Вопрос: Почему пиксель квадратный?


Пиксели на экранах квадратные, но я не уверен, почему.

Оба пиксельных изображения выглядят довольно плохо - но я не уверен, что здесь есть преимущества квадратов над шестиугольниками.

Шестиугольники также делятся на 3 цвета красиво:

Итак, в чем преимущество квадратов на ЖК-дисплее?


191
2017-12-30 17:16


Источник


Просьба уточнить контекст. Вы имеете в виду дисплеи, форматы изображений или отпечатки? И даже тогда этот вопрос может быть слишком широким. - Daniel B
Пиксели являются безразмерными логическими единицами и никогда не являются квадратными в действительности, как предлагает @DanielB, каждый растеризатор обрабатывает их по-разному. Изображения Google «пиксели экрана», например. - Yorik
Этот вопрос, возможно, должен быть перенесен на Пользовательский опыт или Электротехника, - curiousdannii
Связанный с этим вопрос по компьютерной графике SE. - Martin Ender
Я не понимаю. Почему это вообще поддерживается, и почему он не был перенесен на форум машиностроения? - Carl Witthoft


Ответы:


Пиксели на экранах квадратные, но я не уверен, почему.

Они не являются (обязательно) квадратными.

Некоторые утверждают, что они никогда не квадратный («Пиксель - это точечный образец, он существует только в точке»).


Итак, в чем преимущество квадратов на ЖК-дисплее?

  • Другие устройства (например, треугольники, шестиугольники или другие полигоны заполнения пространства) являются более дорогостоящими.

  • Каждый формат изображения основан на пикселях (независимо от их формы), расположенных в прямоугольном массиве.

  • Если бы мы выбрали какую-то другую форму или макет, нужно было бы переписать много программного обеспечения.

  • Все фабрики, которые в настоящее время производят дисплеи с прямоугольной компоновкой пикселей, должны быть переоснащены для какой-либо другой компоновки.


Практика использования шестиугольной системы координат

Как правило, есть четыре основных соображения, которые необходимо обдумать   при использовании шестиугольной системы координат:

  • Image Conversion - Аппаратное обеспечение, способное захватывать изображения из реального мира непосредственно на гексагональную решетку, является высокоспециализированным, и   поэтому он обычно не доступен для использования. Поэтому эффективные средства   преобразование стандартного квадратично-решетчатого изображения в гексагональное   требуется, прежде чем любая обработка может быть выполнена.
  • Адресация и хранение. Любые манипуляции, выполняемые на изображениях, должны иметь возможность индексировать и получать доступ к отдельным пикселям (в данном случае шестиугольники   а не квадраты), и любое изображение в гексагональной форме должно быть   сохраняемый в гексагональной форме (иначе преобразование изображения должно было бы   выполняться каждый раз при обращении к изображению). Кроме того, индексирование   система, которая просто следовать и делает арифметику определенных   функции более простые были бы очень ценными.
  • Операции обработки изображений. Чтобы эффективно использовать гексагональную систему координат, операции должны быть разработаны или   преобразованные, которые предназначены для использования сильных сторон системы и   особенно сильные стороны системы адресации, используемые для индексации   и хранения.
  • Отображение изображения. Как и при фактическом получении изображения в первую очередь, устройства отображения вообще не используют шестиугольные решетки.   Поэтому преобразованное изображение должно быть возвращено в форму, которая может быть   отправляется на устройство вывода (будь то монитор, принтер или какой-либо   другой объект) с результирующим дисплеем, появляющимся в естественном   пропорций и масштаба. Точный характер этого преобразования   в зависимости от используемого метода индексирования. Это может быть простой   реверсии исходного процесса преобразования или быть более   значительная свертка.

Проблемы с гексагональными системами координат

Однако есть некоторые проблемы с гексагональными системами координат. Один   проблема в том, что люди очень привыкли к традиционной квадратной решетке.

Рассуждение в гексах может показаться неестественным и, следовательно, немного   сложно. Хотя можно утверждать, что люди могут привыкнуть к нему   если им это нужно, все равно, что они будут естественно   склонный к рассуждениям с традиционной декартовой координатой   по умолчанию, с гексагональными системами - лишь вторичный выбор.

Отсутствие устройств ввода, которые отображаются на гексагональные решетки, и   отсутствие выходных устройств, которые отображаются как таковые, также является препятствием:

  • Необходимость преобразования из квадратов в шестиугольники и обратно отвлекает от полезности работы на гексагональных решетках.

  • Поскольку такие решетки плотнее, чем эквивалентные квадратные решетки одинакового кажущегося размера, если изображения не подаются на преднамеренно выше   разрешение, которое должно использоваться, преобразованные изображения должны   экстраполировать некоторые местоположения пикселей (что, как правило, менее желательно   чем наличие всех пикселей, предоставленных непосредственно из источника).

