Лайтруме, тонко чувствуя «артефакты» и полутона, «пересветы» и «провалы» в тенях, то снимайте в RAW. Только помните, что для получения хорошего результата, вам понадобится разобраться с настройками и работой RAW конвертеров. Подумайте, нужно ли вам эта головная боль? Может стоит снимать в JPG и уделить больше времени отдыху, а не компьютеру?

ЕГЭ по информатике 2022 — Задание 7 (Фото, звук)

Седьмое задание из ЕГЭ по информатике 2022. Отличное задание, которое нужно решать!

Данное задание проверяет умение определять объём памяти, необходимый для хранения графической и звуковой информации.

Приступим к примерным вариантам из ЕГЭ по информатике.

Задача (классика, количество цветов изображения)

Какое максимальное количество цветов может быть в палитре неупакованного растрового изображения, имеющего размер 1024 * 256 пикселей и занимающего на диске не более 165 кб.

1. Найдём сколько будет весить один пиксель! У нас всего 1024 * 256 пикселей. Берём максимально возможный объём картинки (165 Кб) и разделим его на количество пикселей.

Важно: Мы не пытаемся сразу вычислить, например, количество пикселей во всём изображении. А записываем сначала в виде действия 1024 * 256. Когда уже получается дробь, пытаемся сократить эту дробь по максимуму. Это позволяет экономить силы при решении седьмого задания из ЕГЭ по информатике 2022.

Нам нужно найти: сколько именно целых бит занимает один пиксель. Округляем количество бит в меньшую сторону, потому что мы не можем «перевалить» за максимальную отметку 165 Кб для всего изображения.

Применим формулу, которую нужно твёрдо знать для решения 7 задания из ЕГЭ по информатике.

Задача (Резервирование памяти)

Какой минимальный объём памяти (в Кбайт) нужно зарезервировать, чтобы можно было сохранить любое растровое изображение размером 64 * 256 пикселей при условии, что в изображении могут использоваться 4 различных цвета? В ответе запишите только целое число, единицу измерения писать не нужно.

Задача обратная предыдущей. Первый вопрос на который нужно ответить: сколько весит 1 пиксель? Снова используется формула N = 2 i .

Видно, что 1 пиксель имеет объём i = 2 бита. Количество пикселей в изображении равно 64 * 256. Важно опять умножать эти два числа не сразу. Тогда объём картинки будет равен: количество пикселей (64 * 256) умножить на объём одного пикселя (2 бита).

В подобных задачах из ЕГЭ по информатике фишка в том, чтобы составить дробь и потом сократить её, тем самым вычисление делается без калькулятора и без лишних усилий.

Задача (работа со звуком)

Производится звукозапись музыкального фрагмента в формате квадро (четырёхканальная запись) с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. Результаты записываются в файл, сжатие данных не производится; размер полученного файла 60 Мбайт. Затем производится повторная запись этого же фрагмента в формате стерео (двухканальная запись) с частотой дискретизации 64 кГц и 16-битным разрешением. Сжатие данных не производилось. Укажите размер файла в Мбайт, полученного при повторной записи. В ответе запишите только целое число, единицу измерения писать не нужно.

Общая формула для решения 7-ого задания на тему звуковых файлов из ЕГЭ по информатике.

Её легко запомнить. Объём записанного файла равен произведению всех остальных параметров. Важно соблюдать единицы измерения.

Распишем формулу дискретизации для первой звукозаписи и для второй. В первом случае у нас режим квадро, значит, нужно к произведению добавить ещё 4. Во втором случае режим стерео, значит, должны поставить коэффициент 2. Т.к. производилась запись этого же фрагмента, то время в обоях случаях одинаковое.

Выражаем время из первого уравнения и подставляем во второе.

Опять удобно решать с помощью сокращение дробей.

Закрепим результат, решив ещё одну тренировочную задачу из ЕГЭ по информатике 2021.

Задача (ЕГЭ по информатике 2020, Досрочная волна)

Музыкальный фрагмент был записан в формате квадро (четырёхканальная запись), оцифрован и сохранён в виде файла без использования сжатия данных. Размер полученного файла без учёта размера заголовка файла – 12 Мбайт. Затем тот же музыкальный фрагмент был записан повторно в формате моно и оцифрован с разрешением в 2 раза выше и частотой дискретизации в 1,5 раза меньше, чем в первый раз. Сжатие данных не производилось. Укажите размер в Мбайт файла, полученного при повторной записи. В ответе запишите только целое число, единицу измерения писать не нужно. Искомый объём не учитывает размера заголовка файла.

