Episodio 111 – Il pixel

Episodio 111 – Il pixel

 
 
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Il pixel è la più piccola unità di luce che si può applicare a un’immagine e che costituisce un monitor. In ogni display ce ne sono migliaia o milioni e devono essere gestiti in maniera adeguata per far vedere i giusti colori al momento giusto.

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Oggi parliamo dell’unità minima del disegno in ogni display, come funziona e come si può pilotare.
parliamo del pixel.
Il pixel è l’oggetto fisico più piccolo possibile in un display, non si può avere un segnale luminoso più piccolo del pixel.
Ogni display è composto da molti pixel, a seconda della sua risoluzione
qualche anno fa, un monitor VGA aveva 800×600 pixel per un totale di 480 mila pixel
Un televisore moderno in HD ha 1920×1080 pixel per un totale di 2.073.600 pixel
I televisori in 4k hanno una risoluzione di 2×2 televisori in fullHD, quindi 3840×2160, in questo caso i pixel sono 8.294.400
Ogni immagine che si vede a video è composta da tanti pixel, ognuno dei quali ha dei suoi valori di colore e luminosità.
Nei televisori moderni in 4k a 100Hz, tutti i pixel possono cambiare stato circa 100 volte al secondo, quindi in ogni secondo il sistema che pilota il display deve essere in grado di modificare 829.440.000 pixel.
Insomma, un gran lavoro.
ma cosa vuol dire modificare un pixel?
Vuol dire localizzarlo e poi dirgli che colore deve trasmettere.
iniziamo dalla localizzazione.
Il piano di un display deve essere visto come un piano cartesiano, con un punto di origine e due assi, X per l’orizzontale e Y per il verticale.
Lo standard per gli assi dei monitor è diverso da quello del classico piano cartesiano che si impara a scuola, il punto iniziale, 0,0 è in alto a sinistra.
Le coordinate, come ogni cosa in digitale, partono sempre da 0.
più si aumentano le X più ci si posta a destra
più si aumentano le Y più ci si sposta verso il basso
Adesso so come localizzare un punto sullo schermo.
Questa cosa vale per ogni schermo, che sia un televisore, un monitor, un proiettore o un display collegato ad Arduino.
Ci sono ovviamente le eccezioni, come MacOS che gestisce la cosa in un modo completamente diverso ed esula da questa puntata.
una volta localizzato il punto è necessario dirgli cosa deve fare.
Andiamo nel dettaglio, all’interno di un singolo pixel ci sono 3 sub-pixel, ognuno occupa un terzo della superficie del pixel stesso e sono dei colori verde, rosso e blu.
Combinando questi 3 colori è possibile generare buona parte dei colori dello spettro visibile.
I display LCD e OLED si comportano in modo diverso, lo vedremo dopo.
Il pixel spento ha i tre colori impostati a zero.
Il pixel completamente bianco ha i tre colori al loro valore massimo, normalmente 255.
perché 255?
perché è il numero massimo rappresentabile con 8 bit.
Per ogni pixel quindi servono 3 variabili da 8 bit, una per il rosso, una per il verde e una per il blu.
In inglese, i colori sono RGB Red Green e Blu
A questo punto è facile capire che per ogni combinazione possibile di questi 3 colori si riesce a visualizzare uno dei 16.581.735 colori.
255 x 255 x 255
se per ogni pixel devo poter gestire 3 bytes, su un monitor 4k devo poter gestire circa 25MB di dati. Che cambiano 100 volte al secondo.
Che differenza c’è tra LCD e OLED?
Il più facile è l’OLED. Il pixel è effettivamente composto da 3 piccolissimi LED di materiale organico rosso, verde e blu, a seconda di quelli che accendo il pixel potrà prendere un determinato colore, se sono tutti spenti, quel pixel sarà nero, assolutamente nero.
Nel display LCD la tecnologia è un po’ diversa.
Sullo sfondo c’è una luce bianca, molto uniforme su tutto il pannello.
A pixel spento c’è uno schermo, grande come il pixel completamente nero che blocca tutta o quasi la luce posteriore, man mano che si aumentano i valori dei tre colori è come se si attivassero delle pellicole colorate davanti alla luce bianca che fanno passare il loro colore.
Per questo quando un display LCD ha il pixel nero, questo non è proprio nero, in quanto è uno schermo ad una luce bianca, e questa si vede.
Che differenza c’è tra i pannelli LCD e i LED?
Solo la retroilluminazione.
Gli LCD hanno due lampade al neon sopra e sotto che sono diffuse attraverso guide ottiche, i LED hanno al retroilluminazione composta da tanti piccoli led lungo tutta la superficie, così che il colore è molto più uniforme su tutto il pannello e non un po’ più forte sui lati e un po’ meno al centro.
Dicevamo che il pixel è l’unità minima, non posso far accendere solo mezzo pixel, o è acceso o è spento.
Per questo, sui PC, quando si compra un monitor, questo va usato alla sua risoluzione nativa, perché se cerco di farlo andare ad una risoluzione minore che non è un divisore perfetto di quella nativa il sistema dovrà lavorare per correggere i difetti di impaginazione a video con il risultato che poi si vedono i bordi non proprio netti.
Se invece voglio usare una TV 4k a una risoluzione HD, questo problema non c’è, ogni pixel dell’HD sarà rappresentato da 4 pixel, 2×2, del pannello 4K.
Quando comprate un monitor, dovete sempre fare attenzione alla risoluzione.
Comprare un monitor da 24” Full HD ha un certo risultato, ma se comprate un monitor da 27” full HD avete come unico risultato di vedere più grande e più sgranato, essendo lo stesso esatto numero di pixel su una superficie più grande, questi saranno semplicemente più grandi. Se si compra un monitor grande per far stare più cose contemporaneamente è necessario comprarlo di una risoluzione maggiore, sarà quindi più caro, ma più bello.
Come si fa a sapere che valori RGB si devono mettere per ottenere un determinato colore? Su internet ci sono della tabelle o dei siti che fanno proprio questa cosa, forniscono colori, valori, palette e tutto quello che serve per capire come gestire il colore a video.
In certi casi potreste trovare le versione esadecimale dei colori, quindi con due caratteri da 00 a FF, che vale 255, per ogni colore.
Una nota di colore, dai questa battuta stupida ci stava, per le stampe. Le stampanti non hanno le cartucce rosse, verdi e blu, ma ciano, magenta e giallo. Questo perché per ottenere i colori sulla carta i componenti devono essere diversi, non si parla più di emissione di luce, ma di combinazione di colori liquidi, anche se superfici molto molto piccole.


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