  • Преобразование обратно в квадратные решетки приведет к срыву некоторых местоположений пикселей друг с другом, что приведет к потере кажущейся детали   (что может привести к более низкому качеству изображения, чем та, которая была   первоначально поданный).

Если человек стремится использовать шестиугольные системы координат в своем собственном видении   работы, тогда они должны сначала определить, являются ли эти проблемы   перевесили из-за присущих преимуществ работы с шестиугольниками.

Источник Шестиугольные системы координат


Проводилась ли какая-либо другая форма или макет?

Дисплей XO-1 обеспечивает один цвет для каждого пикселя. Цвета выравниваются вдоль диагоналей, которые идут от верхнего правого до нижнего левого. Чтобы уменьшить цветовые артефакты, вызванные этой геометрией пикселей, цветовая составляющая изображения размывается контроллером дисплея, когда изображение отправляется на экран.

Сравнение дисплея XO-1 (слева) с типичным жидкокристаллическим дисплеем (LCD). Изображения показывают 1 × 1 мм каждого экрана. Типичные ЖК-адреса объединяют 3 местоположения в пикселях. OLPC XO LCD обращается к каждому местоположению как отдельный пиксель:

enter image description here

Источник OLPC XO

Другие дисплеи (особенно OLED) используют разные макеты - например, PenTile:

enter image description here

Макет состоит из quincunx, состоящего из двух красных подпикселей, двух зеленых подпикселей и одного центрального синего субпикселя в каждой элементарной ячейке.

Он был вдохновлен биомимикой человеческой сетчатки, которая имеет почти равное количество конусов типа L и M, но значительно меньше S конусов. Поскольку S-конусы в первую очередь ответственны за восприятие синих цветов, которые не оказывают заметного влияния на восприятие яркости, уменьшение количества синих субпикселей по отношению к красным и зеленым субпикселям на дисплее не снижает качество изображения.

Этот макет специально разработан для работы и зависит от субпиксельной рендеринга, которая в среднем использует только один и четвертый подпиксель на пиксель для рендеринга изображения. То есть, любой заданный входной пиксель отображается либо с красноцентрированным логическим пикселем, либо с помощью зеленого центра логического пикселя.

Источник Семейство матриц PenTile


Простое определение пикселя

Любой из очень маленьких точек которые вместе образуют изображение на экране телевизора, мониторе компьютера и т. д.

Источник http://www.merriam-webster.com/dictionary/pixel


пиксель

В цифровой обработке изображений элемент пикселя, пела или изображения является физическим точка в растровом изображении или наименьшем адресуемом элементе во всех адресуемых устройствах отображения точек; поэтому он является наименьшим контролируемым элементом изображения, представленного на экране.

...

Пиксел не нужно отображать как маленький квадрат, На этом изображении показаны альтернативные способы восстановления изображения из набора значений пикселей, используя точки, линии или плавную фильтрацию.

enter image description here

Источник пиксель


Соотношение пикселей

Большинство цифровых систем отображения отображают изображение в виде сетки с маленькими квадратными пикселями. Однако, некоторые системы обработки изображений, особенно те, которые должны быть совместимы с телевизионными кинофильмами стандартной четкости, отображение изображения в виде сетки прямоугольных пикселей, в которой ширина и высота пикселя различны, Pixel Aspect Ratio описывает эту разницу.

Источник Соотношение пикселей


Пиксель - это не маленький квадрат!

Пиксель - это точечный образец. Он существует только в точке. 

Для цветного изображения пиксель может фактически содержать три выборки, по одному для каждого основного цвета, способствующего картинке в точке выборки.   Мы все еще можем думать об этом как о точном образце цвета. Но мы не можем представить пиксель как квадрат или что-то другое, кроме точки.

Есть случаи, когда взносы    пиксель может быть смоделирован в порядке низкого порядка небольшим квадратом, но не сам пиксель.

Источник Пиксель - это не маленький квадрат! (Microsoft Technical Memo 6 Alvy Ray Smith, 17 июля 1995 г.)


255
2017-12-30 17:30



Цитата, необходимая для «более вычислительно дорогостоящей» точки. Идеально ссылаться на исследовательскую работу, рассматривая, например, гексагональную тесселяцию и вычислительный анализ. Это похоже на то, что вы просто называете некоторые правдоподобные объяснения. - djechlin
Также мы постоянно переписываем много программного обеспечения как часть улучшения. Я не уверен в вашей точке. - djechlin
@djechlin В настоящее время все характеристики видео / изображения основаны на прямоугольном массиве пикселей. Для отображения любого видео или изображения требуется преобразование из прямоугольной (декартовой) системы координат в шестиугольную систему координат. Расчеты для рисования линий на прямоугольной системе координат проще, чем рисование по шестиугольной системе координат (это основная математика). Нужно ли мне объяснять дальше? - DavidPostill♦
@djechlin Ответ обновлен и включенная цитата - DavidPostill♦
+ 1 для вашего Microsoft Tech Memo Source. Удивительный ответ в целом. - shock_gone_wild


Я хотел бы предложить альтернативу хорошо продуманному ответу Дэвида Постилла. В своем ответе он обратился к вопросу о том, что пиксели являются квадратными, так же, как и название. Тем не менее, он сделал очень проницательный комментарий в своем ответе:

Некоторые утверждают, что они никогда не являются квадратными («пиксель - это точечный образец. Он существует только в точке»).