Вначале выписываем формулу для первого файла и для второго файла. Подставляем всё, что нам известно.

Для второго звукового файла коэффициенты все переносим в одну сторону.

Выражаем из первого уравнения произведение M * i * t и подставляем его во второе уравнение.

После небольших сокращений получаем 4 Мб для второго звукового файла.

Время было для обоих файлов одинаковым, потому что было сказано, что тот же музыкальный файл перезаписали второй раз с другими параметрами.

Подготовка к ЕГЭ по информатике

Задача 1.
Сколько байт требуется для хранения цветного изображения размером 7,5 на 10см при сканировании с параметрами:
— разрешение сканирования 300 dpi (точек на дюйм)
— глубина цвета 24 bpp (бит на пиксел)
— сжатие без сжатия

Решение:
1. В дюйме 2,54 см. Для расчётов примем дюйм равным 2,5 см.
Определим размер изображения в дюймах:
7,5 : 2,5 = 3″
10 : 2,5 = 4″

2. Определим количество точек в изображении по горизонтали и по вертикали:
3″ * 300 = 900 точек
4″ * 300 = 1200 точек

3. Всего получаем 900 * 1200 = 1 080 000 точек или пикселей

4. Каждый пиксел весит 24 бита (глубина цвета), значит,

1 080 000 * 24 = 25 920 000 бит : 8 = 3 240 000 байт : 1024 = 3 164 кб : 1024 = 3 Мб

Ответ: Размер изображения 3 Мб

Задача 2.
256-цветное изображение файла типа .bmp имеет размер 1024х768 точек. Определить информационную ёмкость файла.

Решение:
1. Всего точек в изображении: 1024 * 768 = 786 432 точек

2. Изображение 256-цветное, значит, для описания одного цвета достаточно 8 бит (256 = 2 8 ).
Каждая точка будет весит 8 бит.
Значит всё изображение весит: 786 432 * 8 =. (ответ будет в битах), разделим на 8 и ответ получим в байтах:
786 432 *8 : 8 = 786 432 байта : 1024 = 768 кб

1 Пиксель это сколько бит

Глубина́ цве́та (ка́чество цветопереда́чи, би́тность изображе́ния) — термин компьютерной графики, означающий количество бит (объём памяти), используемое для хранения и представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики или видеоизображения.

Часто выражается единицей бит на пиксел (англ. bits per pixel , bpp ).

Содержание

Монохромные изображения [ править | править код ]

Монохромные изображения кодируются с помощью одномерной шкалы яркости. Обычно это набор из чёрного и белого цвета и промежуточных оттенков серого, но могут использоваться и другие комбинации: например, монохромные мониторы часто используют зелёный или оранжевый цвет свечения вместо белого.

• 1-битная шкала яркости (2 1 = 2 ступени ): бинарное изображение, используется при выводе на чёрно-белый принтер (оттенки серого при этом имитируются с помощью дизеринга); также использовалась в графическом режиме видеоадаптера Hercules Graphics Card
• 2-битная шкала яркости (2 2 = 4 ступени ): видеорежим NeXTstation
• 8-битная шкала яркости (2 8 = 256 ступеней ): достаточна для адекватного представления чёрно-белых фотографий
• 16-битная шкала яркости (2 16 = 65 536 ступеней ): используется в астрофотографии для получения изображений с большим динамическим диапазоном, а также при сложной обработке с целью избежать накопления ошибок округления

Индексированные цвета и палитры [ править | править код ]

Изображение кодируется с помощью дискретного набора цветов, каждый из которых описан с помощью палитры независимо друг от друга.

