Los píxeles son aquellos puntos que forman las imágenes digitales, como por ejemplo, las de la pantalla del computador, o de la imagen que resulta de una impresora. Cada uno de estos puntos se denomina píxel, y al observarlos todos juntos se forma una imagen. La cantidad de puntos o pixeles con que cuente una imagen va a indicar la calidad de su resolución. En términos sencillos son los "puntitos" con los que están hechas las imágenes en el mundo de la computación.

El término píxel proviene del idioma inglés y se forma gracias a la unión de dos palabras, “picture element”. En español, es posible de ser traducido como “elemento de imagen”.

A fin de comprender lo que son los píxeles resulta de gran utilidad recordar aquellas mallas de alambre que se utilizan en los gallineros. Si nos posicionamos a cierta distancia, entonces no será posible ver la malla, permitiendo ver una imagen completa de lo que se encuentra tras ella. Sin embargo, si nos acercamos, veremos la imagen dividida en las celdas que forma la malla. Algo parecido ocurre con la imagen del computador y los píxeles, los que dividen la imagen en una enorme cantidad de cuadros, que en su conjunto nos permiten ver una imagen completa. Por lo tanto hay una conclusión obvia, mientras más puntitos usemos para formar una imagen, mayor será la nitidez o resolución con la que la veremos, lo es de especial importancia en el mundo de las cámaras y la fotografía digital; en este ámbito como medida se usan los mega píxeles, o sea se miden por miles de estos.

En el caso de las impresoras y la pantalla del computador, cuando la cantidad de puntos o píxeles es poca, entonces, la imagen será de una resolución bastante pobre, pudiendo incluso contar con ciertas irregularidades en la definición de sus contornos. De la misma forma, a medida que aumenta la cantidad de píxeles, va aumentando la calidad y la resolución de la imagen, permitiéndole a ésta contar con fabulosos detalles en los contornos y en el resto de la imagen.

En relación a la cantidad de píxeles o resolución de la imagen se encuentra el peso en bytes de ella y la cantidad de información que respalda a cada píxel, ya que un píxel puede contar con más color en la medida que tiene más información que la respalda. A lo anterior se le denomina “Profundidad de color”. Y por lo mismo es evidente que mientras más píxeles posea una imagen, mayor espacio ocupará en el disco duro.

 

 

El número de bits usados para representar cada pixel determina cuántos colores o gamas de gris pueden ser mostrados. Por ejemplo, en modo color de 8-bits, el monitor en color utiliza 8 bits para cada pixel, permitiendo mostrar 2 elevado a 8 (256) colores diferentes o gamas de gris.

 

En monitores de color, cada pixel se compone realmente de tres puntos -- uno rojo, uno azul, y uno verde. Idealmente, los tres puntos convergen en el mismo punto, pero todos los monitores tienen cierto error de convergencia que puede hacer que el color los pixeles aparezca borroso.

La calidad de un sistema de visualización depende en gran medida de su resolución, es decir, cuántos bits utilizan para representar cada pixel.

Mucho se  habla de los Pixeles, sobre todo en las cámaras fotográficas con los Mega Pixeles (MP), pero ¿que son? ¿es verdad que las cámaras de fotos son mejores mientras mas  Mega Piexeles tengan?

Pixel es la abreviación de "Picture element" o "elemento de imagen" Pic-el , por su pronunciación en inglés Pix-el, Mega Pixel equivale a 1,000,000 Pixeles.  Por lo tanto una cámara de 8MP captura 8,000,000 de pixeles en cada imagen.

Gráficamente podemos ver  pixel de esta manera:

 

 

 

Cada uno de esos cuadritos es un pixel, cada pixel almacena un solo color y es exactamente del mismo tamaño que el otro, de hecho el pixel no tiene tamaño, este se lo asigna el dispositivo en donde visualizamos la imagen. 

La resolución

Un monitor de computadora despliega la imagen en pixeles, ¿han oído hablar de 1024x768, 800x600? Esto es la cantidad de pixeles que tiene horizontal y verticalmente. Ambas resoluciones pueden estar en un monitor de 14", la diferencia sería que los pixeles de la resolución de 1024x768 deben estar más pequeños para poder caber, y por lo tanto muestran una imagen de mejor calidad ya que no vemos el cambio entre un pixel y otro, por ejemplo:  Una resolución muy común es la UVGA (1024x768), por obvias razones un monitor con esta resolución tiene 786,432 pixeles (si no es tan obvio usen la formula del área de un cuadrado), o sea 0.78 MP. De nada servirá tener una foto de 1MP porque se estarán desperdiciando  más de 2mil pixeles. ¿Ahora les da coraje haber comprado esa cámara de 8MP?.  Una foto de 8MP no es que tenga muy buena calidad, por ahora solo es útil para anuncios espectaculares o cosas así. En un futuro los dispositivos de salida tendrán una densidad de pixeles mayor, por lo que las imágenes se verán más pequeñas y entonces serán útiles las imágenes con más pixeles... para entonces el Internet será mas rápido, los discos duros y las memorias tendrán mas capacidad. 

