Pixlar och bild

Pixlar och bild

I de föregående kapitlen har ordet ”pixel” nämnts ett flertal gånger. Vad är en pixel egentligen? För att svara på frågan kan vi börja med att se närmare på bilden här ­under. Vilken färg har solen på bilden nedan? Är den gul? Det beror på om du läser den tryckta versionen eller den digitala webbversionen av denna bok. I den tryckta versionen är solen mycket riktigt gul. I den digitala webbversionen är den faktiskt inte gul över­huvudtaget, (även om den ser ut att vara det). Den är röd och grön!

I den digitala webbversionen av denna bok är solen röd/grön.

Pixlar

Det finns flera olika typer av TV-apparater. Grundprincipen för hur de visar bild är dock densamma. Samma princip används också av till exempel datorskärmar och mobiltelefonskärmar. De har en bildpanel som består av ett rutnät av pixlar (eng. pixels, picture elements, sv. bildpunkter) där varje pixel kan lysa med en egen färg. Det gör att mönster kan uppstå när flera pixlar sitter bredvid varandra. Ett rutnät med nio gånger nio pixlar räcker exempelvis utmärkt för att rita en gul sol.

Nio gånger nio pixlar räcker för att rita en gul sol.

Genom att låta bilden bestå av betydligt fler pixlar än 81 stycken går det att skapa bilder som ser verklighetstrogna ut. En Full HD-bild består exempelvis av två miljoner pixlar (1920 pixlar i bredd och 1080 pixlar i höjd). Ju fler pixlar bilden består av, desto mer detaljrik kan den bli.

Delpixlar

Varje pixel består i sin tur av tre delpixlar: en röd, en grön och en blå (RGB). Det är ­genom att kombinera ljuset från dessa tre delpixlar som pixeln kan lysa i alla olika färger. När pixeln exempelvis ska lysa rött så lyser den röda delpixeln med full styrka, medan de två andra delpixlarna (grönt och blått) inte lyser alls.

Färgen röd beskriven med RGB-teknik.

Genom att låta flera delpixlar lysa samtidigt och med olika styrka, kan pixeln lysa med en mängd olika färger. När en bildskärm ska visa den gula solen (från inledningen av detta kapitel) lyser dess pixlar alltså egentligen inte gult utan rött och grönt. När det röda och gröna ljuset kombineras upplever vi det som gult!

Färgen gul beskriven med RGB-teknik.

Pixeln kan också återskapa olika nyanser av grått, genom att låta delpixlarna lysa lika starkt. Ju starkare de lyser, desto ljusare nyans av grått blir det. Om alla delpixlar lyser med full styrka upplever vi pixeln som vit.

Färgen grå beskriven med RGB-teknik.
Färgen vit beskriven med RGB-teknik.

På större TV-apparater går det att med blotta ögat se att färgen vit egentligen är röd, grön och blå. De tre färgerna syns tydligt på närbilden här under som visar en vit bakgrund på en LCD-TV.

Närbild av en LCD-TV som visar något vitt.

Upplösning

På datorskärmar och mobiltelefonskärmar anges upplösningen normalt i antalet pixlar i bredd multiplicerat med antalet pixlar i höjd. Så är inte fallet i TV-sammanhang. Där anges istället antalet horisontella linjer som bilden består av (d.v.s. antalet pixlar i höjdled). Istället för att säga att bilden på solen har upplösningen nio gånger nio pixlar, beskrivs den i TV-sammanhang som att ha upplösningen nio linjer.

Bilden har upplösningen ”nio linjer”.

En analog TV-signal (som fortfarande delvis används i kabel-TV-nät) beskriver inte hur varje enskild pixel ska se ut. Den beskriver hur varje linje ska se ut. Likna det hela vid att du ska rita solen på bilden med hjälp av en vanlig gul överstrykningspenna. Istället för att fylla i de 81 rutorna (9 x 9 pixlar) en efter en skulle du kunna dra nio grova streck (9 linjer). Genom att variera var och hur hårt du trycker ned pennan mot pappret skulle du kunna åstadkomma samma resultat.

Bildproportioner

Skärmar på datorer, mobiltelefoner och surfplattor har många olika proportioner (förhållanden mellan bredd och höjd). TV-skärmar förekommer däremot endast i två proportioner: 4:3 (”fyra-tre”) och 16:9 (”sexton-nio” eller ”widescreen”). 4:3-formatet användes förr i tiden, men sedan ett decennium tillbaka använder nästintill alla nya TV-apparater 16:9-formatet.