• 1-битный цвет (2 1 = 2 цвета): бинарный цвет, чаще всего представляется чёрным и белым цветами (или чёрным и зелёным)
• 2-битный цвет (2 2 = 4 цвета): CGA, БК.
• 3-битный цвет (2 3 = 8 цветов): множество устаревших персональных компьютеров с TV-выходом
• 4-битный цвет (2 4 = 16 цветов): известен как EGA и в меньшей степени как VGA-стандарт с высоким разрешением
• 5-битный цвет (2 5 = 32 цвета): Original Amiga chipset
• 6-битный цвет (2 6 = 64 цвета): Original Amiga chipset
• 8-битный цвет (2 8 = 256 цветов): устаревшие Unix-рабочие станции, VGA низкого разрешения, Super VGA, AGA (стоит заметить что тот же VGA-режим, так называемый X-Mode, за счет технологии установки палитры позволял отобразить 256 цветов из цветового набора 262 144 цветов)
• 12-битный цвет (2 12 = 4096 цветов): некоторые Silicon Graphics и Color NeXTstation системы. Отдельного упоминания заслуживает уникальный режим HAM оригинальных персональных компьютеров Amiga. В этом видеорежиме компьютер Amiga на экране мог отобразить до 4096 цветов, при этом один пиксель изображения кодировался только шестью битами.

«Реальные» цвета (TrueColor) [ править | править код ]

С увеличением количества бит в представлении цвета, количество отображаемых цветов стало непрактично большим для цветовых палитр (20-битная глубина цвета требует больше памяти для сохранения цветовой палитры, чем памяти для сохранения самих пикселей изображения). При большой глубине цвета на практике кодируют яркости красной, зелёной и синей составляющих — такое кодирование называют RGB-моделью.

8-битный «реальный» цвет [ править | править код ]

Сильно ограниченная, однако «реальная» цветовая схема, в которой по три бита (по восемь возможных значений) для красной (R) и зелёной (G) составляющих, и два оставшихся бита на пиксель для кодирования синей (B) составляющей (четыре возможных значения), позволяют представить 256 (8×8×4) различных цвета. Нормальный человеческий глаз менее чувствителен к синей составляющей, чем к красной и зелёной, поэтому синяя составляющая представляется одним битом меньше. Такая схема использовалась в MSX2-серии компьютеров в 1990-х годах.

Не следует путать такую схему с 8 bpp индексным цветом, который может быть представлен выбором различных цветовых палитр.

12-битный «реальный» цвет [ править | править код ]

12-битный «реальный» цвет кодируется 4 битами (по 16 возможных значений) для каждой из R, G и B-составляющих, что позволяет представить 4096 (16×16×16) различных цветов. Такая глубина цвета иногда используется в простых устройствах с цветными дисплеями (например, в мобильных телефонах).

HighColor [ править | править код ]

HighColor или HiColor разработан для представления оттенков «реальной жизни», то есть наиболее удобно воспринимаемый человеческим глазом. Такой цвет кодируется 15 или 16 битами:

• 15-битный цвет использует 5 бит для представления красной составляющей, 5 для зелёной и 5 для синей, то есть 2 5 = 32 возможных значения каждого цвета, которые дают 32 768 (32×32×32) возможных цвета.
• 16-битный цвет использует 5 бит для представления красной составляющей, 5 для синей, но 6 бит (2 6 = 64 возможных значения) для представления зелёной, так как человеческий глаз более чувствителен к зелёной составляющей. Таким образом получаются 65 536 (32×64×32) цветов. 16-битный цвет упоминается как «тысячи цветов» ( thousands of colors ) в системах Macintosh.
• Большинство современных ЖК-дисплеев отображают 18-битный цвет (64×64×64 = 262 144 комбинации), но благодаря дизерингу разница с TrueColor-дисплеями на глаз незначительна.

TrueColor [ править | править код ]

TrueColor (от англ. true color — «истинный/настоящий цвет») приближен к цветам «реального мира», предоставляя 16,7 млн различных цветов. Такой цвет наиболее приятен для восприятия человеческим глазом различных фотографий, для обработки изображений.

• 24-битный TrueColor-цвет использует по 8 бит для представления красной, синей и зелёной составляющих. Кодируется 2 8 = 256 различных вариантов представления цвета для каждого канала, или всего 16 777 216 цветов (256×256×256). 24-битный цвет упоминается как «миллионы цветов» ( millions of colors ) в системах Macintosh.

24-битный «реальный» цвет + Альфа канал (32bpp) [ править | править код ]

«32-битный цвет» — это пример неправильного употребления термина при описании глубины цвета. Заблуждением является то, что 32-битный цвет позволяет представить 2 32 = 4 294 967 296 различных оттенков [1] .

В реальности 32-битный цвет является 24-битным (TrueColor) с дополнительным 8-битным каналом, который либо заполнен нулями (не влияет на цвет), либо представляет собой альфа-канал, который задаёт прозрачность изображения для каждого пикселя — то есть существует 16 777 216 оттенков цветов и 256 градаций прозрачности [1] .