¿Las fotos con mas pixeles ocupan mas espacio?

Mientras más pixeles, la imagen contiene mas información que debe de almacenarse en algún lado (CD, Memory Stick, Memoria USB, etc), así que mientras mas pixeles la foto se tarda mas en enviarse por correo porque ocupa mas memoria ("pesa" mas).

 

Como saber la cantidad de megapixeles que necesito?
A partir de 2 megapíxeles se pueden conseguir copias impresas en un tamaño de 10 x 15 centímetros con una calidad decente, siempre que las realicemos utilizando todas las prestaciones de la cámara. Este último aspecto representa una de las prácticas que se deben mejorar, ya que debemos fijarnos primero a que le daremos prioridad, si a la calidad de imagen de las fotografías o la cantidad que queremos almacenar. En este caso, si lo que preponderamos es la calidad debemos configurar la cámara con la mayor resolucion de imagen para que la máxima calidad y la utilizacion de todos los megapixeles sean aprovechados en pro de una buena imagen a la hora de llevarlas a papel. En cambio, deberemos bajar la calidad de revolución si necesitamos aprovechar el mayor espacio de memoria posible para almacenar muchas fotos. En este caso despenderá también la capacidad de memoria de la tarjeta.

Los fotógrafos profesionales coinciden en aconsejar un mínimo de 3 megapíxeles para la impresión en un tamaño de 10 x 15 centímetros para que se consiga una buena calidad. La resolucion adecuada de una fotografía para imprimir con resultados similares a la fotografía analógica en los diferentes formatos de papel, es de 240 píxeles por pulgada como mínimo. 

Que son los megapixeles interporlados? Diferencia con megapixeles reales.
Por último, vale hacer una buena aclaración con respecto a los megapixeles. Es posible que algunos vendedores ofrescan ofertas de cámaras digitales con un numero de megapixeles importante. Hay que estar atentos y fijarse si se trata de megapixeles interpolados o los efectivos.
¿Cual es la diferencia? Los megapíxeles interpolados se calculan mediante un programa informático que inventa los píxeles que le faltan. Esto no aporta ninguna calidad al resultado final de la imagen y no conviene prestar atención a esta característica de la cámara. La interpolación es una forma de aumentar el tamaño de la imagen, duplicando los pixels, por lo que 3 megapíxeles interpolados no son 3 megapíxeles reales, sino que parte de esos puntos de imagen han sido copiados de otros que sí son reales

Desde que comenzó la “revolución 3D” en el ámbito de los juegos de computadora, allá por mediados de la década de los 90’, la tendencia de la tecnología aplicada a este rubro ha sido trasladar el trabajo de procesamiento de gráficos tridimensionales, desde la CPU hacia la tarjeta de video. 

En primer lugar fue el filtro de las texturas, para lo cual se crearon chips especialmente dedicados para realizar esta tarea. Así nacieron las famosas placas aceleradoras 3D, que incorporaban dichos chips y un cantidad de memoria propia en la misma tarjeta. Luego, con la salida del GeForce 256 de NVIDIA, el procesador gráfico pasó a encargarse de lo que, hasta ese momento, realizaba la CPU. Estamos hablando de la función de Transformación e Iluminación (Transform & Lighting), utilizada para llevar a cabo los cálculos de geometría y de iluminación general de una escena en 3D. Hubo una versión mejorada de este motor, a la que se llamó de Segunda Generación. Ésta vino incluida a partir de la GeForce 2 y la gama Radeon de ATI, avanzando un poco más en cuanto a materia gráfica. 

El gran cambio se dio a partir de la incorporación de los Píxel shaders y Vertex shaders. Esto permitió a los programadores una mayor libertad a la hora de diseñar gráficos en tres dimensiones, ya que puede tratarse a cada píxel y cada vértice por separado. De esta manera, los efectos especiales y de iluminación puede crearse mucho más detalladamente, sucediendo lo mismo con la geometría de los objetos. Veamos de qué se tratan estas dos características, tan importantes dentro de una tarjeta de video hoy en día.

