Warum ist die Einheit der Bildgröße nicht Pixel²?


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Wenn Sie die Fläche eines Rechtecks ​​berechnen, multiplizieren Sie einfach die Höhe und die Breite und erhalten die Einheit im Quadrat zurück. Beispiel: 5 cm * 10 cm = 50 cm²

Wenn Sie dagegen die Größe eines Bilds berechnen, multiplizieren Sie auch die Höhe und die Breite, aber Sie erhalten die Einheit - Pixel - zurück, genau wie es die Einheit der Höhe und Breite war, bevor Sie multiplizieren. Beispiel: Sie berechnen tatsächlich Folgendes: 3840 Pixel * 2160 Pixel = 8294400 Pixel

Was ich erwarten würde, ist: 3840 Pixel * 2160 Pixel = 8294400 Pixel²

Warum wird die Einheit zum Multiplizieren von Pixeln nicht quadriert?


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DW

1
@JLRishe Veröffentlichen Sie Antworten nicht als Kommentare, insbesondere wenn der von Ihnen angesprochene Punkt bereits in den vorhandenen Antworten enthalten ist. Die Frage wurde genau geschützt, um diese Art der Wiederholung zu verhindern.
David Richerby

Antworten:


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Die Breite eines Bildes wird in einem diskreten zweidimensionalen Raum gemessen.

Das Bild ist 3840 Pixel breit. Dies bedeutet, dass es ein horizontales Band von 3840 Pixeln gibt (dies sind jeweils zweidimensionale Bereiche), die den Raum kreuzen. Wir verwenden Pixel nicht als Maßeinheit - wir zählen tatsächlich Dinge, die als Pixel bezeichnet werden.

Wenn wir messen, wie hoch es ist, messen wir 2160 Pixel in einem vertikalen Streifen oben im Bild. Auch hier ist Pixel keine Maßeinheit, sondern eine Sache, die wir zählen.

Wenn Sie ein Gitter mit einer Breite von 3840 und einer Höhe von 2160 nehmen, erhalten Sie 3840 * 2160 davon. Das zählt.

Wir könnten auch das Bild als 3840 pixel_widths breit und 2160 pixel_heights groß, beschreiben und diese ändern Entfernungen . Dann würden wir 3840 * 2160 (pixel_width * pixel_height) Fläche bekommen. Dies ist eine Flächenberechnung.

Diese haben zufällig denselben numerischen Wert, weil pixel_width*pixel_height = pixel_areaund X Pixel eine Fläche von X pixel_area haben.

Ein Unterschied zwischen diesen Berechnungen wird angezeigt, wenn Sie nicht quadratische Pixel haben und rotieren. Etwas, das 10 Pixel_Breiten breit und um 90 Grad gedreht ist, ist möglicherweise nicht 10 Pixel_Höhen hoch. Gleichzeitig soll die Rotation flächenschonend (bis zur Rundung) sein.

Das Verhältnis zwischen Breite und Höhe eines Pixels wird als Seitenverhältnis bezeichnet. CRTs hatten oft ein effektives Seitenverhältnis von 1,11, wenn ich mich richtig erinnere.


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Weil "Pixel" keine Maßeinheit ist: Es ist ein Objekt. So wie eine Wand, die 30 Ziegel breit und 10 Ziegel hoch ist, 300 Ziegel enthält (keine Quadrate), enthält ein Bild, das 30 Pixel breit und 10 Pixel hoch ist, 300 Pixel (keine Quadrate).


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"Pixel" wird häufig als andere Maßeinheiten verwendet und ist mit diesen austauschbar. Das bekannteste Beispiel ist CSS. Die Dimensionsanalyse spielt in diesen Anwendungen keine Rolle, aber wenn dies der Fall wäre, müssten wir wahrscheinlich Pixel² verwenden.
Konrad Rudolph

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Pixel ist bereits ein Maß für eine Fläche (wie Hektar oder Fußballplatz). Sie wird durch den kleinsten steuerbaren Bereich eines Displays definiert. Dieser Bereich ist auf einem Monitor klein und kann auf einer Werbetafel groß sein. Angenommen, ein Pixel ist 2 mm breit und 1 mm hoch -> Pixel = 2 mm ^ 2 Ein Bildschirm von 800 x 600 ist 800 * 2 mm * 600 * 1 mm 960000 mm ^ 2, aber immer 460000 Pixel
Joachim Weiß

