¿Qué es un voxel, pixel, mega pixel y un texel?

Sin lugar a dudas, cuando se menciona el término píxel inmediatamente la mayoría de los usuarios la relacionan con imágenes digitales y pantallas de computadoras y dispositivos informáticos, y lo cierto es que el concepto detrás de la palabra píxel guarda relación con ello, pero su alcance es mucho más amplio.

No obstante, lo cierto es que dentro del universo referido a las imágenes digitales también existen otros términos que se emplean para definir determinados elementos que componen dicha imagen, entre los cuales se encuentran los megapixeles, el texel y el voxel.

A pesar de que seguramente en reiteradas oportunidades hemos oído mencionar estas palabras, lo cierto es que la mayoría de los usuarios desconocen cuál es el concepto fundamental que encierra cada uno de estos términos.

Para poder comprender cuál es el rol que cumple cada uno de estos conceptos dentro de una imagen digital, en principio debemos tener en claro que para poder representar gráficos o imágenes en una computadora podemos recurrir a dos formas principales de hacerlo, a través de vector o a través de ráster.

En el caso de los gráficos vectoriales, estos grafican las imágenes a través de la utilización de ecuaciones matemáticas, con las cuales es posible representar diversas formas con líneas, rectas y curvas.

En el caso de los gráficos ráster o de trama, la imagen logra representarse a través de una matriz de valores de color, los cuales son colocados uno junto al otro formando un patrón de cuadrícula.

Además de ello, para poder conocer el concepto detrás de las palabras píxel, texel y voxel, es importante repasar algunos ítems relacionados a la llamada resolución de imagen. Básicamente, cuando hablamos de resolución de imagen digital nos referimos a la calidad que posee una fotografía que hemos tomado con nuestro teléfono celular o nuestra cámara digital.

Esto es en líneas generales correcto, ya que la resolución de imagen es en definitiva el nivel de detalle que posee una imagen, ya sea fotográfica o de video. Por tal motivo, la resolución que posea una fotografía digital dependerá de la densidad de los componentes individuales de la imagen. Estos componentes son los llamados píxeles.

Con el fin de poder apreciar en una fotografía hasta el más mínimo detalles, lo ideal es poder capturar una foto que contenga tantos detalles como su fuente original. Es por ello que podríamos resumir que el píxel es sumamente importante en lo que respecta a la calidad de la imagen, ya que a mayor cantidad de píxeles, mayor será la resolución que tendrá la imagen en cuestión.

Por ende, no lograremos aumentar la resolución de la imagen con sólo ampliarla, sino que estaremos produciendo el efecto contrario, ya que si agrandamos una imagen al mismo tiempo estamos agrandando el tamaño de los píxeles que la conforman, con lo cual estos píxeles se harán más evidentes y se reducirá notablemente la calidad de la imagen al visualizarla.

Teniendo claro el concepto de la importancia que posee el llamado píxel dentro de una imagen digital en relación a la resolución y la calidad de dicha imagen, podemos ya comenzar a repasar qué significan los términos píxel, megapíxel, texel y voxel.

Qué es un Pixel?

El término píxel ha sido acuñado desde hace algunas décadas, puntualmente desde que se ha originado la imagen digital, ya que surge del acrónimo del concepto en inglés “Picture Element”, el cual en español significa elemento de imagen.

Básicamente, podríamos decir que el píxel es la unidad homogénea en color más pequeña que compone la imagen digital. De allí que cuando observamos y hablamos de una fotografía digital, un video o demás, nos referimos a sus píxeles.

Por ende, el concepto de píxel se refiere a los puntos que son empleados dentro de un conjunto para poder mostrar una imagen dentro de una pantalla o de una imagen impresa, y es por ello que puede utilizarse el término para referirnos la unidad más pequeña de una imagen.

De todas formas, en este punto es importante aclarar que el píxel no es una medida de tamaño, por lo que cuando se utiliza el término de esa forma, en realidad estamos cometiendo una error de concepto.

Esta confusión que se genera en la mayoría de los usuarios suele estar dada por la información en torno a cámaras digitales, ya que los fabricantes por lo general ofrecen al comprador de una cámara datos relacionados a una medida de píxeles por pulgada, conocidos como PPI.

Cuando el usuario lee esa información cree que la misma se refiere a un determinado tamaño de la imagen, pero lo cierto es que significa la cantidad de píxeles incrustados en la imagen que crearemos con la cámara. Claro que sí es correcto el hecho que la cantidad de píxeles podrá determinar la calidad que la imagen capturada tendrá en su visualización.

