O que é um pixel?
Publicados: 2022-08-18
Em nossa era de mídia digital, muitas vezes damos como certo o humilde pixel. Mas o que exatamente é um pixel e como ele se tornou uma parte tão importante de nossas vidas? Nós vamos explicar.
Um pixel é um elemento de imagem
Se você usou um computador, smartphone ou tablet, viu um pixel — ou milhões deles, na verdade. As chances são muito altas de que você esteja lendo esta frase graças aos pixels agora. Eles formam as palavras e imagens na tela do seu dispositivo.
A palavra “pixel” originou-se como uma abreviação do termo “picture element”, cunhado por pesquisadores da computação na década de 1960. Um pixel é o menor componente possível de qualquer imagem eletrônica ou digital, independentemente da resolução. Em computadores modernos, eles geralmente são quadrados, mas nem sempre, dependendo da proporção do dispositivo de exibição.
O crédito pela invenção do pixel geralmente vai para Russell Kirsch, que inventou as técnicas de digitalização digital em 1957. Ao desenvolver seu scanner, Kirsch optou por traduzir áreas claras e escuras de uma fotografia em uma grade de quadrados pretos e brancos. Tecnicamente, os pixels de Kirsch poderiam ter qualquer formato, mas pontos quadrados em uma grade bidimensional representavam a solução técnica mais barata e fácil na época. Os pioneiros subsequentes da computação gráfica se basearam no trabalho de Kirsch, e a convenção permaneceu.
Desde então, alguns pioneiros gráficos como Alvy Ray Smith fizeram questão de expressar a ideia de que um pixel não é realmente um quadrado – é mais abstrato e fluido do que isso do ponto de vista conceitual e matemático. E ele está correto. Mas para a maioria das pessoas na maioria das aplicações modernas, um pixel é basicamente um quadrado digital colorido usado para construir uma imagem maior semelhante a um ladrilho em um mosaico ou um ponto em bordado.
Nas décadas desde a década de 1960, os pixels se tornaram os pilares do domínio digital, renderizando os elementos visuais de processadores de texto, sites, videogames, televisão de alta definição, mídia social, RV e muito mais. Com nossa dependência atual de tecnologia computadorizada, é difícil imaginar a vida sem eles. Os pixels são tão fundamentais para a computação gráfica quanto os átomos são para a matéria.
Gráficos raster vs. vetoriais
Pixels nem sempre foram a única maneira de fazer arte digital. Alguns pioneiros da computação gráfica da década de 1960, como Ivan Sutherland, trabalharam em grande parte com displays caligráficos (muitas vezes chamados de “displays vetoriais” hoje), que representavam gráficos de computador como linhas matemáticas em uma tela analógica, em vez de pontos discretos em uma grade como um bitmap. Para registrá-lo, perguntamos a Sutherland sobre o significado do pixel.
“Um pixel é um elemento de imagem”, diz Sutherland, que agora tem 84 anos e foi um dos inventores da arte digital e VR. “Você pode fazer isso significar o que quiser. Em um display raster acionado a partir de uma memória digital, é o conteúdo de uma célula de memória. Em um display caligráfico, geralmente significa a resolução dos conversores D para A usados.”
Hoje, quase todo mundo usa gráficos de bitmap com pixels em uma grade, mas a arte vetorial como a pioneira de Sutherland vive matematicamente em formatos de arquivo como SVG, que preservam a arte digital como linhas e curvas matemáticas que podem ser dimensionadas para qualquer tamanho. Para exibir arte vetorial em uma tela de bitmap, as fórmulas matemáticas precisam ser convertidas em pixels discretos em algum momento. Quanto maior a densidade de pixels e maior a exibição, mais suaves serão as linhas quando você as exibir como pixels em uma grade.
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Como medir pixels
Pixels são coisas fluidas. Eles podem ter qualquer tamanho em uma página ou em uma tela, mas é importante lembrar que, sozinhos, os pixels são quase sem sentido. Em vez disso, eles ganham força em números. Imagine um único pixel quadrado sentado sozinho e você perceberá que não pode desenhar muitas imagens com isso.
Portanto, uma das medidas mais importantes de pixels é quantos deles existem em uma imagem, o que é chamado de “resolução”. Quanto maior a resolução de uma grade de pixels, mais detalhes de uma imagem você pode representar ou “resolver” quando uma pessoa a olha.
Quando uma imagem digital não tem alta resolução suficiente para resolver os detalhes de uma imagem que você está tentando capturar, as imagens podem parecer “pixeladas” ou “dentadas”. Isso é chamado de aliasing, que é um termo da teoria da informação que significa perda de informação devido a uma baixa taxa de amostragem (cada pixel é uma “amostra” de uma imagem, neste caso). Veja a imagem de Mario acima. Nesta baixa resolução (taxa de amostragem), não há resolução suficiente para retratar a textura do tecido das roupas de Mario ou os fios do cabelo de Mario. Se você quisesse representar esses recursos, os detalhes seriam perdidos nessa baixa resolução. Isso é apelido.
Para ajudar a reduzir os efeitos de aliasing, os cientistas da computação inventaram técnicas chamadas anti-aliasing, que podem reduzir o efeito de aliasing em alguns casos misturando as cores de pixels próximos para criar a ilusão de curvas, transições e linhas suaves.
Armazenar cada pixel ocupa memória e, nos primeiros dias dos videogames, quando a memória do computador era cara, os consoles de jogos não podiam armazenar muitos pixels de uma só vez. É isso que faz os jogos mais antigos parecerem mais pixelados do que hoje. O mesmo princípio se aplica a imagens digitais e vídeo em computadores, com a resolução da imagem aumentando constantemente ao longo do tempo à medida que o preço da memória (e o preço dos chips de processamento de vídeo) cai drasticamente.
Hoje, vivemos em um mundo digital saturado de pixels. Com as resoluções de bitmap em constante aumento em monitores e aparelhos de TV (8K, alguém?), parece que usaremos pixels por muitas décadas. Eles são blocos de construção essenciais da nossa era digital.