واژه پیکسل در حیطه لغت از ادغام و مخفف سازی دو واژه Pictures و element ساخته شده است، به این ترتیب که کلمه Pictures تبدیل به Pics شده و از کلمه element نیز تنها بخش آغازین آن یا el باقی مانده است. با ترجمه هر یک از این لغات می‌توان به این نتیجه رسید که پیکسل به معنای عناصر سازنده تصویر است. به عبارت دیگر پیکسل نقطه، بلوک و یا ذراتی هستند که از کنارهم قرار گرفتن آن‌ها، تصویر ساخته می‌شود. اگر با دقت به نمایشگر گوشی، تلویزیون و یا کامپیوتر خود نگاه کنید، می‌توانید این ذرات را مشاهده کنید. همچنین با اعمال بزرگنمایی بر روی تصاویر و یا با نگاه کردن به نمایشگرها از پشت ذره‌بین می‌توان با وضوح بیشتری پیکسل‌ها را مشاهده کرد. در بیان کلی‌تر اگر تصویر را دیواری در نظر بگیریم، پیکسل‌ها، خشت‌های سازنده آن دیوار هستند.
همچنین در سنسور دوربین‌ها، پیکسل‌ها بخش‌های اصلی سنسور هستند که فوتون‌های نور را به تصویر تبدیل می‌کنند. پیکسل‌های بسیاری سطح سنسور را پوشش می‌دهند و در این راستا تعداد زیادی از فوتون‌های نور بازگشتی از تصویر روبروی لنز دوربین در موقعیت‌های مختلفی از سنسور، به ثبت می‌رسند.
چه رابطه‌ای میان تعداد پیکسل‌ها و رزولوشن تصویر است؟
در بیان رزولوشن از اعدادی مانند 1024×768 و یا 800×600 استفاده می‌شود. هرچه این اعداد بزرگ‌تر باشند، رزولوشن تصویر بالاتر و هرچه رزولوشن تصویر بالاتر باشد، مشاهده پیکسل‌ها، سخت‌تر خواهد بود. برای فهم بهتر می‌توان از دنیای هنر فرش که ما ایرانی‌ها کم و بیش با آن آشنا هستیم مثالی زد، در هنر بافت فرش کمیتی با عنوان رج وجود دارد که برای آگاهی از آن برای مثال در فرش‌های بافت تبریز، تعداد گره‌های فرش را در طول ۷ سانتی‌متر می‌شمارند. در رزولوش تصویر نیز کمیتی به نام PPI و یا به عبارت کامل آن Pixel Per Inch وجود دارد که بیانگر تعداد پیکسل‌ها در هر اینچ از تصویر است. هرچه تعداد گره‌ها یا همان رج‌ها در فرش بیشتر باشند، بافت فرش فشرده‌تر و اگر سایر نکات مربوط به بافت نیز به‌خوبی رعایت شده باشد، نقش فرش یکپارچه‌تر خواهد بود، همچنین هرچه تعداد پیکسل‌ها در تصویر بیشتر باشد، تشخیص تک تک این پیکسل‌ها مشکل‌تر و تصویر وضوح کلی بیشتری خواهد داشت. همچنین هرچه فشردگی نخ‌ها و گره‌ها در فرش بیشتر باشد، فرش وزن بیشتری خواهد داشت، در سمت مقابل نیز هرچه رزولوشن یک تصویر بالاتر باشد، تصویر نیز حجم بیشتری خواهد داشت.
اما این اعداد چه معنایی دارند؟ این دو عدد بیانگر تعداد پیکسل‌ها در طول و عرض تصویر است و با ضرب این دو عدد در هم، می‌توان به تعداد پیکسل موجود در صفحه نمایش و یا یک تصویر پی برد. برای مثال در رزولوشن 800×600، تعداد پیکسل‌ها در طول تصویر و یا نمایشگر برابر با ۸۰۰ پیکسل و در عرض تصویر برابر با ۶۰۰ پیکسل است. همچنین با ضرب این دو عدد در هم به عدد ۴۸۰۰۰۰ خواهیم رسید که این عدد بیانگر تعداد تمام پیکسل‌ها در تصویر و یا نمایشگر است.
همانطور که اشاره کردیم، هرچه تعداد پیکسل‌ها در یک تصویر و یا نمایشگر بالاتر باشد، کیفیت تصویر نیز بالاتر خواهد بود. همچنین هرچه کیفیت رزولوشن تصویر بالاتر باشد، می‌توان تصویر را بدون افت کیفیت مشهود کراپ کرد و یا بر روی آن بزرگنمایی اعمال کرد. به همین دلیل است که معمولا هرچه سنسور یک دوربین بزرگ‌تر باشد، می‌توان تصاویر ثبت شده به همراه آن دوربین را در ابعاد بزرگ‌تری چاپ کرد. به عبارت دیگر همانطور که می‌دانیم تصاویر ثبت شده به همراه دوربین‌های فول فریم که سنسور بزرگ‌تری نسبت به دوربین‌های دارای حسگر APS-C دارند، به علت وجود پیکسل‌هایی به مراتب بیشتر، امکان چاپ در ابعاد بزرگ‌تر، نمایش در نمایشگرهای بزرگ و یا آزادی عمل در کراپ تصویر را در اختیار می‌گذارند. همچنین به علت بزرگ‌تر بودن سنسور دوربین‌های مدیوم فرمت و تعداد پیکسل‌های بسیار بیشتر در تصاویر ثبت شده به همراه این دوربین‌ها، امکان چاپ و استفاده از آن‌ها در مقاصد تبلیغاتی مهیاتر است.
