Um dos termos mais usados em fotografia digital e telas digitais de televisores é o pixel. Em geral, o termo não encontra tradução do seu significado prático por parte do usuário, e por isso confunde a quem pesquisa qualidade de imagem em telas e câmeras.

O número de pixels é importante, o consumidor percebe isso, mas ele não é normalmente capaz de discernir quantos deles são necessários para a qualidade de imagem desejada. Além disso, o termo pixel é freqüentemente confundido com resolução, mas a gente vai ver que uma coisa não tem nada a ver com a outra!

A palavra pixel vem de uma abreviação do inglês picture element, na qual pix é uma abreviação de Picture. Pix é um termo que se acredita ter sido usado pelo jornal americano Variety, em 1932 (Online Etymology Dictionary). Pix pode ser também uma referência a pictures, relativo a imagens de filmes de cinema, mas aqui não vem ao caso.

Até o advento da computação gráfica, que começou a tomar impulso na década de 1960, os jargões que eram usados para a imagem construída eram oriundos da televisão. A idéia de usar pontos para compor imagens data do início do telégrafo e muito provavelmente foi o inventor alemão Paul Nipkow quem patenteou a idéia, em 1884, usando o termo bildpunkte (ponto de imagem), ao descrever um sistema de transmissão de televisão mecânico.

Quando a televisão comercial foi desenvolvida com o sistema que, diga-se de passagem, perdura até hoje, seus inventores e desenvolvedores usaram o termo picture element, e ele pode ser visto em publicações sobre tecnologia de televisão, a partir da década de 1950 (John R. Pierce, 1956, Bell Labs). Das pesquisas do laboratório da Bell e de outros, saíram publicações com picture element ou pel usados para definir ponto de imagem, como o bildpunkte de Nipkow.

Mas a palavra pixel foi mais provavelmente cunhada por um ou mais grupos de pessoas envolvidas em tecnologia de imagem na década de 1960, nos Estados Unidos. E a partir da década de 1970, pixel foi constantemente usado por pesquisadores na área de processamento digital de imagens, passando de artigos científicos para publicações em livros, no final da década (1975-1979).

Pixel, neste contexto, se refere ao menor ponto capaz de formar uma imagem. Se usado para tecnologia de câmeras digitais, ele se refere a um ponto de captura, e no caso das telas, a um ponto de formação de imagens.

A palavra pixel não foi imediatamente transposta ao cotidiano dos aficionados por computação. Isto provavelmente foi devido ao fato de que os primeiros monitores gráficos para computadores pessoais eram todos parcialmente analógicos. E no caso, o tubo de imagem era praticamente idêntico àqueles usados em televisores comerciais, com poucas diferenças.

No tubo, uma grade é interposta entre o canhão de elétrons e a camada de fósforos contida na parte interior da tela, de tal forma que apenas um raio atinja preferencialmente um único ponto deste fósforo.

Por causa disso, o termo ponto (dot, em inglês) continuou a ser usado para especificar a quantidade de informação que compunha uma imagem. E a seguir, a variável dot pitch serviu de parâmetro para dizer ao usuário sobre o espaço entre pontos existentes em cada linha de varredura desses tubos de imagem. Ele também dá uma idéia da resolução relativa de uma tela: quanto menor o seu valor, maior será a quantidade de pontos que poderão ser inseridos numa mesma linha de varredura.

Resolução

Nos displays digitais, o ponto acima referido é melhor definido pela estrutura de um pixel, que possui um aspecto geométrico próprio. Cada pixel é divido em três subpixels, usados para compor uma imagem colorida, com as três cores fundamentais do espectro de radiação: vermelho, verde e azul.

E aqui novamente, o número de pixels nos dá uma boa idéia de definição (composição da imagem), no que concerne ao número de pixels na tela, mas a resolução ainda é medida pela distância relativa entre eles. Tudo isso porque resolução se refere à capacidade de “resolver” (ou “separar”) dois pontos distintos numa imagem.

Como o número de pixels numa tela digital é fixo, assim também é o espaço entre eles. Na prática, então, se faz uso do número de pixels por linha, para expressar resolução e definição simultaneamente.

Entretanto, estamos tratando com grandezas diferentes: pixels podem até serem contados, mas a resolução, referente a espaço deve ser medida! Por isso, o uso da palavra “resolução”, confundindo-se com número de pixels (definição) pode acabar sendo enganoso, porque a geometria e a disposição dos pixels variam de acordo com a tela. Para contornar isso, pode-se lançar mão do cálculo do número de pixels por polegada (em inglês, PPI ou pixels per inch).

