Piksler og bilde

Hva er egentlig en piksel? For å svare på dette spørsmålet skal vi i første omgang se nærmere på bildet nedenfor. Hvilken farge er det på solen i bildet nedenfor? Er den gul? Det avhenger av om du leser den trykte versjonen eller den digitale nettversjonen av denne boken. I den trykte versjonen er solen ganske riktig gul. I den digitale nettversjonen er den faktisk ikke gul i det hele tatt (selv om den ser ut til å være det). Den er rød og grønn!

I den digitale nettversjonen av denne boken er solen rød/grønn.

Det finnes flere ulike typer TV-apparater. Grunnprinsippet for hvordan de viser bilder, er imidlertid det samme. Det samme prinsippet ligger også til grunn for for eksempel dataskjermer og mobiltelefonskjermer. Slike skjermer har et bildepanel som består av et pikselrutenett (engelsk: pixels, picture elements; norsk: piksler), der hver piksel kan lyse med en egen farge. Dette betyr at flere piksler ved siden av hverandre kan danne et mønster. Et rutenett som består av 9 x 9 piksler, er for eksempel nok til å danne en gul sol.

9 x 9 piksler er nok til å danne en gul sol.

Ved å la bildet bestå av betydelig flere piksler enn 81 stykker kan man skape bilder som ser virkelighetstro ut. Et bilde i Full HD består for eksempel av 2 millioner piksler (1920 piksler i bredden og 1080 piksler i høyden). Jo flere piksler bildet består av, desto mer detaljrikt kan det bli.

Hver piksel består av tre delpiksler: en rød, en grønn og en blå (RGB). Det er ved å kombinere lyset fra disse tre delpikslene at pikselen kan lyse i alle ulike farger. Når pikselen for eksempel skal lyse rødt, lyser den røde delpikselen med full styrke, mens de andre to delpikslene (grønn og blå) ikke lyser i det hele tatt.

Fargen rød beskrevet med RGB-teknologi.

Ved å la flere delpiksler lyse samtidig og med ulik styrke, kan pikselen lyse med en mengde ulike farger. Når den gule solen (fra begynnelsen av dette kapittelet) skal vises på en dataskjerm, lyser pikslene med andre ord ikke gult, men rødt og grønt. Når det røde og grønne lyset kombineres, opplever vi det som gult!

Pikselen kan også gjengi ulike gråtoner ved å la delpikslene lyse like sterkt. Jo sterkere de lyser, desto lysere blir gråtonene som gjengis. Hvis alle delpikslene lyser med full styrke, opplever vi pikselen som hvit.

Fargen grå beskrevet med RGB-teknologi.

Fargen hvit beskrevet med RGB-teknologi.

På større TV-apparater er det mulig å se med det blotte øye at fargen hvit faktisk består av rødt, grønt og blått. De tre fargene kan tydelig sees i nærbildet nedenfor, som viser en hvit bakgrunn på en LCD-TV.

Nærbilde av en LCD-TV som viser noe hvitt.

På dataskjermer og mobiltelefonskjermer angis oppløsningen vanligvis i antall piksler i bredden ganget med antall piksler i høyden. Dette er ikke tilfelle i TV-sammenheng. Der angis i stedet antallet horisontale linjer som bildet består av (dvs. antall piksler i høyden). I stedet for å si at bildet av solen har en oppløsning på 9 x 9 piksler, vil man i TV-sammenheng si at bildet har en oppløsning på 9 linjer.

Bildet har en oppløsning på "9 linjer".

Et analogt TV-signal (som fortsatt delvis er i bruk i kabel-TV-nettverk) beskriver ikke hvordan hver piksel skal se ut. Det beskriver hvordan hver linje skal se ut. Det kan sammenlignes med at du tegner solen på bildet ved hjelp av en vanlig, gul merkepenn. I stedet for å fylle ut de 81 rutene (9 x 9 piksler) én etter én, kan du lage ni grove streker (9 linjer). Ved å variere hvor og hvor hardt du trykker pennen mot papiret, skal du kunne oppnå samme resultat.

Skjermer på datamaskiner, mobiltelefoner og nettbrett har mange ulike størrelsesforhold (forholdet mellom bredde og høyde). TV-skjermer har derimot bare to størrelsesforhold: 4:3 ("fire-tre") og 16:9 ("seksten-ni" eller "bredskjerm"). 4:3-formatet ble brukt før i tiden, men siden ti år tilbake bruker nesten alle nye TV-apparater 16:9-formatet.

Størrelsesforhold 16:9 og 4:3.