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Ich würde sagen, es ist keine eindimensionale Maßeinheit. Jedes Objekt kann als Maßeinheit für eine Größe in seiner eigenen Dimension oder darunter verwendet werden. Pixel sind zweidimensional, daher können wir sie zum Auszählen von Bereichen verwenden (aber auch von Längen, indem wir "so lang wie die Seiten von 1080 Pixeln" abkürzen).
Raphael

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Der London Bus ist auch eine beliebte Einheit für Breite, Höhe, Länge und Volumen, aber niemand würde jemals von einem kubischen Bus sprechen.
Michael Kay

4
@MichaelKay Gewicht statt Volumen. Das Volumen wird in olympischen Schwimmbädern gemessen. :-P
David Richerby

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Ich habe eine andere Antwort als andere: Pixel ist die richtige Einheit für Bereiche, und Sie benötigen eine Dimensionsanalyse. Die Diskrepanz besteht darin, dass das Pixel in "3840 Pixel breit" nicht dieselbe Einheit wie das Pixel in "Das Display hat 8294400 Pixel" ist. Stattdessen ist "Pixel" eine Abkürzung in natürlicher Sprache für verschiedene Einheiten zu verschiedenen Zeiten, und es bedarf eines gewissen Kontexts und Urteils, um die Abkürzung angemessen zu erweitern.

Die nicht abgekürzte Form ist "3840 Pixel-Breite x 2160 Pixel-Höhe = eine Milliarde Pixel-Flächen" (und eine "Pixel-Fläche" ist definitiv gleich "Pixel-Breite * Pixel-Höhe" für rechteckige Pixel).

Es wird häufig davon ausgegangen, dass Pixelbreite und Pixelhöhe gleich sind (wie in der CSS-Diskussion in der anderen Antwort), und auch ohne diese Annahme wird davon ausgegangen, dass Pixel rechteckig sind - und diese Annahmen sind oft, aber nicht immer wahr!


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In der Tat ist die Einheit von Breite und Höhe Pixel , Multiplikation ergibt Pixel : o)
Will Crawford

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@ WillCrawford Sie sind in die Annahme geraten, dass Pixel quadratisch sind! Oder aber Sie wollen nicht den Platz Wurzel. =)
Daniel Wagner

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Pixel sind keine Entfernung oder Fläche an sich. Es sind diskrete Objekte.
Shufflepants

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Schade, dass das so heftig verärgert ist, wenn es einfach falsch ist. Ein Pixel ist ein einzelnes, nicht auflösbares Element eines abgetasteten Bildes. Nicht mehr und nicht weniger. Die Tatsache, dass Pixel, wenn sie physikalisch realisiert werden, wie z. B. LCD-Elemente oder CRT-Farbbalken, eine Fläche oder einen äquivalenten Bildraumwinkel haben, ist zweitrangig. Wenn eine Anzeige K * J Pixel hat, hat die gesamte Anzeige so viele Pixel, aber Sie wissen (noch) nichts über ihre physikalischen Abmessungen. (Ja, ja, Bilder sind zweidimensional, Pixel müssen also zwei Dimensionen haben, es sei denn, du
stehst

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@CarlWitthoft Ich bin nicht sicher, ob ich weiß, mit welchem ​​Teil meiner vorgeschlagenen Antwort Sie nicht genau einverstanden sind. Es ist üblich, dass die Umrechnungsfaktoren zwischen den Einheiten variieren. zB wenn ich 100 Dollar habe, wie viele Euro habe ich? Keine Ahnung, bis ich sie austausche - könnte heute und morgen anders sein. Das Gleiche gilt für Pixelmaße und physikalische Maße: Es stimmt, dass ich nicht weiß, wie viele Quadratzoll ein Pixel ist, aber es ist immer noch sinnvoll, darüber zu sprechen, wie viele Pixel ich habe. Wie auch immer, in keinem Teil dieser Antwort werden physikalische Dimensionen erörtert. Welchen Konflikt haben Ihre Aussagen ausgelöst?
Daniel Wagner

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Ein Pixel ist bereits ein zweidimensionales Objekt

