مقدمه مفهومی پیکسل که از ترکیب دو کلمه Picture و Element تشکیل شده است، کوچکترین جزء قابل تشخیص در یک تصویر دیجیتال محسوب می شود. هر پیکسل حاوی اطلاعات رنگ و شدت نور است که در کنار پیکسل های دیگر، تصویر نهایی را تشکیل می دهند. در نمایشگرها، هر پیکسل از سه زیرپیکسل قرمز، سبز و آبی (RGB) تشکیل شده که با ترکیب شدت نور این سه رنگ، میلیون ها رنگ مختلف ایجاد می شود. دقت و وضوح تصاویر دیجیتال مستقیماً به تعداد و تراکم پیکسل ها بستگی دارد. کاربرد در فناوری اطلاعات پیکسل ها در تمام جنبه های گرافیک دیجیتال کاربرد دارند: 1. نمایش تصاویر در مانیتورها و تلویزیون ها 2. پردازش تصویر و بینایی ماشین 3. طراحی رابط های کاربری 4. چاپ دیجیتال 5. عکاسی دیجیتال 6. واقعیت مجازی و افزوده 7. سیستم های تشخیص تصویر. درک مفهوم پیکسل برای کار با هر سیستم دیجیتالی که با تصویر سروکار دارد ضروری است. مثال های کاربردی 1. نمایش متن و تصاویر در صفحه گوشی های هوشمند 2. پردازش تصاویر پزشکی در سیستم های تشخیص 3. طراحی بازی های کامپیوتری 4. سیستم های نظارت تصویری 5. چاپ عکس با کیفیت بالا 6. اسکن اسناد 7. طراحی وب و اپلیکیشن های موبایل نقش در معماری سیستم ها در معماری سیستم های گرافیکی، پیکسل ها پایه ای ترین عنصر پردازش هستند. کارت های گرافیک برای پردازش و رندرینگ میلیون ها پیکسل بهینه سازی شده اند. در سیستم های نمایش، کنترلرهای پیکسل، اطلاعات رنگ را به زیرپیکسل ها منتقل می کنند. در پردازش تصویر، الگوریتم های مختلف بر مبنای دستکاری پیکسل ها عمل می کنند. در فشرده سازی تصاویر، تکنیک های مختلفی برای کاهش حجم اطلاعات پیکسل ها استفاده می شود. تاریخچه و تکامل مفهوم پیکسل به دهه 1950 و توسعه اولین نمایشگرهای کامپیوتری بازمی گردد. در دهه 1960، مفهوم پیکسل در سیستم های راداری و فضایی استفاده شد. در دهه 1970 با ظهور نمایشگرهای رنگی، مدل RGB استاندارد شد. در دهه 1990، تراکم پیکسل ها در نمایشگرها به طور چشمگیری افزایش یافت. امروزه با ظهور نمایشگرهای 4K و 8K، تعداد پیکسل ها در صفحه به چند ده میلیون رسیده است. در سال های اخیر، فناوری هایی مانند نمایشگرهای میکروLED تحول جدیدی در کیفیت پیکسل ها ایجاد کرده اند. تفاوت با واژگان مشابه پیکسل با وکتور (Vector) متفاوت است: پیکسل ها تصاویر را به صورت نقشه بیتی (Bitmap) ذخیره می کنند، در حالی که گرافیک های وکتوری از معادلات ریاضی برای توصیف تصاویر استفاده می کنند. همچنین پیکسل با Voxel (حجم پیکسل) تفاوت دارد که برای نمایش سه بعدی استفاده می شود. پیکسل ها دو بعدی هستند در حالی که Voxel ها سه بعدی هستند. پیاده سازی در فناوری ها در زبان های برنامه نویسی: پایتون (کتابخانه Pillow)، جاوا (کلاس BufferedImage)، سی شارپ (کلاس Bitmap). در پردازش تصویر: OpenCV، Photoshop API. در توسعه وب: تگ Canvas در HTML5. در بازی سازی: موتورهای Unity و Unreal. در سیستم های تعبیه شده: کتابخانه های نمایشگرهای LCD و OLED. چالش های رایج 1. محدودیت تفکیک پذیری (Resolution) 2. مشکلات نمایش در اندازه های مختلف (Responsive) 3. مصنوعات فشرده سازی (Compression Artifacts) 4. محدودیت های رنگ (Color Depth) 5. نیاز به پردازش زیاد در تصاویر با وضوح بالا 6. مشکلات هماهنگی رنگ بین دستگاه های مختلف کاربرد در فناوری های نوین در نمایشگرهای انعطاف پذیر، پیکسل ها باید در شرایط خمش پایدار بمانند. در واقعیت مجازی، تراکم پیکسل بسیار بالا (PPI) برای جلوگیری از اثر Screen Door ضروری است. در دوربین های دیجیتال پیشرفته، تکنولوژی هایی مانند پیکسل های Binning برای بهبود کیفیت در نور کم استفاده می شود. در سیستم های بینایی ماشین، پردازش هوشمند پیکسل ها امکان تشخیص اشیا را فراهم می کند. نتیجه گیری پیکسل به عنوان بنیادی ترین عنصر تصاویر دیجیتال، نقش کلیدی در فناوری های تصویری ایفا می کند. با پیشرفت فناوری های نمایش و پردازش تصویر، درک عمیق تر از ویژگی ها و رفتار پیکسل ها ضروری شده است. آینده فناوری های تصویری به توسعه های جدید در زمینه پیکسل های هوشمند، انعطاف پذیر و پرتراکم وابسته است.