Причиной, по которой используют «пустой» канал, является стремление оптимизировать работу с видеопамятью, которая у большинства современных [ когда? ] компьютеров имеет 32-битную адресацию и 32-битную шину данных [ источник не указан 1328 дней ] .

Также 32-битным является представление цвета в системе CMYK (по 8 бит отводятся на голубой, пурпурный, жёлтый и чёрный цвета) [1] .

Deep Color (30/36/48 бит) [ править | править код ]

В конце 1990-х годов некоторые high-end графические системы, например SGI, начали использовать более 8 бит на канал — например, 12 или 16 бит . Программы профессионального редактирования изображений стали сохранять по 16 бит на канал, предоставляя «защиту» от накапливания ошибок округления, погрешностей при вычислении в условиях ограниченной разрядной сетки чисел.

Для дальнейшего расширения динамического диапазона изображений были созданы различные модели. Например High Dynamic Range Imaging (HDRI), использует числа с плавающей запятой и позволяет наиболее точно описывать в изображениях интенсивный свет и глубокие тени в одном и том же цветовом пространстве. Различные модели описывают такие диапазоны, применяя более 32 бит на канал. Можно отметить созданный Industrial Light & Magic на рубеже XX и XXI веков формат OpenEXR, использующий 16-битные (половинной точности) числа с плавающей запятой, которые позволяют представить цветовые оттенки лучше, чем 16-битные целые числа. Предполагается, что такие схемы представления цвета заменят стандартные схемы, как только аппаратное обеспечение сможет с достаточной скоростью и эффективностью поддерживать новые форматы.

Поддержка в индустрии [ править | править код ]

Поддержка Deep Color (30, 36, или 48 бит) была добавлена в аппаратный интерфейс передачи цифрового видеосигнала HDMI 1.3 в 2006 году [2] .

Стандарт DisplayPort поддерживает глубину цвета более 24 бит [3] [4] .

В Windows 7 есть поддержка цветов с глубиной от 30 до 48 бит [5] .

При этом типичные ЖК-дисплеи были способны отображать пиксели с глубиной не более 24 бит, а форматы 36 и 48 бит позволяют кодировать больше цветов, чем способен различать человеческий глаз [6] [7] .

Телевизионный цвет [ править | править код ]

Множество современных телевизоров и компьютерных дисплеев отображают изображения варьируя интенсивностью трёх основных цветов: синий, зелёный и красный. Яркий жёлтый, например, является композицией одинаковых по интенсивности красной и зелёной составляющих без добавления синей компоненты. Однако это только приближение, которое не даёт в действительности яркий жёлтый цвет. Именно поэтому последние технологии, как например Texas Instruments BrilliantColor расширяют типовые красные, зелёные и синие каналы новыми: голубым (сине-зелёным), пурпурным и жёлтым цветами [8] . Mitsubishi и Samsung используют упомянутую технологию в некоторых телевизионных системах.

Подразумевая использование 8-битных каналов 6-цветные изображения кодируются 48-битными цветами.

ATI FireGL V7350 видеоадаптеры поддерживают 40- и 64-битные цвета [9] .

Автор: Юрий Белоусов · 16.01.2019

Сложно однозначно ответить на вопрос сколько в 1 пикселе байт, ведь размер пикселя в байтах или битах зависит от того, сколько цветов, какая кодировка используется.

Краткий ответ: 1 пиксель = 3 байта (при цветовой схеме True-color).

Если сохранять картинку с помощью какого-нибудь графического редактора, используя разное количество цветов, то можно увидеть, что вес картинки при сохранении с использованием 256 цветов будет выше, чем при использовании 128 цветов (что логично).

Для примера приведены скриншоты ниже.

Это одна и та же картинка, в ней одинаковое количество пикселей, но в первом случае она весит 196,8 K, а во втором 160,7 K.

Вес 1 пикселя в зависимости от разрядности цветового режима

Сколько будет весить 1 пиксел в байтах и битах в зависимости от разрядности цветового режима?

Размер пикселя в байтах:

• В монохромном (2 1 ): 1 пиксель = 1/8 байт (1 бит)
• В 16-цветном (2 4 ): 1 пиксель = 0,5 байт (4 бит)
• В 256-цветном (2 8 ): 1 пиксель = 1 байт (8 бит)
• True-color (2 24 ): 1 пиксел = 3 байта (24 бита)
• True-color + Альфа канал (2 24 + 8-битный канал): 1 пиксел = 4 байта (32 бита)

1 пиксель может быть равен от 1 до 32 бит (от 1/8 до 4 байт).