Una tarjeta ASUS basada en el GeForce 256, primero en incorporar Transform & Lighting por hardware 

Así se los denomina normalmente. Sin entrar en terrenos de difícil comprensión, podemos decir que son pequeños programas que se encargan del procesamiento de vértices (Vertex shaders) y de pixeles (Píxel shaders). La principal ventaja es que, como su naturaleza lo indica, pueden ser programados por el desarrollador, otorgando una flexibilidad que hasta antes de la aparición de los shaders era poco más que impensada. Recursos como las operaciones condicionales o los saltos se utilizan de forma similar que en los lenguajes más conocidos. Sin los shaders, muchos de los efectos eran realizados en conjunto con la unidad de procesamiento central, disminuyendo en gran medida el rendimiento y limitando el avance a nivel gráfico de los mismos. 

Un vertex shader es una función que recibe como parámetro un vértice. Sólo trabaja con un vértice a la vez, y no puede eliminarlo, sólo transformarlo. Para ello, modifica propiedades del mismo para que repercutan en la geometría del objeto al que pertenece. Con ésto se puede lograr ciertos efectos específicos, como los que tienen que ver con la deformación en tiempo real de un elemento; por ejemplo, el movimiento de una ola. Donde toma una gran importancia es en el tratamiento de las superficies curvas, y su avance se vio reflejado en los videojuegos más avanzados de la actualidad. Particularmente, en el diseño de los personajes y sus expresiones corporales. 

En cambio, un píxel shader no interviene en el proceso de la definición del “esqueleto” de la escena (Wireframe), sino que forma parte de la segunda etapa: la rasterización (Rendering). Allí es donde se aplican las texturas y se tratan los pixeles que forman parte de ellas. Básicamente, un píxel shader especifica el color de un píxel. Este tratamiento individual de los pixeles permite que se realicen cálculos principalmente relacionados con la iluminación del elemento del cual forman parte en la escena, y en tiempo real. Teniendo la posibilidad de iluminar cada píxel por separado es como se lograron crear los fabulosos efectos de este estilo que se pueden apreciar en Doom 3, Far Cry y Half Life 2, por mencionar sólo los más conocidos. La particularidad de los píxel shaders es que, a diferencia de los vertex shaders, requieren de un soporte de hardware compatible. En otras palabras, un juego programado para hacer uso de píxel shaders requiere si o si de una tarjeta de video con capacidad para manipularlos. 

Los vertex shaders no obligan a que esté presente el hardware necesario para ejecutarlos en el ordenador 
Para establecer los comandos de las funciones de píxel y vertex shaders se utiliza el lenguaje HLSL (High Level Shader Languages), que vendría a ser un lenguaje de alto nivel para trabajar con estos programas. Existe uno de bajo nivel, bastante más difícil de programar, que se denomina ensamblador. Su sintaxis comparte muchas características con los ensambladores utilizados para programar sobre las CPU. La ventaja del HLSL es la de todo lenguaje de alto nivel: facilidad para llevar a cabo operaciones mediante unas pocas instrucciones de fácil aprendizaje. Como punto débil encontramos el mismo defecto que poseen todos los lenguajes de este tipo, y es la falta de optimización del código. Trabajando directamente sobre el hardware, es mucho más factible que se lleguen a aprovechar todas sus posibilidades. En cambio, habiendo un compilador de por medio, siempre se pierde algo de rendimiento en el programa final. 
Una aplicación -no un lenguaje- destinada a trabajar con píxel shaders es RenderMonkey. Fue creada por ATI, fabricante de los populares chips Radeon. Se puede descargar gratuitamente de la pagina oficial (vean los links relacionados a la nota) para que cualquier programador o artista pueda crear un shader y verlo en funcionamiento. Una importante característica es que permite la modificación de elementos en tiempo real, viendo como repercuten los cambios al momento de establecerlos. 

Cambiando de tema, cuando hablamos de la compatibilidad con DirectX nos referimos al conjunto de instrucciones de shaders incluidas en estas librerías de Microsoft. En realidad, las instrucciones de píxel y vertex shaders vinieron a partir de DirectX 8 en adelante. Por ello, cuando se dice que una tarjeta de video es compatible con esta u otra versión posterior de DirectX por hardware, se está especificando que es capaz de aprovechar las instrucciones de shaders incorporadas en estas librerías. Por cierto, en algunos lados se declara la compatibilidad a nivel general, tanto con píxel como con vertex shaders. El conjunto de ambas funciones se conoce como Shader Model x, donde x es la versión de este modelo de referencia (que depende de las versiones de los propios shaders). El último y más reciente es el Shader Model 3.0, compuesto por píxel shader 3.0 y vertex shaders 3.0. Hasta el momento, escasos juegos aprovechan las posibilidades de este modelo, pero los que lo hacen son espectaculares. Sin ir más lejos, tenemos el reciente caso de The Elder Scrolls: Oblivion, considerado como el videojuego con mejores gráficos de todos los tiempos. 
El lenguaje HLSL tiene una sintáxis que recuerda a sus pares de alto nivel