Bildproportionerna 4:3 och 16:9

16:9-formatet är i grund och botten en kompromiss som ska passa så bra som ­möjligt för den stora variation av proportioner som videomaterial använder. TV-sändingar ­producerades förr i tiden i 4:3-format, medan de idag produceras i 16:9-format. Stor­filmer produceras sedan flera decennier tillbaka i ännu bredare format: 2,35:1 (även kallat 21:9) och 2,40:1.

Bildproportionerna 16:9 och 2,35:1 (21:9)

Om en storfilm med 2,35:1-format skulle visas på en äldre 4:3-TV (utan att bilden först kapats på sidorna) hade bilden blivit liten med väldigt stora svarta ränder ovanför och under. Det var därför olämpligt att behålla de gamla TV-proportionerna när övergången till HD (high definition, sv. hög upplösning) ändå skulle genomföras.

Film med 2,35:1-proportioner som visas på en 4:3-TV.

Det hade heller inte varit lämpligt att välja 2,35:1 som det nya standardformatet. Detta eftersom allt gammalt TV-material hade blivit pyttelitet på en sådan TV. Philips har visser­ligen lanserat sådana TV-apparater, men de valde att avsluta produktionen av dem 2012.

Film med 4:3-proportioner som visas på en 2,35:1-TV.

16:9-proportionerna blev därför en gyllene medelväg som passar bra för både 4:3- och 2,35:1-material.

16:9-proportionen blev en bra kompromiss.

Genom historien har storfilmer producerats i nästan oändligt många olika propor­tioner. Idag brukar blu-ray-releaser av gamla och nya filmer använda proportioner mellan 2,35:1 som smalast och 2,40:1 som bredast. Det är väldigt liten skillnad mellan dessa två proportioner, och på en vanlig 16:9-TV är den knappt märkbar. I Full HD-sammanhang är det 17 pixlar som skiljer mellan det bredaste och det smalaste. Skillnaden kan däremot märkas på enorma projektordukar.

Vid en närmare undersökning av en films bildstorlek visar det sig ofta att den har upplösningen 1920x800. Även om det är en lägre upplösning än 1920x1080 räknas det som Full HD eftersom det är Full HD med 2,40:1-proportioner.

Bild blir till film

En enskild TV-bildruta är alltså egentligen inget annat än flera linjer av pixlar i varierande färger. Genom att spela upp flera sådana bildrutor efter varandra upplever vi att bilden rör sig. Storfilmer spelas exempelvis oftast in i 24 bildrutor per sekund (FPS, frames per second). Det räcker faktiskt med att bilden uppdateras 24 gånger per sekund för att vi ska uppleva att det som visas faktiskt rör sig. Om bilden däremot endast hade uppdaterats tio gånger per sekund hade vi genomskådat ”bluffen” och tyckt att filmen var ryckig.

Vanliga långfilmer spelas oftast in i 24 bilder per sekund.

24 bildrutor per sekund har länge ansetts vara den perfekta uppdateringsfrekvensen för film. 2012 bestämde regissören Peter Jackson sig för att testa något nytt: han spelade in The Hobbit i 48 bildrutor per sekund. Det är dubbelt så många bildrutor per sekund och tekniken benämns nu HFR (High Frame Rate, sv. hög bildruteuppdateringsfrekvens). Mottagandet av tekniken blev blandat, då vissa gillade det medan andra tyckte att det förstörde filmen. Det återstår att se hur tekniken utvecklas och om de negativa reaktionerna berodde på tekniken i sig eller på att filmproducenterna behövde bli bättre på att hantera den.

Bilduppdatering

Utöver att bilden kan uppdateras många gånger per sekund, kan den också uppdateras på två olika sätt: progressivt (eng. progressive) och med radsprång (eng. interlaced). Det är här som bokstäverna ”p” och ”i” kommer in i bilden. ”P” och ”i” används i benämningar som till exempel 1080p och 1080i. 

Progressiv uppdatering innebär att alla linjer uppdateras efter varandra. Radsprångsuppdatering innebär att endast varannan linje uppdateras i taget. Först uppdateras alla udda linjer och sedan uppdateras alla jämna linjer. Våra standardupplösta TV-sändningar i Sverige består av 576 linjer som uppdateras med radsprång i 50 Hz (samma frekvens som vårt elnät har). Det innebär att halva bilden uppdateras 50 gånger per sekund och att hela bilden därmed uppdateras 25 gånger per sekund.

En bild som har uppdaterats progressivt och med radsprång.
Senast ändrad: 2015-11-17