16:9-formatet er i utgangspunktet et kompromiss som burde passe så godt som mulig for det store utvalget av størrelsesforhold som benyttes i videomateriale. TV-sendinger ble før i tiden produsert i 4:3-format, mens de i dag produseres i 16:9-format. Filmer produseres siden flere tiår tilbake i et enda bredere format: 2,35:1 (kalles også 21:9) og 2,40:1..

Størrelsesforhold 16:9 og 2,35:1 (21:9)

Hvis en film i 2,35:1-format vises på en eldre 4:3-TV (uten at bildet først kuttes av på sidene), vil bildet bli lite og det vil vises svært store, svarte striper over og under bildet. Det var derfor upraktisk å beholde de gamle TV-størrelsesforholdene når overgangen til HD (engelsk: high definition; norsk: høy oppløsning) først skulle implementeres.

Film med 2,35:1-størrelsesforhold som vises på en 4:3-TV.

Det ville heller ikke ha vært praktisk å velge 2,35:1 som nytt standardformat. Dette skyldes at alt gammelt TV-materiale hadde blitt knøttlite på slike TVer. Philips introduserte faktisk slike apparater, men valgte å avslutte produksjonen av dem i 2012. 

Film med 4:3-størrelsesforhold som vises på en 2,35:1-TV.

16:9-størrelsesforholdet ble derfor en gyllen middelvei som egner seg både for 4:3- og 2,35:1-materiale.

16:9-størrelsesforholdet var et godt kompromiss.

Filmer har opp gjennom tidene blitt produsert i nærmest uendelig mange ulike størrelses­forhold. I Blu-ray-utgivelser av gamle og nye filmer bruker man i dag vanligvis størrelses­forhold mellom 2,35:1 som smalest og 2,40:1 som bredest. Det er svært liten forskjell mellom disse to størrelsesforholdene, og på en vanlig 16:9-TV er den knapt merkbar. I Full HD-sammenheng er det 17 piksler som skiller mellom det bredeste og det smaleste. Forskjellen kan derimot merkes på store projektorlerreter.

Ved nærmere undersøkelse av en films bildestørrelse viser det seg ofte at den har en oppløsning på 1920 x 800. Selv om oppløsningen er lavere enn 1920 x 1080, regnes den som Full HD ettersom den er Full HD med 2,40:1-størrelsesforhold.

En enkelt bilderute på en TV er dermed i bunn og grunn ikke noe annet enn flere linjer med piksler i varierende farger. Ved å spille av flere slike bilderuter etter hverandre opplever vi at bildet beveger seg. Filmer spilles for eksempel ofte inn med 24 bilderuter per sekund (FPS, frames per second). Det holder faktisk at bildet oppdateres 24 ganger per sekund for at vi skal oppleve at det som vises, faktisk beveger seg. Hvis bildet på den annen side bare hadde blitt oppdatert 10 ganger per sekund, ville vi ha gjennomskuet "bløffen" og syntes at filmavspillingen var rykkvis.

Vanlige langfilmer spilles som oftest inn med 24 bilder per sekund.

24 bilderuter per sekund har lenge vært ansett som den beste oppdateringsfrekvensen for filmer. I 2012 bestemte regissøren Peter Jackson seg for å teste noe nytt: Han spilte inn Hobbiten med 48 bilderuter per sekund. Det er dobbelt så mange bilderuter per sekund, og teknologien kalles nå HFR (High Frame Rate; norsk: høy bildefrekvens). Teknologien fikk blandet mottakelse. Enkelte likte den, mens andre syntes at den ødela filmen. Det gjenstår å se hvordan teknologien utvikler seg og om de negative reaksjonene skyldtes teknologien i seg selv eller om filmprodusentene ganske enkelt må bli bedre på å håndtere den.

I tillegg til at bildet kan oppdateres mange ganger per sekund, kan det også oppdateres på to ulike måter: progressivt (engelsk: progressive) og med linjefletting (engelsk: interlaced). Det er her bokstavene "p" og "i" kommer inn i bildet. "p" og "i" brukes i benevnelser som 1080p og 1080i.

Progressiv oppdatering betyr at alle linjene oppdateres etter hverandre. Oppdatering med linjefletting betyr at bare annenhver linje oppdateres om gangen. Først oppdateres alle oddetallslinjene og deretter oppdateres alle partallslinjene. TV-sendinger med standardoppløsning i Norden består av 576 linjer som oppdateres med linjefletting i 50 Hz (samme frekvens som elektrisitetsnettet vårt har). Dette betyr at halve bildet oppdateres 50 ganger per sekund, og at hele bildet dermed oppdateres 25 ganger per sekund.

Et bilde som er blitt oppdatert progressivt og med linjefletting.