Эта позиция может фактически породить совершенно другой ответ. Вместо того, чтобы сосредоточиться на том, почему каждый пиксель является квадратом (или нет), он может сосредоточиться на том, почему мы склонны организовывать эти точечные выборки в прямоугольные сетки. На самом деле это было не всегда так!

Чтобы сделать этот аргумент, мы будем играть взад и вперед между обработкой изображения в виде абстрактных данных (например, сеткой точек) и их реализацией на аппаратных средствах. Иногда один взгляд более значим, чем другой.

Чтобы начать, давайте далеко заходим. Традиционная киносъемка вообще не имела «сетки», что является одной из причин, почему фотографии всегда выглядели такими четкими по сравнению с современными цифровыми. Вместо этого у него было «зерно», которое было случайным распределением кристаллов на пленке. Он был примерно одинаковым, но это был не красивый прямолинейный массив. Организация этих зерен возникла из процесса производства пленки с использованием химических свойств. В результате у фильма действительно не было «направления» к нему. Это было всего лишь 2d разбрызгивание информации.

Ускоренная перемотка вперед к телевизору, в частности, к старым сканирующим ЭЛТ. ЭЛТ нуждались в чем-то отличном от фотографий: они должны были представлять свой контент в качестве данных. В частности, это были данные, которые могли бы передавать по аналоговому каналу (обычно как непрерывно изменяющийся набор напряжений). Фотография была 2d, но нам нужно было превратить ее в 1d-структуру, чтобы она могла просто меняться в одном размере (времени). Решение заключалось в том, чтобы нарезать изображение линиями (а не пикселями!). Изображение было закодировано по строкам. Каждая строка была аналоговым потоком данных, а не цифровой выборкой, но линии были отделены друг от друга. Таким образом, данные были дискретными в вертикальном направлении, но непрерывными в горизонтальном направлении.

Телевизоры должны были отображать эти данные с помощью физических люминофоров, а цветной телевизор требовал сетки, чтобы разделить их на пиксели. Каждый телевизор мог сделать это по-другому в горизонтальном направлении, предлагая больше пикселей или меньше пикселей, но они должны иметь одинаковое количество строк. Теоретически, они могли бы компенсировать все остальные пиксели, точно так же, как вы предлагаете. Однако на практике это не было необходимо. Фактически, они пошли еще дальше. Было быстро понято, что человеческий глаз обрабатывал движение таким образом, чтобы они фактически отправляли половину изображения в каждый кадр! На одном кадре они отправили нечетные пронумерованные строки, а на следующем кадре они отправили четные строки и сшили их вместе.

С того времени оцифровка этих чересстрочных изображений была немного хитростью. Если бы у меня было 480-строчное изображение, у меня фактически было только половина данных в каждом кадре из-за чередования. Результат этого очень заметен, когда вы пытаетесь увидеть что-то быстро движущееся по экрану: каждая строка временно сдвинутый 1 кадр от другого, создавая горизонтальные полосы в быстро движущихся вещах. Я упоминаю об этом, потому что это довольно забавно: ваше предложение смещает каждую другую строку в сетке на половину пикселя вправо, а чередование сдвигает каждую другую строку в сетке на половину времени!

Честно говоря, легче сделать эти красивые прямоугольные сетки для вещей. Без каких-либо технических причин, чтобы сделать что-то лучше этого, он застрял. Затем мы попали в компьютерную эру. Компьютеры, необходимые для генерации этих видеосигналов, но у них не было аналоговых возможностей для записи аналоговой линии. Решение было естественным, данные были разделены на пиксели. Теперь данные были дискретными как по вертикали, так и по горизонтали. Осталось только выбрать, как сделать сетку.

Создание прямоугольной сетки было чрезвычайно естественным. Во-первых, каждый телевизор уже делал это! Во-вторых, математика для рисования линий на прямоугольной сетке много проще, чем рисовать их по шестиугольной. Вы можете сказать «но вы можете нарисовать гладкие линии в трех направлениях по шестиугольной сетке, но только 2 в прямоугольной». Однако прямоугольные сетки облегчили рисование горизонтальных и вертикальных линий. Шестиугольные сетки можно сделать только для рисования или другой. В ту эпоху не многие люди использовали гексагональные формы для любых своих неинтенсивных усилий (прямоугольная бумага, прямоугольные двери, прямоугольные дома ...). Возможность сделать гладкую горизонтальную а также вертикальные линии намного опережали ценность создания гладких полноцветных изображений ... особенно учитывая, что первые дисплеи были монохромными, и это было бы длинный до того, как гладкость изображений сыграла важную роль в мышлении.