In Ihrem Beispiel geben Sie als Kontrastbeispiel Zentimeter an . Zentimeter sind eine Längeneinheit, die von Natur aus ein eindimensionales Maß ist. Bei der Flächenmessung muss von Quadratzentimetern gesprochen werden , die die Einheit als zweidimensionales Viereck mit rechten Winkeln und gleich langen Seiten = 1 cm definieren. Bei der Erörterung des Volumens sprechen wir dann von Kubikzentimetern , die die Einheit als dreidimensionales, sechsseitiges Prisma mit Quadraten für die Seiten definieren, wobei die Länge jeder Seite = 1 cm ist.

Da ein Pixel ein abstrakter Begriff und keine strenge Maßeinheit ist, ist es sinnvoll, dass es nur als zweidimensionales Objekt existiert. Wenn Sie so etwas wie die Bildschirmauflösung messen, können Sie davon ausgehen, dass die Messung implizite Pixelbreiten enthält . Beispiel: 1920 Pixelbreiten x 1280 Pixelbreiten

Interessanterweise gibt es ein dreidimensionales Pixel namens Voxel , das als dreidimensionales Prisma mit einem Pixel für jede Fläche definiert ist.

@KlaymenDK Hatte eine tolle Anmerkung, nämlich dass Pixel so abstrakt und kontextsensitiv sind, dass sie nicht unbedingt quadratisch sind. Dies schiebt ihre Klasse weiter von der Maßeinheit in das Gebiet der Objektzählung.


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Ich denke wirklich, dass dies die maßgebliche Antwort ist: Pixel sind zweidimensional. Beachten Sie auch, dass Pixel historisch und aktuell nicht immer quadratisch sind - oder sogar auf Einheitsebene identisch sind (z. B. verwirren PenTile-Anzeigen, was ein einzelnes Pixel wirklich ist).
KlaymenDK

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Pixel sind kein "abstrakter Begriff", sie sind ein physisches Objekt. Zentimeter und andere Maßeinheiten sind das abstrakte Konzept.
Stephen Ostermiller

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@StephenOstermiller das ist falsch. Zentimeter haben eine feste physikalische Definition als 1/100 eines Meters. Ein Meter ist definiert als die Länge des Weges, den das Licht im Vakuum in 1 / 299,792,458stel Sekunde zurücklegt. Ursprünglich sollte es ein Zehntausendstel der Entfernung zwischen dem Nordpol und dem Äquator darstellen, aber dies war schwer einzuschätzen. Im Gegensatz dazu haben die Pixel auf meinem aktuellen Bildschirm eine andere Größe UND Form als die Pixel auf meinem Telefon. Software interpretiert sie und Hardware überträgt sie in eine lokale Umgebung. Zentimeter sind ein physikalischer Standard, Pixel sind abstrakt.
Skoddie

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"Physisch" bedeutet etwas, das tatsächlich vorhanden ist und das Sie sehen können. Es bedeutet nicht "Standard". Es wäre genauer zu sagen, "Da Pixel in der Größe variieren und keine strikte Maßeinheit sind ..."
Stephen Ostermiller

3
@StephenOstermiller Dies ist eine Frage der Semantik. Ein Softwareentwickler interpretiert ein Pixel häufig als abstrakter als ein Zentimeter, da die Messung des einen bekannt ist, während die des anderen je nach Gerät variiert. Die korrekte Verwendung der Sprache hängt von der Perspektive des Einzelnen ab und ich habe die Antwort selbst geschrieben.
Skoddie

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Wie andere gesagt haben, weil Pixel ein Objekt ist. Wenn Sie in Einheiten denken möchten, ist die Gleichung technisch 3840 pixel-heights * 2160 pixel-widths = 8294400 pixels(wobei Sie sich ein Pixel als vorstellen können 1 pixel-height * 1 pixel-width).