Если для примера взять RGB модель кодирования (True-color 2 24 ), состоящую из 3-х основных цветов: красного, зеленого, синего, каждый из которых в свою очередь имеет по 256 оттенков, то можно посчитать:

1 параметр из 256 оттенков = 1 байт = 8 бит. Учитывая, что RGB – 3 цвета = 3 параметра по 256 оттенков каждый, то соответственно получаем, что для кодирования одного пикселя используется 3 байта.

1 пиксель = 3 байта = 24 бита.

Подсчет размера 1 пикселя на картинке

С подсчетами исходя из цветовой разрядности разобрались, но что если нужно просто посчитать размер 1 пикселя в какой-то конкретной фотографии или на какой-то картинке?

Сделать это достаточно просто:

1. Нужно умножить высоту на ширину, получив тем самым общее количество пикселей в изображении. В статье «Как узнать размер изображения в пикселях» описано, как можно посмотреть размер картинки;
2. Затем необходимо узнать вес картинки. Сделать это можно кликнув правой кнопкой мыши по картинке, вызвав тем самым контекстное меню, в котором следует выбрать пункт «Свойства». Там и будет указан вес в байтах.
   
3. Осталось лишь поделить вес в байтах на размер картинки в пикселях. Таким образом получится вес 1 пикселя в байтах.

Не нашли ответ? Тогда воспользуйтесь формой поиска:

Пару месяцев назад, отдыхая от реализации новых возможностей вроде q_auto и g_auto, я прикалывался в нашем командном чате по поводу того, как различные форматы хранения изображений будут сжимать однопиксельную картинку. В ответ Orly, редактор блога, попросила меня написать пост об этом. Я сказал: «Конечно, почему бы и нет. Но это будет очень короткий пост. Ведь что можно рассказать про один пиксель».

Похоже, я был сильно неправ.

В ранние годы веба однопиксельные картинки часто использовались как костыли для вещей, которые сейчас делаются через CSS. Создание отступов, линий, прямоугольников, полупрозрачных фонов – много чего можно сделать, просто масштабируя пиксель до нужных размеров. Ещё одно использование пикселей, дожившее до наших дней – маячки, средства для отслеживания и аналитики.

В отзывчивом веб-дизайне однопиксельные картинки используются как временные заглушки в ожидании загрузки страницы. Большинство браузеров не поддерживают HTTP Client Hints, поэтому некоторые варианты с отзывчивыми изображениями ждут полной загрузки страницы, чтобы подсчитать актуальный размер картинок, а затем заменяют однопиксельные картинки нужными изображениями при помощи JavaScript.

Сломанная картинка

Есть и ещё одно применение однопиксельных картинок: их можно использовать в качестве картинок «по умолчанию». Если нужное изображение по каким-то причинам невозможно найти, в некоторых случаях лучше показать один прозрачный пиксель, чем выдавать «404 — Not Found», которая будет видна в браузерах как «сломанная картинка». Нужное изображение вы в любом случае не увидите, но профессиональнее будет не акцентировать на этом внимание, выдавая иконку «сломанной картинки».

Хорошо, значит, однопиксельные картинки бывают полезными. И как же наилучшим образом закодировать изображение размера 1х1?

Очевидно, что для форматов сжатия изображений это пограничный случай. Если изображение состоит из одного пикселя, сжимать тут особенно нечего. Несжатых данных тут будет содержаться от одного бита до четырёх байт – в зависимости от интерпретации: черно-белый (1 бит), оттенки серого (1 байт), оттенки серого с альфой (2 байта), RGB (3 байта), RGBA (4 байта).

Но нельзя закодировать только лишь данные – в любом формате изображений нужно задать интерпретацию данных. По меньшей мере, нужно знать высоту и ширину изображения и количество бит на пиксель.

Обычно для кодирования высоты и ширины используется четыре байта: два на число (если бы это был один байт, то максимальная размерность картинки была бы 255×255). Допустим, нужен ещё байт для задания типа цветопередачи (оттенки серого, RGB или RGBA). В таком минималистичном формате однопиксельная картинка занимала бы не менее 6 байт (для белого пикселя), а максимум – 9 байт (для полупрозрачного пикселя произвольного цвета).