Оттуда у вас есть очень сильный прецедент для прямоугольной сетки. Графическое оборудование поддерживало работу программного обеспечения (прямоугольные сетки), а программное обеспечение предназначалось для аппаратного обеспечения (прямоугольные сетки). Теоретически некоторые аппаратные средства, возможно, пытались сделать гексагональную сетку, но программное обеспечение просто не вознаграждало ее, и никто не хотел платить за вдвое больше оборудования!

Это быстро продвигает нас к сегодняшнему дню. Нам по-прежнему нужны красивые гладкие горизонтальные и вертикальные линии, но с высококачественными дисплеями сетчатки становится все легче и проще. Тем не менее, разработчики все еще обучены мыслить в терминах старой прямоугольной сетки. Мы видим некоторые новые API поддерживают «логические координаты» и делают сглаживание, чтобы было похоже, что есть полное непрерывное 2d-пространство для игры, а не сетка жестких 2d пикселей, но медленная. В конце концов, мы можем увидеть гексагональные сетки.

Мы действительно видим их, просто не с экранами. В печати очень часто используется шестиугольная сетка. Человеческий глаз принимает гексагональную сетку гораздо быстрее, чем принимает прямоугольную сетку. Это связано с тем, что линии «псевдоним» в разных системах. Шестиугольные сетки псевдонимы менее суровым способом, с которым глаз более удобен (если гексагональная сетка должна идти на один ряд вверх или вниз, они получают возможность плавно переходить по диагональному переходу. Прямоугольные сетки должны пропускать, создавая очень четкий разрыв)


68
2017-12-31 20:05



Отлично подходит для объяснения того, как появился телевизор: аналоговый поток. Этот стандарт стоял в течение 70 лет, и добавление цвета было сделано таким образом, чтобы поддерживать совместимость с Ч / Б, попробуйте выполнить это в наши дни! Сколько видеоформатов есть сейчас?
«« Телевизоры должны были отображать эти данные с помощью физических люминофоров, с сеткой, чтобы разделить их на пиксели ».« «Это было верно для Black & White TV? Мое понимание заключалось в том, что дискретные «физические люминофоры» (которые по-прежнему никогда не соответствовали пиксельному элементу в потоке данных) поставлялись с цветным телевизором, а монохромные ЭЛТ просто имели сплошное покрытие из люминофора. - Random832
Таким образом, данные были осмотрительность в вертикальном направлении, но непрерывным в горизонтальном направлении.  Я полагаю, вы имели в виду дискретный - это выглядит правильно, позже. - GalacticCowboy
В черно-белом телевизоре, почему бы вам просто не намазать люминофоры поверх поверхности и не дать потоку электронов быть сильнее / слабее и сделать их более / менее полностью аналоговыми? Короче говоря, почему (горизонтальные) пиксели вообще? Когда у вас есть цвет, все становится сложнее; но даже тогда цветовой сигнал не определяется в пиксельном режиме, если я правильно помню. Что касается горизонтальных выборок, то количество выборок, необходимых для воссоздания сигнала из однородных выборок интенсивности, зависит от ширины полосы частот, а половинные «выборочные» смещения не улучшают это. - Yakk
@Yakk Большинство черно-белых ЭЛТ были построены именно так: ранние BW TV CRT были получены из ЭЛТ Radar / Oscilloscope, которые часто управляются аналоговым X / Y или полярным способом без растра. Телевизоры все еще использовали линейное сканирование, потому что это соответствует тому, как кодируется сигнал, но нет линий на линиях. Некоторые специализированные дисплеи (в основном для кабин самолетов) даже использовали люминофоры, которые меняли цвет в зависимости от того, насколько сильно они попали с помощью электронного луча (этот вид дисплея называется пронизывающим). - rackandboneman


Две причины:

  • Преимущество прямоугольной формы в сравнении с круглой, треугольной или более четырехсторонней состоит в том, что ее можно разместить рядом с другими прямоугольниками с минимальным «потерянным пространством». Это гарантирует, что полная площадь пикселя вносит вклад в изображение. Могут существовать другие формы, которые «сочетаются», но они, вероятно, будут более сложными в изготовлении, чем простые квадраты или прямоугольники, но не принесут никаких дополнительных преимуществ.

  • Непоселированный дисплей общего назначения - тот, который может использоваться для отображения информации любого типа, должен иметь пиксели, которые не поддерживают определенные типы фигур. Таким образом, пиксели должны быть квадратными, а не длиннее или шире в одном направлении, а не сдвигаться или поворачиваться каким-либо образом.

    • Если пиксели выше ширины, минимальная толщина горизонтальной линии будет шире, чем минимальная толщина вертикальной линии, что делает горизонтальные и вертикальные линии различными, для того же числа пикселей.