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Ich denke, die 'Brick Wall'-Analogie ist die beste - niemand benutzt K * J Bricks ^ 2, um eine Mauer zu bauen :-)
Carl Witthoft

@CarlWitthoft das stimmt, und ich stimme zu, dass Analogie besser ist, aber wenn jemand in Einheiten denken möchte, ist es hilfreich zu erkennen, dass "10 Pixel hoch" wirklich eine Abkürzung für etwas wie10*(1 pixel-height)
reffu

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Pixel sind schwach typisierte Einheiten. So wie 1ein " Pixel " in eine Ganzzahl, einen Gleitkommawert oder eine Zeichenfolge in einer schwach typisierten Sprache gezwungen werden kann , wird ein " Pixel " in eine im Kontext sinnvolle Einheit gezwungen.

Wenn wir die Einheit stärker eingeben würden, hätten wir wahrscheinlich mehrere:

  1. Pixelbreite;

  2. Pixelhöhe;

  3. Pixeldiagonale; und

  4. Pixel-Bereich.

[Pixel-Bereich]=[Pixel-Seite]2,

Die Sache ist nur, dass, wenn wir von Bildgröße sprechen, ein " Pixel " dazu gedacht ist, in einen Pixelbereich gezwungen zu werden , nicht in eine Pixelseite .

Hinweis: Pixel sind Einheiten

Eine Einheit ist buchstäblich alles, was wir verwenden, um Messungen auszudrücken. Sicher, Pixel sind Objekte, aber auch andere Einheiten - da gibt es keinen Konflikt. In den USA messen wir beispielsweise immer noch Längen in Fuß .

Objektdefinierte Maßeinheiten waren die historische Norm, daher sind Pixel keine ungewöhnlichen objektdefinierten Einheiten. Es gibt jedoch offensichtliche Mängel bei solchen Definitionen, weshalb in der jüngeren Geschichte Anstrengungen zur Standardisierung unternommen wurden. Zum Beispiel sind Füße jetzt formeller definiert als die Fußlänge einer Person.

Das gleiche passiert mit der Pixeleinheit :

Ein geräteunabhängiges Pixel (auch: dichteunabhängiges Pixel , dip , dp ) ist eine physikalische Maßeinheit, die auf einem von einem Computer gehaltenen Koordinatensystem basiert und eine Abstraktion eines Pixels zur Verwendung durch eine Anwendung darstellt, die ein zugrunde liegendes System dann konvertiert auf physikalische Pixel.

- "Geräteunabhängiges Pixel" , Wikipedia


1
Aber der Fuß (wie er für lineare Messungen verwendet wird) ist kein Objekt! Es ist definiert als ein Bruchteil eines Messgeräts und das Messgerät wird in Bezug auf die Wellenlänge des Lichts definiert. In Großbritannien ist der Fuß seit über tausend Jahren offiziell in Bezug auf eine Referenzstange definiert worden, und alle Längen der tatsächlichen Füße waren nur eine lokale Annäherung. Ebenso definierten die alten Griechen den Fuß unabhängig von tatsächlichen Füßen.
David Richerby

1
@DavidRicherby Sie wurden in Bezug auf die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum neu definiert (die Wellenlänge des Lichts variiert, z. B. hat blaues Licht eine andere Wellenlänge als rotes Licht), aber die ursprünglichen Definitionen basierten nur auf der Verwendung. Leute, die lange vor der modernen Standardisierung Längen ausdrücken mussten, konnten die Dinge in Körperteilen, Schritten, üblichen Objekten wie Gerstenkörnern (um eine zufällige Definition von " Zoll " aus Wikipedia zu erhalten) usw. ausdrücken . Maßeinheiten und Zählobjekte sind keine getrennten Konzepte; Der Begriff " Länge " selbst ist im Grunde genommen eine Verkettung von Dingen.
Nat

@DavidRicherby Hah ich habe Wikipedia überprüft; Sie haben Recht, sie haben einen " Meter " in Bezug auf eine bestimmte Art von Lichtwellenlänge von 1960 bis 1983 definiert! Eigentlich macht es Spaß, die Geschichte dieses Zeugs nachzulesen.
Nat

Nun, eigentlich habe ich mich fälschlicherweise auf die aktuelle Definition bezogen! Ich habe es mit der Sekunde verwechselt, die als feste Anzahl von Zyklen einer bestimmten Lichtfrequenz definiert ist. Wie auch immer, der allgemeine Punkt steht fest: Der Zähler ist in Bezug auf eine Eigenschaft des Lichts definiert.
David Richerby

6

Möglicherweise möchten Sie dies auf eine andere Weise betrachten:

3840pXsceinnlichne×2160sceinnlichne=8294400pX.