O cálculo diz quantos pixels existe numa linha horizontal da tela. Por exemplo: num display de alta definição (1920 x 1080 pixels) de 52″ (na diagonal), o resultado seria: 1920 pixels / 45.32″ = 42.36 PPI. Numa tela do mesmo tamanho, mas com definição menor, digamos 1366 x 768 pixels, o resultado seria de apenas 30.14 PPI.

Se, por outro lado, for mantida uma definição alta (1920 x 1080 pixels), mas numa tela menor, digamos 42″, então o PPI passa a 52.45. Esses valores poderiam não ter significado prático algum, mas eles nos dizem que se o usuário insiste em usar telas de grande porte, o número de pixels por linha não pode ser baixo, a ponto de sacrificar a qualidade final da imagem. Ou seja, uma tela de 52″ com 1366 x 768 pixels tende a apresentar uma imagem de pior qualidade do que outra de 52? com 1920 x 1080 pixels.

E eu acredito que se o leitor acompanhou o que eu disse até agora, poderá estar se perguntando como é que telas de mesmo tamanho e definição, de diferentes fabricantes, podem mostrar imagens com resolução diferentes.

Software de processamento interno

E a resposta está geralmente no software de processamento interno, que processa a imagem muito antes dela ser exibida aos olhos do usuário. São detalhes como contraste dinâmico, embelezamento de cores, desentrelaçadores, scalers, ajustadores de cadência (tipo “Natural Motion”), filtros, detalhadores de imagens, que variam de acordo com o processador (chipset), o programa interno (firmware) e a versão do mesmo, usados na fabricação de televisores ou monitores.

Idealmente, este programa deveria ser atualizado, pelo fabricante, para o processador usado, mas via-de-regra são raros os fabricantes que se propõem a fazer isso ou dão ao usuário meios de fazê-lo.

Todos esses fatores têm influência na percepção da qualidade da imagem, assim como os ajustes corriqueiros de contraste, brilho, nitidez ou saturação de cores. Nos aparelhos de televisão mais recentes, o detalhamento das imagens chega a um nível que surpreende até mesmo o freqüentador assíduo das salas de cinema. E neste particular, as telas de alta definição (720 linhas de definição e acima) apresentam uma qualidade difícil de ser notada nas salas de projeção.

Telecinagem

Ironicamente, foi o filme de 35 mm que inspirou a imagem de alta definição, como a conhecemos hoje em dia. Mas o que faz a imagem de um fotograma ficar mais nítida na tela do usuário é a telecinagem (captura do filme em vídeo) cada vez mais sofisticada, usada para a transferência do cinema nas mídias modernas (DVD, HD-DVD ou Blu-Ray). Os telecines digitais chegam a varrer cerca de 4 mil linhas por fotograma, com a opção de pós-processamento da imagem, para ajustes de cores ou contraste, por exemplo.

Não é raro, a partir do momento em que o usuário tenha se acostumado com imagens de melhor qualidade, se notar que muitas transcrições de filmes para vídeo pecam em alguns desses ajustes. Eu, por exemplo, já tive duas versões distintas do filme “Lawrence da Arábia”, em DVD. Na segunda, pelo processo Superbit, além da transcrição ser melhor, a imagem ainda sofreu correções nas cores, cujos erros passaram desapercebidos pelos técnicos, mas não aos olhos de muitos fãs e entusiastas do filme.

Em suma, são pixels que formam a imagem dos displays modernos, e basta alguém contar quantos deles existem numa tela, para entender porque a qualidade das mesmas é tão evidente. Numa tela de alta definição, do tipo WXGA, por exemplo, existem 1366 pixels, dispostos em 768 linhas. Como cada pixel ainda é dividido em três subpixels, o número total de pixels na tela será: 1366 x 768 x 3 = 3 147 264 pixels.

Resta saber que tipo de imagem vai alimentar esta tela: imagens com quantidade de pixels igual ou superior produzirão a melhor qualidade possível! [Webinsider]

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Paulo Roberto Elias

Paulo Roberto Elias é professor e pesquisador em ciências da saúde, Mestre em Ciência (M.Sc.) pelo Departamento de Bioquímica, do Instituto de Química da UFRJ, e Ph.D. em Bioquímica, pela Cardiff University, no Reino Unido.