    • Если пиксели повернуты, то только угловые линии, которые соответствуют углу поворота, будут выглядеть гладкими, любые другие линии будут выглядеть зубчатыми. Большинство операционных систем и программного обеспечения для повышения производительности полагаются на прямые линии, так что будет много окантованных или зубчатых egdes.

    • Резкие пиксели (ромбы) были бы наихудшим из обоих миров - ни диагонали, ни горизонтальные / вертикальные не были бы гладкими.

Если вас не интересует дисплей общего назначения, но он ориентирован на конкретную цель, тогда вы можете быть более гибким. Крайним примером является 7-сегментный светодиод, если все, что вам нужно сделать, это отобразить число, 7 неквадратных пикселей, расположенных таким образом, это все, что вам нужно. Или 15-сегментные светодиоды, которые позволяют использовать буквы.


19
2017-12-30 19:55



Хм, я не уверен, что аргумент стоимости работает для шестиугольников (я мог ошибаться). - Tim
@Tim - Вы должны провести некоторое исследование по этому вопросу. Если бы технические возможности для шестиугольников были использованы для изготовления дисплеев, то факт, что они не используются, указывает на то, что они не имеют какого-либо преимущества от преимущества по стоимости или производительности. - Ramhound
@Ramhound да, понял. Мне нужно больше исследовать - ну этот вопрос является мое исследование. Я прошу причины, почему не шестиугольники - не Зачем квадраты (и ссылка на некоторое сравнение затрат будет приятной - idk, если кто-либо когда-либо сделал это) - Tim
@Tim. Большая часть исследований будет производиться производителями и вряд ли будет разделяться, поскольку исследование затрат затрат будет специфичным для компании и позволит конкуренту знать много информации. - Ramhound
«они, вероятно, были бы более сложными в изготовлении, чем простые квадраты или прямоугольники», - цитируется. «пока не приносят никаких дополнительных преимуществ», - цитирую. - Raphael


Пиксели не обязательно квадратные!

В прошлом пиксели имели прямоугольный формы. Вот почему в любом профессиональном графическом редакторе, таком как Photoshop, Premiere, Sony Vegas ... вы видите соотношение сторон пикселей вариант. Только современные телевизоры и мониторы ПК имеют квадратные пиксели.

Photoshop pixel aspect ratio

Известные примеры:

  • PAL Аналоговое ТВ / DVD: 720x576 который, очевидно, не равен 16: 9 или 4: 3, а 5: 4. Однако при настройке правильного соотношения сторон пикселей он создает правильное нерастянутое выходное изображение

  • NTSC Аналоговое ТВ / DVD: 720x480 который составляет 3: 2. После установки формата изображения он станет 16: 9 или 4: 3, как и PAL выше. Более низкое разрешение по вертикали также объясняет, почему DVD-диски NTSC выглядят намного менее четкими, чем PAL

  • VCD: PAL 352x288, NTSC 352x240, Оба используют соотношение сторон экрана 4: 3
  • SVCD: 480x480, и неудивительно, что он не производит квадратный выход
  • DV: 1440x1080 Разрешение Full HD 16: 9
  • CGA: 320x200 а также 640x200 в 4: 3 (да, старые экраны компьютеров имеют прямоугольные пиксели)
  • EGA поддерживает 640x350 для экранов 4: 3 в дополнение к 320x200 и 640x200

Adobe Premiere Pro - Работа с пропорциями


12
2017-12-31 10:24



Этот ответ можно было бы улучшить, объяснив немного больше о соотношении сторон (в отличие от просто ссылки). Сам по себе непонятно, почему конкретное разрешение экрана не может иметь квадратных пикселей. - Jon Bentley
Я не понимаю связи между квадратными пикселями и разрешением. - A.L
@ A.L, как я уже говорил выше. 720: 576 - 5: 4, и если пиксели квадратные, это приведет к соотношению сторон 5: 4. Однако, если соотношение сторон пикселей установлено на значение, отличное от 1, оно создаст другое соотношение сторон. Но где я сказал о резолюции здесь? Я просто сказал соотношение сторон - phuclv
@ A.L: Этот ответ доказывает, что не все пиксели на экранах (или файле) являются квадратными: некоторые являются прямоугольными. - slebetman
У 8-разрядных компьютеров Atari были некоторые графические режимы с разрешением 80x192, что приводило к очень неквадратным пикселям в тире. - DaveP


Ответ: они должен быть гексагональной, поскольку гексагональная черепица обеспечивает оптимальное оптическое качество, поэтому это будет будущее.
Но я думаю, что есть две основные причины, почему они все еще квадратные:

  • Легче представлять данные растрового изображения на квадратной сетке в виде 2d-массива (как для аппаратной простоты, так и для человека)
  • Это произошло исторически так что это будет в течение некоторого времени из-за причины №1.

Обновить

Эта тема - триллер. Почти 10 тыс. Просмотров. Люди хотят осваивать пиксель :) Забавно, как кто-то находит отношение к вопросу с разрешением экрана или «квадрантом» квадроцикла.
Для меня это: который строительный блок, квадрат или шестиугольник дает лучшие оптические результаты?

