Pikseli — mitä se on? Määritelmä ja värit (RGB, CMYK)

Pikseli — mitä se on, miten värit muodostuvat: selkeä määritelmä ja käytännön selitys RGB- ja CMYK-värimalleista.

Pikseli (lyhenne sanoista picture element) on yksittäinen piste kuvassa. Tietokoneen näytöllä pikseli on yleensä neliö. Jokaisella pikselillä on väri, ja kaikki pikselit yhdessä muodostavat kuvan. Pikselin väri voidaan tallentaa käyttämällä punaisen, vihreän ja sinisen (RGB) yhdistelmää, mutta myös muut yhdistelmät ovat mahdollisia, kuten syaani, magenta, keltainen ja musta (CMYK).

Mitä pikseli tarkoittaa käytännössä?

Pikseli on rasterikuvan pienin osanen. Kun katsot tietokone- tai puhelinnäyttöä, näet käytännössä miljoonia tai miljardeja pikseleitä, jotka yhdessä muodostavat kuvan. Kuvan tarkkuus ilmoitetaan yleensä pikseleinä vaakasuunnassa ja pystysuunnassa, esimerkiksi 1920×1080.

Pikselin koko ja tiheys

• Resoluutio: Kuva tai näyttö on määritelty leveydellä × korkeudella pikseleinä (esim. 3840×2160).
• Pixel density (PPI/DPI): Näytön tai tulosteen tiheys kerrotaan usein pikseleinä tuumalla (PPI) tai pisteinä tuumalla (DPI). Suurempi luku tarkoittaa terävämpää kuvaa.
• Megapikselit: Kameran anturin koko lasketaan usein megapikseleinä: leveys × korkeus / 1 000 000. Esim. 4000×3000 = 12 megapikseliä.

Väri ja bittisyvyys

Pikselin väri määritellään yleensä värikanavien avulla. Yleisimmin käytetty on RGB-malli (punainen, vihreä, sininen), jossa kukin kanava voi olla usean bitin arvoinen:

• 8 bittiä per kanava: 8 bitin RGB (24 bittiä yhteensä) antaa 256 tasoa per kanava eli noin 16,7 miljoonaa eri väriä (true color).
• Korkeampi bittisyvyys: Ammattikäytössä käytetään 10, 12 tai 16 bittiä per kanava, mikä mahdollistaa hienovaraisemman värimuutoksen ja paremman värintoiston.
• Harmaasävy: Kuvissa voidaan käyttää yhtä kanavaa (esim. 8-bittinen harmaasävy), jolloin jokainen pikseli on eri kirkkausaste.

Additiivinen vs. subtraktiivinen väri

• RGB (additiivinen): Näytöillä värit muodostetaan valon avulla: lisäämällä punaa, vihreää ja sinistä saadaan vaaleampia sävyjä. Yhdistämällä kaikki kanavat täyteen saadaan valkoinen.
• CMYK (subtraktiivinen): Painatuksessa käytetään syaania, magentaa, keltaista ja mustaa. Värit muodostuvat väriaineiden imeytymisessä ja valon heijastuksessa; CMYK on erilainen kuin RGB, joten kuvat pitää usein muuntaa ennen tulostusta.

Muoto ja rakenne

Vaikka pikseli usein kuvataan neliönä, todellinen fyysinen rakenne voi vaihdella:

• Näytöissä: Pikselit koostuvat yleensä kolmesta subpikselistä (punainen, vihreä, sininen), jotka voivat olla rivimuotoisia tai muulla tavalla järjestettyjä (esim. RGB-stripe, PenTile). Subpikselien järjestys vaikuttaa kuvan terävyyteen ja tekstin selkeyteen.
• Anturit (kamerat): Kameran kuvakennoissa pikseli tarkoittaa fotosensitiivistä kohtaa (photodiode), joka mittaa valon määrää. Anturin pikselikoko vaikuttaa herkkyyteen ja kohinaan.
• Pixel aspect ratio: Useimmat näytön pikselit ovat neliöitä, mutta joissain videoformaatissa pikselit voivat olla suorakaiteen muotoisia, mikä vaikuttaa kuvasuhteeseen.

Rasteri vs. vektori

Pikseleitä käytetään rasterikuvissa (bitmap), joissa kuva koostuu kiinteästä ruudukosta. Vektorikuvat sen sijaan muodostuvat matemaattisista käskyistä (viivat, käyrät) ja skaalautuvat ilman laadun heikkenemistä. Kun vektorigrafiikka muutetaan rasteriksi, sen täytyy määrittää pikselitiheys.

Skaalaus ja interpolointi

Kun rasterikuvaa muutetaan suuremmaksi tai pienemmäksi, pikseleitä täytyy interpoloida. Yleisiä menetelmiä ovat:

• Nearest neighbor: Nopea mutta karkea, kopioi lähimpiä pikseleitä.
• Bilinear: Tasaisempi, käyttää neljää naapuria.
• Bicubic: Parempi laatu, erityisesti valokuville.

Anti-aliasing ja subpixel-renderointi

Terävät reunat ja tekstin selkeys paranevat käyttämällä anti-aliasingia (reunojen pehmennys) ja subpixel-renderointia (esim. ClearType). Ne hyödyntävät subpikselirakennetta parantaakseen näennäistä resoluutiota.

Läpinäkyvyys ja alfa

Monissa kuvatiedostoissa on myös alfa-kanava, joka määrittää läpinäkyvyyden (RGBA). Tämä mahdollistaa osittain läpinäkyvät pikselit käytettäväksi kerroksissa ja sommittelussa.

Värin ilmaiseminen koodilla

Verkkosivuilla ja ohjelmoinnissa värit ilmaistaan usein heksadesimaalikoodeilla tai RGB-arvoina. Esimerkiksi #FF0000 tarkoittaa kirkasta punaista (punainen 255, vihreä 0, sininen 0).

Miksi pikselit ovat tärkeitä?

• Ne määrittävät kuvan tarkkuuden ja terävyyden.
• Värikanavien ja bittisyvyyden kautta pikselit vaikuttavat värien toistoon.
• Niiden rakenne ratkaisee, miten teksti ja grafiikka näkyvät eri näytöillä.

Yhteenvetona: pikseli on digitaalisen kuvan vähimmäisyksikkö, jonka väri ja kirkkaus yhdessä muiden pikselien kanssa muodostavat kuvan. Pikselin merkitys ulottuu näytöistä ja kameroista aina painamiseen ja graafiseen suunnitteluun asti.

Hae kirjaimella