Но в заголовках реальных форматов обычно содержится гораздо больше информации. Первые несколько байт любого формата содержат уникальный идентификатор нужный лишь для того, чтобы сообщить, что «Эй! Я — файл вот конкретно такого формата!». Эта последовательность байт также известна, как «волшебное число». К примеру, GIF всегда начинается с GIF87a или GIF89a, в зависимости от версии спецификаций, PNG – с 8-байтной последовательности, включающей PNG, у JPEG есть заголовок, содержащий строку JFIF или Exif, и т.д.

В заголовках может содержаться мета-информация. Это специфичные для данного формата данные, необходимые для раскодирования, определяющие, какой из подвидов формата используется. Некоторые из мета-данных не обязательно нужны для раскодирования, но тем не менее, используются для определения того, как показывать их на экране: цветовой профиль, ориентация, гамма, количество точек на пиксель. Это могут также быть производльные данные – комментарии, временные отметки, отметки об авторских правах, GPS-координаты. Это могут быть необязательные или обязательные данные, в зависимости от спецификации. Конечно, эти данные увеличивают объём файла. Давайте поэтому остановимся на минимальных файлах, откуда удалена вся необязательная информация – или мы будем тратить драгоценные байты на ерунду.

Кроме заголовков, в файлах может встречаться и другая дополнительная информация – маркеры, контрольные суммы (используемые для проверки правильности передачи или результата работы других процессов, которые могут испортить файл). Бывает, что требуется включить в файл отступы, чтобы выровнять все данные.

Однопиксельные, минимально возможные картинки, показывают, сколько «лишней» информации содержится в формате файла. Смотрим.

Вот шестнадцатеричный дамп 67-байтного PNG-файла с одним белым пикселем.

Файл состоит из 8-байтного «волшебного числа» PNG, за которым следует отрезок заголовка IHDR из 13 байт, отрезок с данными об изображении IDAT с 10 байтами «сжатых» данных, и отметка об окончании IEND. Каждый отрезок данных начинается с 4-байтного отрезка с длиной и 4-байтного отрезка-идентификатора, и заканчивается контрольной суммой из 4 байт. Эти три отрезка данных обязательны, так что они в любом случае отъедают 36 байт у 67-байтного файла.

Чёрный пиксель тоже занимает 67 байт, прозрачный – 68, а произвольный цвет RGBA займёт от 67 до 70 байт.

Заголовок у JPEG длиннее. Минимальный однопиксельный JPEG занимает 141 байт, и он не бывает прозрачным, т.к. JPEG не поддерживает альфа-канал.

В смысле заголовков GIF самый компактный из трёх универсальных форматов. Белый пиксель можно закодировать в GIF 35 байтами:

а прозрачный – 43:

Для всех перечисленных форматов можно изготовить и файлы поменьше, которые будут показываться в большинстве браузеров, но они будут сделаны с нарушением спецификаций, так что декодер изображений может в любой момент пожаловаться на то, что файл битый (и будет прав), и показать иконку «сломанной картинки» – а мы именно её и пытаемся избежать.

Так какой же наилучший формат однопиксельной картинки для веба? Есть варианты. Если пиксель непрозрачный, то GIF. Если прозрачный – тоже GIF. Если полупрозрачный, то PNG, поскольку у GIF прозрачность задаётся только как «да» или «нет».

Всё это мало что значит. Любой из этих файлов уместится в один сетевой пакет, поэтому разницы в скорости не будет, а разница для хранилища вообще пренебрежимо мала. Но тем не менее, с этим забавно разбираться – по крайней мере, любителям форматов.

Используя формат WebP, выбирайте его версию без потерь качества. Однопиксельная картинка без потери качества в формате WebP занимает от 34 до 38 байт. С потерей – от 44 до 104 байт, в зависимости от наличия альфа-канала. К примеру, вот полностью прозрачный пиксель в 34-байтном WebP без потери качества:

а вот тот же пиксель с потерей качества (по умолчанию) WebP, занимающий 82 байта:

Разница в том, что WebP с потерей качества и прозрачностью хранится как две картинки в одном файле-контейнере: одна картинка с потерей качества, хранящая данные для RGB, и другая, без потери, с данными альфа-канала.