Во-первых, нам нужна простая черепица, но которая лучше подходит для пользовательской области, и это, по сути, шестиугольная черепица. Это легко понять из простых тестов. Сильным тестом было бы так называемое «кольцо». Для простоты здесь я делаю трехмерный цвет: 0 - фон, 1 - серый и 2 - черный.

Посмотрев на точку, мы постараемся расширить кольцо, продолжая смотреть так:

enter image description here

Конечно, я также хочу рисовать горизонтальные / вертикальные линии для многих задач, таких как пользовательский интерфейс и дизайн печати, или платформерную игру. Назовем это «Bar Test»:

enter image description here

С помощью этого теста я могу выбрать стиль линии, который просто выглядит лучше в реальных условиях. С вертикальными линиями это еще проще. Для конкретного отображения задачи все можно сделать жестко закодированным, поэтому, чтобы нарисовать линию с помощью функции, мы просто повторяем ее сегмент в горизонтальном направлении. Дело в том, и то и другое квадратный и гексагональный пиксельные подходы, но если вы попробуете один и тот же тест с квадратным черепицей, вы быстро заметите разницу. С очень высоким значением DPI это не так заметно, но зачем пытаться сделать больше DPI вместо того, чтобы пытаться более эффективный подход? Я не вижу большого смысла.


Для цветов RGB это, вероятно, потребует более сложных структур. На самом деле, Я бы хотел в то время как на изображениях выше. Было бы здорово также иметь быстрый пиксельный отклик для создания анимации.

Просто для удовольствия я составил простую гексагональную структуру, где пиксели могут быть RGB. Конечно, я не знаю, как это могло выглядеть на реальном устройстве, но выглядит так круто.

enter image description here


Неофициальное объяснение - иллюстрация, которая могла бы
 помочь описать ситуацию:
 

enter image description here 


9
2018-01-01 21:52



Я частично не согласен с обеими частями 1, потому что а) 3dmdesign.com/development/hexmap-coordinates-the-easy-way (хотя, конечно, это может быть немного сложнее настроить, но нет никаких трудностей с отображением координат для них) и б) С каких пор были детали компьютеров, разработанных с учетом людей. - Tim
@Tim. Сведения о компьютере не являются, но человеческое «я» склонно рассматривать информацию «прямоугольным» способом, а это, в свою очередь, ведет к странным проектам. Есть много примеров, как это Robonaut  Итак, почему робот похож на человека? С эргономической точки зрения этот робот должен быть больше похож на осьминога, но люди - люди. - Mikhail V
@MikhailV, создавая робота как человека, позволяет ему использовать вещи, сделанные для людей. В противном случае все должно быть специально сделано для робота. - Thorbjørn Ravn Andersen
@ ThorbjørnRavnAndersen Да, как футболка и солнцезащитные очки :) - Mikhail V
Разве треугольники не будут превосходить шестиугольники, поскольку они могут делать все шестиугольники и многое другое? - Raynet


Квадратные пиксели были «логической задачей», говорит их изобретатель Рассел Кирш:

«Конечно, логичная вещь была не единственной возможностью ... но мы использовали квадраты. Это было что-то очень глупое, что с тех пор страдают все в мире ».

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


8
2017-12-31 02:35



Ваш ответ находится в другом замке: когда ответ не является ответом?


Этот вопрос связан скорее с расположением, чем с фактической формой пикселя.

Проблема с гексагональными механизмами заключается в том, что перевод гексагонального сайта в декартовы координаты и наоборот не является тривиальным.

Либо вы работаете с примитивным индексом решетки Браве

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

или вы работаете с прямоугольной обычной ячейкой и добавляете несколько внутренних «базовых векторов». (Вам нужны два базовых вектора для наименьшей прямоугольной решетки и около 16 для наименьшей квадратной решетки).

В первом случае происходит преобразование угла, а во втором - потребность в каждом пикселе x, y и базовый индекс j для уточнения.

Поэтому в конце это «квадратные» пиксели должны быть побочным продуктом нашей картезианской культуры.

Кстати, было бы здорово иметь эту технологию, но она очень несовместима с текущей парадигмой. На самом деле биологические системы предпочитают шестиугольники при создании решеток для визуальных систем. Подумайте о мух глаза. Человеческая сетчатка также следует за чем-то более близким к шестиугольному (чем квадрат).

Глянь сюда http://www.kybervision.com/resources/Blog/HumanRetinaMosaic.png и обратно в точку отображения http://www.kybervision.com/Blog/files/AppleRetinaDisplay.html

Я не сомневаюсь, что гексагональная решетка более подходит для визуализации. Но вы можете думать об этом таким образом, каждый раз, когда инженеры хотят улучшить отображение, они сталкиваются с следующей дилеммой: 1) переключиться на гексагональную, изменить парадигму, переписать трилоны строк кода и аппаратного обеспечения 2) сделать «квадраты» меньшими, добавить память, увеличить два числа для измерения размеров изображения в пикселях. Вариант 2) всегда дешевле.