Además de referirse a los puntos que conforman una imagen digital, los píxeles también están relacionados con las pantallas, ya que las mismas se encuentran conformadas por varios millones de píxeles, los cuales se encuentran dispuestos en una cuadrícula.

En este sentido, podemos observar que la resolución de una pantalla suele darse en términos de la cantidad de elementos de imagen disponibles en cada dirección de la pantalla, por lo que una pantalla que indica que posee una resolución de 1024 x 768, lo que nos está refiriendo es que posee 1,024 píxeles de ancho y 768 píxeles de alto.

Por otra parte, es importante mencionar que para que la visualización de lo que vemos en una pantalla de computadora o teléfono posea las características adecuadas, los píxeles se conforman además de otros elementos más pequeños, ya que cada píxel incluye en su interior tres puntos, uno rojo, uno azul y uno verde, lo que llamamos el estándar RGB.

Estos tres puntos que forman parte de un píxel, convergen en el mismo punto, dando lugar a la posibilidad de completar el color y la forma asignado a cada píxel dentro de una imagen.

En este punto debemos hablar de la llamada densidad de píxeles, concepto que se refiere a la cantidad de píxeles que posee un determinado espacio de una imagen digital, por lo que en definitiva la información en torno a la densidad de píxeles nos indicará la cantidad de elementos que conforman una imagen.

Por tal motivo, y como ya lo mencionamos anteriormente, cuanto mayor sea la densidad de píxeles, mayor será la calidad de la imagen. Esto se debe fundamentalmente al hecho que a mayor cantidad de píxeles en un determinado espacio, es posible alcanzar una mayor resolución de la imagen, lo cual nos arroja como resultado poder lograr mayor detalle.

Es por ello que en definitiva la calidad de imagen dependerá de la cantidad de píxeles que una cámara digital puede capturar, es decir la resolución que arrojará al generar la fotografía, la cual como vimos se mide generalmente en PPI (píxeles por pulgada).

Como ejemplo de ello, podríamos señalar que una foto estándar de las que se utilizan en el ámbito de la fotografía comercial, teniendo un tamaño de alrededor 20 x 25 centímetros, con una resolución de 300 PPI, estaría formada por 7.2 millones de píxeles.

Pero además, debemos tener presente que cuando hablamos de cámaras digitales, veremos que en general la mayoría de los fabricantes han reemplazado el término píxeles por megapíxeles, que lo usan para describir la resolución que posee una cámara para capturar fotografías.

En este contexto, la resolución que puede brindar una cámara en sus fotos suele darse en términos de dos dimensiones, por ejemplo 1600 x 1200, indicando un ancho y una altura para la imagen, lo cual resulta de la suma total de píxeles generados al multiplicar las dos dimensiones.

El cálculo en el caso de que una cámara digital permita capturar fotografías en una resolución de 1600 x 1200, se refiere entonces a que el equipo es capaz de generar imágenes que incluirían 1,920,000 píxeles, es decir 1.9 megapíxeles.

Qué es un MegaPixel?

En principio, es importante destacar que al referirnos a los megapíxeles de una imagen digital, nos encontramos hablando de una medida que corresponde a dicha imagen. En este sentido, un megapíxel, que por lo general se expresa con la abreviatura Mpx, equivale a 1 millón de pixeles, y por ende es un término utilizado en el ámbito de las cámaras digitales, con el objetivo de poder brindar al usuario una indicación de la capacidad de resolución que puede arrojar el equipo al capturar una imagen.

Es por ello que seguramente todos sabemos que el término megapíxel se utiliza con frecuencia para definir la cantidad de resolución de imagen que poseen los distintos modelos de cámaras fotográficas digitales, lo cual resulta de una fórmula matemática que nos permite conocer cantidad de pixeles y por ende resolución.

Fundamentalmente, en el caso de las cámaras digitales, la cantidad de megapíxeles expresará el tamaño resultante de las fotografías que se tomen con dicho equipo. Por ello, a mayor cantidad de megapíxeles, mayor será la calidad que podremos obtener de la imagen y lo mismo sucede con el tamaño de la misma.

Por tal motivo, el término megapíxel es utilizado en relación a la calidad que ofrece una cámara fotográfica digital, por lo que si por ejemplo tenemos una cámara que permite capturar imágenes en 3.1 megapíxeles, lo que nos estará indicando con dicha información es que el equipo es capaz de capturar fotos con una resolución de 2048 x 1536, lo cual equivale a 3.145.728 píxeles, es decir 3.1 megapíxeles.