آیا اندازه پیکسل‌ها متغیر است؟
اندازه پیکسل‌ها در نمایشگرها و سنسور دوربین‌ها دو مبحث متفاوت است که به آن‌ها خواهیم پرداخت. اندازه سنسورها در نمایشگرها با تغییر رزولوشن متغیر است. به همین دلیل رزولوشن 1024 x 768 در یک نمایشگر ۱۴ اینچی می‌تواند رزولوشن مطلوبی باشد، اما اگر تصویری با این مقدار رزولوشن را روی یک نمایشگر ۶۴ اینچی و یا بر روی پرده سینما به نمایش بگذاریم، اندازه پیکسل‌ها به‌قدری بزرگ خواهند بود که تصویر دچار افت کیفیت خواهد شد. درنتیجه این موضوع، مقدار عددی رزولوشن و کیفیت، رابطه مستقیمی با اندازه نمایشگر دارد.
در سنسور دوربین‌ها نیز پیکسل‌ها در اندازه‌های متفاوتی وجود دارند، به همین دلیل در سنسورهایی با اندازه ثابت، برای مثال قطع APS-C تعداد مگاپیکسل متفاوتی وجود دارد. اما هرچه پیکسل‌های موجود در سنسورها، اندازه کوچک‌تر و یا بزرگ‌تری به همراه داشته باشند، مزایا و معایب مختلفی به همراه خواهند داشت.
هرچه اندازه پیکسل‌های یک سنسور بزرگ‌تر باشند، پیکسل‌های آن سنسور قادر به جذب نور بیشتری خواهند بود، اما در اثر بزرگی پیکسل‌ها، رزولوشن تصاویر ثبت شده به همراه چنین سنسوری کاهش خواهد یافت. چنین سنسوری با پیکسل‌های بزرگ برای تصویربرداری در نور ضعیف عملکرد بهتری به همراه خواهد داشت. در سمت دیگر هرچه پیکسل‌های یک سنسور اندازه کوچک‌تری داشته باشند، رزولوشن افزایش خواهد یافت، اما چنین پیکسل‌هایی در جذب نور قدرت کمتری خواهند داشت. البته طراحی BSI در سنسورها به کمک می‌کند که سنسورهایی که اندازه پیکسل‌های کوچک‌تری دارند، بتوانند در جذب نور قدرت بیشتری به‌همراه داشته باشند.
همچنین با دانستن اندازه پیکسل‌ها در سنسور یک دوربین، می‌توان به اندازه سنسور پی برد. برای مثال اگر در سنسوری با رزولوشن ۱۰۲۴×۱۰۲۴ اندازه هر پیکسل برابر با ۱۶۹ میکرومتر مربع باشد، اندازه سنسور برابر با ۱۳.۳×۱۳.۳ میلی‌متر خواهد بود.
جمع‌بندی
در این متن به تعریف پیکسل در نمایشگر و سنسور دوربین پرداختیم. در نمایشگرها پیکسل‌ها خشت‌های سازنده تصویر و در سنسور دوربین‌ها، پیکسل‌ها ذره‌هایی با قابلیت جذب نور و تبدیل آن به تصویر، هستند. اندازه پیکسل‌ها در نمایشگرها هرچه بزرگ‌تر باشند، کیفیت تصویر کاسته می‌شود، اما در سنسور دوربین‌ها اندازه بزرگ‌تر پیکسل‌ها می‌تواند موجب جذب نور بیشتر و در نتیجه نتیجه بهتر هنگام تصویربرداری در شرایط نوری ضعیف شود. اندازه کوچک‌تر پیکسل‌ها نیز موجب افزایش رزولوشن و ثبت جزئیات بیشتر، اما جذب نور کمتر خواهد شد که موضوع جذب کمتر نور باوجود سنسورهای دارای طراحی BSI قابل حل است. همچنین به این موضوع اشاره کردیم که با دانستن اندازه پیکسل‌های یک سنسور می‌توان ابعاد سنسور را محاسبه کرد، برای مثال اگر سنسوری دارای ۱۰۲۴×۱۰۲۴ پیکسل باشد و اندازه هر پیکسل، ۴۲.۲۵ میکرومتر مربع باشد؛ اندازه سنسور برابر با ۶.۷×۶.۷ میلی‌متر خواهد بود.