Наконец слово от изобретателя квадратного пикселя http://www.wired.com/2010/06/smoothing-square-pixels

Рассел Кирш, изобретатель квадратного пикселя, возвращается к рисунку   доска. В 1950-х годах он был частью команды, которая разработала площадь   пиксели. «Квадраты были логичным делом, - говорит Кирш. «Из   Конечно, логическая вещь была не единственной возможностью, но мы использовали   квадраты. Это было что-то очень глупое, что каждый человек в мире   с тех пор страдает«. Теперь ушел на пенсию и жил в Портленде,   Орегон, Кирш недавно намеревался внести поправки. Вдохновленный мозаикой   строители древности, которые строили сцены потрясающей детали с   бит плитки, Кирш написал программу, которая превращает коренастый,   неуклюжие квадраты цифрового изображения в более плавное изображение из   переменные пиксели. '


7
2018-01-02 20:21



Я бы сказал: 3dmdesign.com/development/hexmap-coordinates-the-easy-way довольно тривиальна? - Tim
Да, (хорошая точка), но эта система координат все еще не декартова. Например, поверхность «гексмап» области «3x3» не равна 9 (даже не приблизительно). Это не вопрос угла, это вопрос метрики, гексагональная решетка не является прямоугольной (или квадратной) решеткой, повернутой. - alfC
Справедливая точка - но картезианский не требуется? - Tim
Как я уже сказал, не в принципе, я думаю, что это скорее парадигма. (Культура предвзятости технологии и технологии липкая, технология - это сложное изменение в изоляции). - alfC
Я бы не согласился с тем, что это большое изменение парадигм. Для чисто цифрового случая это довольно простое изменение скорости. Практически вам нужен один и тот же дискретный набор, так что функция «blit» знает, где писать данные. Что касается данных изображения из прямоугольных источников, да, есть проблемы. И создать шрифт для шестнадцатеричного дисплея будет еще проще, чем на квадрате (меньше головной боли со склонами). - Mikhail V


Чтобы понять, почему прямолинейный пиксель имеет значение, вам нужно понять процесс изготовления датчиков и дисплеев. Оба они основаны на силиконовой компоновке. Оба они получены из истоков СБИС.

Для вас непрямолинейной  датчик пиксель, вы должны быть готовы:

  1. Разместите светочувствительные элементы непрямолинейным способом (например, в шестигранных кругах).
  2. Разместите провода, которые собирают заряд (например, CMOS / CCD) непрямолинейным способом
  3. Масштабируйте этот макет до >> 1M x 1M для удовлетворения потребностей рынка
  4. Сопоставьте (или интерполируйте) информацию на прямолинейный дисплей

Для вас реализовать непрямолинейную дисплей пиксель, вам нужны все те же вещи.

Многие люди пытались сделать фовеальный камеры и дисплеи (высокое разрешение посередине, где наши глаза лучше, с низким разрешением на периферии). В результате всегда есть что-то более дорогостоящее и менее способное, чем прямолинейный датчик.

Реальность коммерческой эффективности заключается в том, что вы можете мечтать о непрямолинейных датчиках / дисплеях, но в настоящее время это не экономически выгодно и не масштабируется.


7
2018-01-04 18:34



Обычный квадратичный пиксельный сенсор превращается в один с прямоугольными пикселями, если используется за анаморфотной линзой. Так же, как боке становится эллиптическим. - JDługosz


Некоторые ответы уже касаются этого ... Я думаю, что непрямоугольный массив с точки зрения хранения данных создаст почти невообразимую сложность и будет чрезвычайно подвержена ошибкам. У меня был большой опыт моделирования физических систем, где сетка не прямоугольная (шахматные сетки - точки данных на половинных границах и т. Д.). Индексирование - это кошмар.

Во-первых, существует проблема того, как определить границу. Изображения обычно прямоугольные (опять же, это вопрос истории - если наши экраны были шестиугольными, все было бы немного проще). Таким образом, даже граница изображения не является прямой линией. Вы помещаете одинаковое количество пикселей в каждую строку? Вы чередуете четные / нечетные? И ... это нижний левый пиксель слева от того, который находится над ним, или справа? Вы сразу получаете почти 10 разных стандартов, и программисты должны помнить каждый раз, как это происходит (даже разница строк и основных столбцов или разница индексации сверху вниз / снизу вверх иногда вызывает ошибки). Это приводит к огромной проблеме конверсионного ландшафта / портрета (естественное преобразование, которое тривиально на прямоугольной сетке, но требует интерполяции и почти обязательно является процедурой с потерями на шестнадцатеричной или другой сетке). Это даже проблема для прямоугольных пикселей (соотношение сторон! = 1).

