Пи́ксельная гра́фика (от англ. pixel — сокращение от pix element, рус. растровая графика, или точечная) — форма цифрового изображения, созданного на компьютере с помощью растрового графического редактора, где изображение редактируется на уровне пикселей (точек), а разрешениеизображения настолько мало, что отдельные пиксели чётко видны. На старых (или на неполнофункциональных) компьютерах, в играх для Game Boy, играх для старых игровых приставок и многих играх для мобильных телефонов в основном используется пиксельная графика, так как это единственный способ сделать чётким небольшое изображение при малом разрешении экранов, характерном для этих устройств.

Распространено заблуждение, что любой рисунок или эскиз, сделанные с использованием растровых редакторов — пиксельная графика. Это неверно, «пиксельное» изображение отличается от «непиксельного» технологией — ручным редактированием рисунка пиксель за пикселем. Поэтому пиксельный рисунок отличается от других видов компьютерного искусства небольшими размерами, ограниченной цветовой палитрой и (как правило) отсутствиемсглаживания.

Пиксельная графика использует лишь простейшие инструменты растровых графических редакторов, такие как «карандаш», «прямая» или «заливка». Поэтому встречаются шедевры пиксельной графики, сделанные в Microsoft Paint и других неполнофункциональных редакторах.

В любом случае, использование инструментов, не работающих с отдельными пикселями (например, «Кисть») и автоматических фильтров (таких, как сглаживание) считается неприемлемым в «настоящем» искусстве пиксельной графики — такие инструменты добавляют новые пиксели автоматически, нарушая аккуратное ручное размещение. «Правилом хорошего тона» считается использовать минимальное число цветов; в идеале — стандартные 16 цветов, доступные на подавляющем большинстве видеоподсистем, даже самых ранних: в них три бита кодируютсигналы R,G,B и четвёртый бит кодирует яркость.

Пиксельная графика напоминает некоторые классические виды изобразительных искусств, такие как вышивка крестиком, мозаика и вышивка бисером — так как рисунок складывается из небольших цветных элементов, аналогичных пикселям современных мониторов.

Достоинства

• Один из самых простых в изучении стилей компьютерного искусства (простую пиксельную картинку можно нарисовать, даже не имея особых художественных способностей).

• Естественный выбор на ограниченных палитрах и сверхнизких разрешениях, где важен каждый пиксель.

• Требует мало памяти за счёт применения палитровых форматов с небольшим количеством цветов.

• Даже при очень плохой цветопередаче пиксельный рисунок не теряет выразительности.

• Хорошо выглядит на экранах с чёткими границами пикселей (наподобие ЖК).

Недостатки

• В эпоху hicolor-мониторов и видеосопроцессоров с аппаратным альфа-смешиванием выразительнее смотрятся другие стили (хоть на низких разрешениях всё равно приходится выравнивать линии по пикселям).

• Плохо переносит автоматическое масштабирование (при изменении разрешения картинку требуется перерисовывать). На современных ПК с ЖК-мониторами игры с пиксельной графикой запускают, как правило, в окне.

• На некачественных мониторах (чересстрочные ЭЛТ, некоторые ЖК с аналоговым входом) «сетчатое тонирование» (см. ниже) может мерцать.

 

Методы рисования

 

Рисование обычно начинают с эскиза, который состоит из основных линий и определяет характер того, что художник намеревается изобразить. Его можно получить путём обводки отсканированного рисунка, и довольно часто ими делятся другие художники. Существуют и другие методы, некоторые из которых напоминают обычное рисование.

Ограниченная палитра требует использования размытия для получения различных цветов и оттенков, но из-за особенностей пиксельной графики делается это только вручную. Иногда можно встретить даже сглаживание «ручной работы» — в том числе с альфа-каналом формата PNG, что позволяет наложить изображение на любой фон.

Вот несколько примеров использования вышеупомянутых техник:

1. Основная форма размытия — «сетчатое тонирование» или дизеринг — два цвета в виде «шахматки» из пикселей 2×2. Изменение плотности каждого цвета позволяет получать полутона. Также «шахматки» из пикселей 2×2 позволяют создавать иллюзию большого количества оттенков.

2. Стилизованное размытие с беспорядочно рассеянными квадратами из пикселей 2×2 позволяет добиться необычных эффектов. Ещё могут использоваться небольшие круги.

3. Сглаживание (англ. Anti-aliasing) — нарисованное вручную с использованием эффекта сглаживания.

 

Хранение

Файл GIF (318 байт).

Файл PNG (258 байт).

Файл JPEG (706 байт).

Пиксельную графику обычно сохраняют в форматах «без потерь», то есть в тех, которые могут сохранить каждый пиксель изображения без потери точности. Поскольку отдельных цветов в пиксельном рисунке мало, часто используют палитровые форматы. PNG и GIF — примеры форматов, которые отвечают этим требованиям и при этом экономят дисковое пространство.