Das heißt, Pixel werden wie zweidimensionale Objekte behandelt, ähnlich wie Ziegelsteine ​​in einer Wand, und sie werden einfach entlang der Breite und Höhe der Anzeige gezählt.


Welche neuen Erkenntnisse bringt diese Antwort, die noch nicht gesagt wurde? In mehreren Antworten wurde bereits darauf hingewiesen, dass Pixel einzelne Objekte sind, die meistens bereits die Dimension 2 haben.
Diskrete Eidechse

4
Einfach: Scanline wird als Einheit hinzugefügt, die sich dennoch gut für die Dimensionsanalyse eignet.
Ruslan

Ich dachte, das Scanline-Bit füge neue, relevante und nützliche Informationen hinzu. Das ist für mich viel sinnvoller als die Ziegelmauer-Analogie.
Frieden außerhalb

3

Ein Pixel auf einem Bildschirm ist wie ein Block in Ihrer Stadt. Sie sagen nicht, dass ich die Häuser auf diesem Stadtblock liebe², da Block per Definition selbst der Platz ist, nicht die Seite des Platzes.


2

Pixel sind eine diskrete Einheit, deren Anzahl Sie wissen möchten. Praktisch ist es, als würde man Kartoffeln in mehreren Beuteln zählen. Verwenden Sie die andere Länge als einfache Zahl, z. 1600 * 900 Pixel, jedoch nicht 1600 * 900 Pixel. Wenn Sie eine Zahl ohne Einheit lassen, erhalten Sie Pixel wie erwartet (anstelle des Quadrat-Pixels) und dies ist mathematisch korrekt.


1

Technisch gesehen ist ein Pixel keine Maßeinheit. Beim optischen Design werden Pixel im Bogenmaß gemessen. In der Photogrammetrie, insbesondere bei der Innenorientierung, werden Pixel in Millimetern gemessen. Wenn Sie beispielsweise einen Sensor mit 5-Mikrometer-Pixeln haben und von einer 1000 Pixel breiten Pixelreihe sprechen, sind diese Pixel nicht 5 mm breit und nicht 1 mm oder 0 mm hoch. Sie sind 0,005 mm groß. Pixel sind von Natur aus zweidimensional. Wenn Sie tonale Informationen einfügen, sind die Pixel tatsächlich dreidimensional. Pixel der 4., 5. oder 6. Dimension sind natürlich Voxel. Im Bereich der Hyperstacks wird jede n-te Dimension definiert und kann über jede Dimension in ihre konstituierenden Pixel zerlegt werden.

Um dies genauer zu überlegen (Wortspiel beabsichtigt): Wenn Sie eine Aschenblockwand haben und die Blöcke 9 x 18 Zoll groß sind, ist eine 10 x 10-Blockwand 90 x 180 Zoll groß oder 10 Blöcke breit und 10 Blöcke hoch. Ich nehme an, wenn Sie eine 1000x1000-Blockwand hätten, könnten Sie sagen, dass Sie einen Megablock hätten, aber dann müsste es eine base2 / base10-Debatte geben.

Unterm Strich können diese Pixeldimensionen beim Speichern in einer Bilddatei zweckmäßige Ganzzahlen sein, aber in der realen Welt kann ein einzelnes Pixel eine beliebige Anzahl von Dimensionen größer als 2 und Größen beliebiger Genauigkeit aufweisen.


-2

Es passiert, wenn Sie Einheiten multiplizieren. Pixel ist keine Einheit. Sie können dies mit Pixel pro Zoll usw. tun, aber nicht nur mit dem Pixel.


-2

Wenn Sie zusätzlich zu den vorhandenen (richtigen) Antworten Pixel als Objekt (mikroskopisch) betrachten und deren Anzahl messen (z. B. in einem Sensor), wäre eine mögliche Einheit aus SI- und physikalischer Sicht ein Mol . Die Größe der Einheit ist jedoch sehr unpraktisch, die aktuellen Auflösungen sind weit davon entfernt und es gibt keinen Zusammenhang mit der Chemie, so dass die Verwendung von Molen eher sinnlos wäre (abgesehen von humorvollem Gebrauch).

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