《 數位攝影 基礎概念》Round 1 • 什麼是 像素 ？

像素的數位表示法：

 (R,G,B) 其中 R=0~255, G=0~255, B=0~255

也就是一般的8位元，RGB彩色的像素。其中8位元的意思就是指單一像素可以表現的階調數目。在數位的世界裡面，通常是用二進位為單位。比喻來說，一盞燈只有開或關兩種狀態。但是如果按照順序橫列的八盞燈，就會有 2⁸=256 種排列組合的狀態。為什麼用8位元來表示呢？因為早期電腦的匯流排寬度就是8位元，而當初在定義一些輸出入字元就是以這256個為定義範圍（A~Z 外加數字還有一些特殊符號，表格之類的）。當然現在電腦架構更新飛快，作業系統也都可以接受16位元，32位元甚或64位元的資料。不過因為人眼沒有辦法清楚辨識那樣細圍的差異，所以目前的數位像機或是影像擷取設備頂多就是支援到16位元。而16 位元的影像，就是從最暗到最亮總共有 2¹⁶=65536 個階調，其中 (R,G,B) 的範圍就是0~65535。

 

像素的大小：

這邊所講的並不是實際的尺寸大小（這一部份會在解析度一節裡面深入探討），而是在數位世界裡面，一個像素的資料所佔據的儲存空間。以一個8位元，RGB三色的彩色影像來說，一個像素是由三個數據所組成的。描述紅色光須要 8 bits，綠色跟藍色也各佔據 8 bits，所以一個像素就剛好24bits。以下就幫大家回憶一下計算機概論囉~

1byte = 8bits

一張 8 bits RGB 彩色影像，因為 1 pixel→24bits =3 bytes

所以，一個1200萬像素的影像，在沒有進行運算壓縮的情形下，實際的檔案大小應該為：

12,000,000x3=36,000,000 bytes

除以 1024 （數位檔案裡面的進位是以 2¹⁰=1024 為基準）

=35156.25 KB

再除以 1024

=34.33 MB

 

所以1200萬像素的不壓縮影像檔案大小就應該為34.33MB，數位單眼的RAW檔解開成 tiff 檔也應該接近這個數字。同樣的道理，如果你的像素基本設定更改之後，檔案大小也會更動：

• 一張 16bits RGB 彩色影像，因為1 pixels→48 bits=6 bytes （檔案大小為 8 bits 的兩倍）
  所以同樣1200萬像素的影像，在沒有進行運算壓縮的情形下，實際的檔案大小應該為68.66MB。

• 同理一張 8 bits CMYK 四色彩色影像，1 pixels→8x4=32 bits=4 bytes（因為一顆像素是由CMYK四個數值所組成的，所以檔案大小為 8 bits RGB 的 4/3 倍）
  所以同樣1200萬像素的影像，在沒有進行運算壓縮的情形下，實際的檔案大小應該為45.77MB。

 

早期因為儲存媒體價格居高不下，容量頂多8MB或是16MB，所以這樣大的影像一張記憶卡都不夠用。於是變產生了影像壓縮的運算法，眾所周知最出名的就是.jpg的檔案，一直沿用到現在。不過，這就是另一個大題目了！

 

（算完數學後，後面告訴你像素的紀錄流程！）

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