У формата BPG также есть режимы с потерей из без потери качества, и для него действует обратная закономерность. BPG с потерей хранит 1 пиксель в 31 байте – наименьший показатель из всех:

BPG без потерь качества занимает 59 байт. Прозрачный пиксель займёт 57 байт в BPG
с потерями и 113 байт в BPG без потерь. Интересно, что в случае с одним белым пикселем BPG выиграет у WebP (31 байт против 38), а с одним прозрачным пикселем WebP выигрывает у BPG (34 байта против 57).

А ещё есть FLIF. Я, конечно, не могу забыть о нём, являясь главным автором бесплатного формата изображений без потери качества (Free Lossless Image Format). Вот 15-байтный FLIF для одного белого пикселя:

А вот 14-байтный для чёрного:

Чёрный пиксель получился меньше, потому что ноль сжимается лучше, чем 255. Заголовок простой: первые 4 байта всегда «FLIF», следующий – человеко-читаемое обозначение цвета и интерлейсинга. В нашем случае это «1», что значит, один канал для цвета (оттенки серого). Следующий байт – глубина цвета. «1» значит один байт на канал. Следующие четыре байта – размерность картинки, 0x0001 на 0x0001. Следующие 4 или 5 – сжатые данные.

Полностью прозрачный пиксель тоже занимает 14 байт в FLIF:

В этом случае у нас 4 цветовых канала (RGBA) вместо одного. Можно было бы ожидать, что раздел с данными будет длиннее (всё-таки каналов в четыре раза больше), но это не так: поскольку значение альфа равно нулю (пиксель прозрачный), значения RGB считаются неважными, и их просто не включают в файл.

Для произвольного цвета RGBA файл FLIF может занять до 20 байт.

Хорошо, значит FLIF лидер в категории «один пиксель» в соревновании на кодирование изображений. Если бы ещё это было какое-то важное соревнование ��

Но тем не менее, FLIF не будет лидером. Помните упомянутый мною минималистичный формат? Тот, который закодирует один пиксель в размер от 6 до 9 байт? Такого формата нет, поэтому он в счёт не идёт. Но есть существующий формат, который довольно близко подходит к этому.

Он называется Portable Bitmap format (PBM), и представляет собою несжатый формат изображений из 1980-х. Вот как можно было бы закодировать один белый пиксель в PBM всего 8-ю байтами:

Да тут и шестнадцатиричный дамп не нужен, этот формат человеко-читаемый. Его можно открыть в текстовом редакторе.

Первая линия (P1) обозначает, что картинка двухцветная. Не оттенки серого, а только два цвета – чёрный (цифра 1) и белый (0). Вторая линия – размерность картинки. А затем идёт разделённый пробелами список чисел, одно число на пиксель. В нашем случае 0.

Если вам нужно что-то другое, кроме чёрного и белого, можно использовать формат PGM для представления одного пикселя любого цвета всего 12-ю байтами, или PPM размером 14 байт. Это всегда меньше, чем соответствующий FLIF (или любой другой формат со сжатием).

В традиционном семействе форматов PNM (PBM, PGM и PPM) не поддерживается прозрачность. Существует дополнение PNM под названием Portable Arbitrary Map (PAM), где есть прозрачность. Но для нас он не подходит из-за многословности. Самый маленький из файлов PAM, представляющий прозрачный пиксель, такой:

На последней строке идёт четыре нулевых байта. Всего получается 67 байт. Можно было бы использовать оттенки серого с альфа-каналом вместо RGBA, это бы сберегло два байта в секции данных. Но получится файл из 71 байта, поскольку нужно будет сменить TUPLTYPE с RGB_ALPHA на GRAYSCALE_ALPHA. Кроме того, программе обработки может не понравится MAXVAL 1, и придётся поменять его на MAXVAL 255 (ещё два байта).

В общем, для однопиксельных изображений без прозрачности, самым маленьким будет PNM (от 8 до 14 байт для PNM против от 14 до 18 для FLIF), а с прозрачностью самым мелким будет FLIF (от 14 до 20 байт для FLIF против от 67 до 69 байт для PAM).

Вот сравнительная табличка с оптимальными размерами файлов для разных однопиксельных картинок:

Может показаться странным, что формат без сжатия выигрывает у форматов со сжатием. Но если подумать, однопиксельные картинки – это наихудший вариант для сжатия изображений. Весь файл состоит из заголовка и дополнительной информации, и в нём очень мало данных. А очень мало данных нельзя сжать, поскольку сжатие основано на предсказуемости, и как можно предсказать единственный пиксель?