Пиксельную графику стараются не сохранять в формате JPEG, так как сжатие «с потерями» не подходит для элементов пиксельного рисунка, даже если сжатие минимально. Алгоритм сжатия JPEG может вызвать серьёзное искажение первоначального вида пиксельного рисунка из-за того, что может менять цвета отдельных пикселей. По размеру же JPEG-файлы с такими рисунками получаются даже больше, чем сохранённые в GIF или PNG. BMP и другие форматы без сжатия используются довольно редко: палитровые форматы со сжатием без потерь (GIF, PNG-8) дают меньший размер файла, не приводя к потерям качества.

Классификация

Изомет­рическая

Плоская

Плоская пиксельная графика подразумевает вид спереди, сверху или сбоку.

Изометрическая пиксельная графика рисуется в проекции, близкой кизометрической. Примеры можно увидеть в играх, которые отображают трёхмерное пространство, не используя при этом трёхмерной обработки. Технически в изометрии углы должны быть 30° от горизонтали, но при этом линии в пиксельной графике выглядят неровными. Чтобы устранить этот эффект, выбираются линии с отношением пикселей 1:2, а угол при этом составляет 26,565° (арктангенс от 0,5).

Реже встречаются другие проекции — диметрическая или перспективная.

История

Термин pixel art был впервые использован Адель Голдберт и Робертом Флегалом из Исследовательского центра Пало-Альто корпорации «Xerox» в 1982 году. Хотя сама графика использовалась ещё за 10 лет до этого в программе Ричарда Шоупа, в Xerox PARC и т. п.

Пиксельная графика широко применялась в 1980-е годы на компьютерах и приставках с ограниченными палитрами. Появление изменяемых 256-цветных палитр положило конец засилью пиксельного рисунка в играх; с тотальным распространением true color пиксельный рисунок был потеснён и с рабочих столов ОС.

Тем не менее, на портативных устройствах (мобильные телефоны, PSP и Nintendo DS) пиксельный рисунок широко распространён и по сей день. Иногда пиксельная графика используется в рекламных баннерах.

Современная пиксельная графика используется как ответная реакция любителей игр/рисунков на преобладание трёхмерной графики. Некоторые энтузиасты используют её как подражание прошлому. А другие считают, что она возрождает традиции приставочных игр второго и третьего поколения, в которых графика уже стала выглядеть эстетично.

Значки для операционных систем с ограниченными функциями отображения тоже представляют собой пиксельную графику. В Windows значки «рабочего стола» — это растровые изображения различных размеров, наименьшие из которых иногда не просто уменьшенные варианты, а самостоятельные образчики пиксельной графики. На «рабочих столах» GNOME и KDE изображения представлены прежде всего SVG, но и они содержат пиксельную графику в PNGдля небольших размеров, таких как 16×16 и 24×24. Другим применением на современных компьютерах являются значки для сайтов и различных списков предпочтений (англ. favicon).

Сообщества

В интернете существует много сообществ, посвящённых пиксельной графике. Художники публикуют свои творения, надеясь получить конструктивную критику и отзывы, чтобы улучшить свои навыки. Проводятся пиксельные состязания, в которых игроки должны создать один из квадратных или шестиугольных элементов большой картинки, при этом максимально усложнив жизнь тем, кто будет рисовать соседние элементы.

Иногда ставятся задачи рисования «на тему», в которых художники создают свои работы по заданному шаблону или по определённой тематике. Некоторые такие работы могут затем объединяться в одну большую картину.

Алгоритмы автоматического масштабирования

 

Пиксельная графика плохо переносит изменение размера; при переходе на другое разрешение её приходится перерисовывать. Обычные алгоритмы масштабирования наподобие билинейной и бикубической интерполяции предназначены для фотографий и совершенно непригодны для пиксельного рисунка — картинка становится размытой. Впрочем, существуют алгоритмы, повышающие чёткость графики на высоких разрешениях. Современные компьютеры могут исполнять эти алгоритмы даже в реальном времени.

Увеличение в целое число раз

 

Простейший алгоритм, пригодный для увеличения в 2, 3 и т. д. раз — «ближайший сосед». Некоторые из алгоритмов, которые автоматически добавляют картинке деталей:

• EPx (Scale2x) — Eric’s Pixel Expansion

• Scale3x

• SaI — Scaling and Interpolation

• Eagle ; SuperEagle

• Hq2x, Hq3x, Hq4x

• Vector Scaling

С нецелыми коэффициентами

Для реализации спецэффектов, когда конкретный кадр виден ничтожную долю секунды, чаще всего применяют фильтр «ближайший сосед». Если видеосистема способна показывать true color, пригоден фильтр Ланцоша.