Hubo una evolución lógica de los shaders en estos últimos años. Este progreso tiene que ver, principalmente, con cuestiones internas de programación. Parámetros como la cantidad de registros disponibles, el número de instrucciones permitido por programa y la incorporación de instrucciones aritméticas más complejas, entre otros, aumentaron la flexibilidad a la hora de programar los shaders. Estos valores son los que diferencian una versión de Shader Model de otra. 
A continuación veremos una lista de las distintas versiones de DirectX con soporte para shaders y los procesadores gráficos compatibles con cada una. Vale aclarar que existe la retro-compatibilidad, por lo que, por ejemplo, si una GPU soporta Shader Model 2.0, también lo hace con Shader Model 1.1. 

DirectX 8.0 (Pixel Shader 1.1 – Vertex Shader 1.1): Familia GeForce 3, de NVIDIA. 
DirectX 8.1 (Pixel Shader 1.3 y 1.4 – Vertex Shader 1.1): Familia GeForce 4 TI, de NVIDIA (hasta Pixel Shader 1.3). Radeon 8500, 9000, 9100, 9200 y 9250, de ATI (hasta Pixel Shader 1.4). 
DirectX 9.0 (Pixel Shader 2.0 – Vertex Shader 2.0): Familia GeForce FX, de NVIDIA. Radeon 9500, 9700, 9800 y Familia Xx00, de ATI. Familia 900 y 950, de Intel. Familia Volari, de XGI. Deltachrome y Gammachrome, de S3. 
DirectX 9.0c (Pixel Shader 3.0 – Vertex Shader 3.0): Familia GeForce 6 y GeForce 7, de NVIDIA. Familia X1000, de ATI. 


Como verán, ATI implementó la cuarta versión de los shaders recién a partir de su última línea (la X1000). Por su parte, NVIDIA fue pionera al utilizarlo desde la familia GeForce 6 (6200, 6600 y 6800), salida mucho tiempo antes que la recién mencionada de ATI, obteniendo una leve ventaja. Pero, como ya dijimos, recién ahora se está empezando a utilizar el Shader Model 3.0 en los juegos de ordenador. Por esa razón es que se justifica la decisión de ATI de no realizar un cambio de arquitectura prematuro. 
El futuro de estas funciones programables es prometedor. Microsoft ya está ultimando detalles de lo que será la próxima versión de DirectX, denominada DirectX 10. En ésta se incluirá la quinta versión de los shaders, conformando en Shader Model 4.0. Por supuesto, NVIDIA y ATI están pensando en esta tecnología para optimizar sus productos y sacarle el mayor provecho. Hasta el momento, sólo se conocen los nombre clave de estos futuros chips: el G80 en el caso de NVIDIA y el R600 por parte de ATI. 

Habrá que esperar hasta el año que viene, cuando llegue Windows Vista (fecha en la cual se planea lanzar DirectX 10) para descubrir, a través de imágenes y videos de demostración, que se puede lograr a través de la quinta generación de shaders. 
Si con Shader Model 3.0 se puede conseguir algo así, imagínense con la siguiente generación de shaders... 

La resolución impresión: Puntos por pulgada (ppp) Píxels por pulgada (ppi)

La resolución expresada en (ppp) o (ppi), son los píxeles por unidad de longitud, es decir, los píxeles por pulgada. La pulgada mide 2,54 cm.

La resolución define la cantidad de píxeles que contiene una imagen y la dimensión de estos píxeles expresan de qué forma se reparten en el espacio. La resolución es la relación entre las dimensiones digitales (los píxeles) y las físicas, las que tendrá una vez impresa sobre papel

Para calcular del tamaño en píxeles a tamaño en centímetros para la impresión podemos aplicar la siguiente fórmula:

* Tamaño de impresión= Número de píxeles/ Resolución (PPI píxeles por pulgada)


Existen diferentes resoluciones depende para el trabajo o destino que queramos hacer de la imagen utilizaremos una resolución o otra. Se recomiendan las siguientes:

* Imágenes para visualizar en pantalla ordenador o colgar en Internet 72 ppp

* Imágenes para impresión de 150 ppp como mínimo, pero se aconseja los 300 ppp, dan óptimos resultados