Тогда есть естественный инстинкт, который люди имеют с прямоугольной планировкой. У вас есть матрицы в математике, которые имеют одинаковый макет. Аналогичным образом, декартовая система координат в большинстве случаев является самой простой в использовании и понимании. Получение индекса пикселя в (x, y) - это просто x + width * y (а не наоборот) - наследие индексации scanline). Если ширина кратна 2, вам даже не требуется умножение. Работа с неподходящими углами вызывает множество осложнений, которые вытекают из векторной алгебры, когда базисные векторы не ортогональны: вращение - это уже не простые суперпозиции cos / sin. Перевод становится странным. Это приводит к большой вычислительной сложности (было бы в несколько раз более дорогостоящим для вычисления), а также сложность кода (я помню кодирование алгоритма Брешенема один раз, и я действительно не хотел бы делать это в шестнадцатеричном формате).

Интерполяция и сглаживание в целом имеют множество алгоритмов, которые зависят от квадратной сетки. Например, билинейная интерполяция. Все методы обработки на основе Фурье привязаны к прямоугольной сетке (БПФ очень полезен при обработке изображений) ... ну, если вы сначала не сделаете дорогие и потерянные преобразования.

Все это показывает, что данные в памяти и форматах файлов должны храниться в виде прямоугольной сетки. Как вы его показываете, это зависит от устройства / принтера дисплея, но это должно быть проблемой драйвера. Предполагается, что данные не зависят от устройства и не должны предполагать, какое оборудование у вас есть. Как показано в вышеприведенных сообщениях, существует много преимуществ использования непрямоугольных пикселей из-за физиологии человеческого глаза и других более технологических факторов - просто держите данные на квадратной сетке, или у вас будет орда невротических программистов, чтобы ответить за: )

Несмотря на все это, я на самом деле играл с мыслью о том, чтобы иметь круговую компоновку пикселей для интеграции в сторожевые лица (делая прямые линии). Когда я начал воображать, как сложно сделать рисунок простым, как прямая линия, которая не проходит через центр, я пришел к множеству выводов, о которых я упоминал выше.


6
2018-01-04 13:53



«Это приводит к огромной проблеме конверсионного ландшафта / портрета» <...> «Это даже проблема для прямоугольных пикселей» - Oxymoron? У меня лично нет привычки поворачивать мой монитор, так почему бы повернуть 90 * изображение. - Mikhail V
Там есть много вертикальных экранов (экраны прилета / вылета на некоторых вокзалах, различные рекламные панели и т. Д.), Которые вы видите, на самом деле просто обычные экраны, повернутые на 90 градусов. Заметим: img.worsethanfailure.com/images/200710/error'd/... - orion
Это называется «неправильным использованием оборудования». Кстати, алгоритм рисования линий для произвольных точек на гексагонной сетке, вероятно, можно было бы решить без хлопот. Я никогда этого не делал, поэтому я пытаюсь разгадать, может получиться, что это будет еще более элегантно, чем для квадратной сетки. - Mikhail V
Другим примером являются телефоны - это планшеты, которые динамически поворачивают изображение. И данные (форматы файлов), и экраны должны иметь логически квадратные пиксели для этого (независимо от того, что аппаратное обеспечение действительно отображает). Алгоритм рисования линий является проблематичным в определении: Bresenham гарантирует, что линия имеет ровно один пиксель толщиной либо горизонтально, либо вертикально (в зависимости от наклона). Смещения полуширины каждой другой строки в гексагонной сетке делают ее двусмысленной, что означает «один пиксель». Конечно, это можно сделать, но сначала вам нужно определить и вывести алгоритм заново. - orion
«Необходимо иметь квадратные пиксели». В этом проблема. Дисплейное устройство никогда не должно производиться с учетом этого, чтобы кто-то захотел повернуть его. Это просто неправильное понимание, которое также приводит к неправильным представлениям программного обеспечения и избыточным уровням абстракции. Что касается расчетов: в компьютерном видении, в частности, многие эффективные решения по своей природе являются трехнаправленными, если вы будете делать такие вещи, полярные координаты очень помогают. - Mikhail V


Хотя они физически не могут быть квадратными. Они абстрактно представлены как квадратные, а при отображении на дисплеях с пониженным разрешением они рассматриваются как квадраты. В основном из-за лень и меньше обработки. Масштабирование различных форм, таких как шестиугольники, требует большей обработки, поскольку вы пересекаете долю пикселей. В то время как Квадрат просто умножает каждую сторону на константу. Также, пытаясь построить гексаговую сетку, вы просто не можете просто сделать удобное расположение X, Y.


4
2017-12-31 17:09



Вы можете построить + x 100%, чтобы получить полную строку. Затем следующая строка смещается на + 50% и уменьшается на 75%. Третья строка смещена от второго на -50% (или 0% от первой строки). Хотя это более сложно, я бы сказал, что это все еще легко - и существует система координат Hex, в отличие от стандартного декартова - наклона Y на 30 ° 3dmdesign.com/development/hexmap-coordinates-the-easy-way, - Tim