Por ende, podemos concluir que cuanto mayor sea la cantidad de megapíxeles que ofrezca una cámara digital, mayor será la resolución de la imagen, es decir que obtendremos una mejor calidad de la misma, con mucho mayor detalle.

Teniendo en cuenta estos parámetros, sabemos ahora que al comprar una cámara digital debemos observar con detenimiento la cantidad de megapíxeles que puede ofrecer. Claro que la elección de la cámara dependerá de nuestras necesidades.

Por ejemplo, si requerimos una cámara digital que nos ofrezca imágenes que puedan ser luego visualizadas en una pantalla y no necesitamos imprimir dichas fotos, entonces no será necesario que adquiramos una cámara de gran cantidad de megapíxeles, ya que a partir de los 1.5 megapíxeles, su visualización en la pantalla será más que adecuada.

No obstante, en el caso en que necesitemos imprimir las fotografías capturadas con la cámara digital, se recomienda entonces un equipo que alcance los 4 o 5 megapíxeles, es decir que posea una resolución de alrededor de 2500 x 2000 o más. Tengamos en cuenta que la mayoría de los fotógrafos profesionales suelen optar por equipos que van más allá de los 11 megapíxeles.

Qué es Texel?

El término Texel ha surgido de la unión del concepto en inglés “Texture element” o “Texture píxel”, y básicamente se trata de la mínima unidad de textura que es aplicada a una superficie de la imagen digital.

Por ende podríamos decir a grandes rasgos que en el caso de una imagen digital la misma se encuentra representada por un conjunto de píxeles, mientras que en el caso de una textura, ésta se halla representada a través un grupo de texels. Es por ello, que este término suele utilizarse casi exclusivamente para los gráficos de computadoras.

Cabe destacar que si bien el texel puede corresponder a varios píxeles, también puede ser inferior a un píxel, por lo que en general no son visibles al ojo humano. Básicamente, un Texel es simplemente un píxel dentro de una imagen de textura.

Por lo general, los texeles se asignan a los píxeles para conformar la imagen definitiva de un cuadro en el que se ha incorporado una textura en una superficie de gráfico 3D, lo cual comúnmente se denomina mapeado de texturas.

Por todo ello podemos decir que si la imágenes se encuentran representadas por conjuntos de píxeles, entonces también podemos señalar que las texturas están representadas por conjuntos de Texels.

Cuando se realiza el procedimiento conocido como mapeo o mapeado de texturas, es decir que se procede a texturizar una superficie o un gráfico 3D, lo que sucede es que el renderizador asigna Texels a los píxeles apropiados para poder representar la imagen de salida que será posible visualizar.

Además, cuando se realiza una textura suele utilizarse el llamado filtrado, el cual es un método que se aplica para poder rellenar los espacios que puedan llegar a quedar vacíos entre los texeles que conforman la textura, y de esta manera se evita la posibilidad de que aparezcan bordes que pueden ser visibles entre los texeles.

Por otro lado, debemos tener presente que en el caso de los texeles, una dato sumamente importante es la tasa de relleno, información que nos indicará cuántos texels se pueden procesar por segundo, y de esta forma podemos conocer por ejemplo el rendimiento del equipo informático que se utiliza para ello, fundamentalmente de la tarjeta gráfica.

Los números de la tasa de relleno suelen expresarse en megapíxeles/seg o megatexels/seg, y su principal función es en definitiva informarnos a los usuarios la cantidad de píxeles terminados que son escritos en el búfer de cuadros.

Por supuesto que los megatexels suelen ser empleados en la creación de gráficos 3D principalmente de los más modernos videojuegos, donde incluso en la actualidad podemos encontrar el uso de varias capas de efectos de múltiples texturas.

La iluminación, las sombras, las texturas, en definitiva todos estos elementos que son parte de los videojuegos modernos y que quizás no le prestamos la atención adecuada, son creados a partir de un conjunto de texeles que forman parte del espacio de textura que dará la posibilidad de expresar de forma visual un gráfico.

Qué es Voxel?

El Voxel es un término surgido del inglés “Volumetric píxel” y se refiere a la unidad cúbica que forma parte de un objeto tridimensional, y se constituye la más mínima unidad de un conjunto tridimensional que puede ser procesada. Por este motivo, el voxel se refiere básicamente al equivalente del píxel en un objeto 2D.

Por lo general, los gráficos e imágenes que utilizan voxeles suelen utilizarse en el ámbito de la medicina, en estudios complejos realizados con computadoras, tales como la tomografía axial computarizada, las resonancias magnéticas, y demás.

A través de este método, los profesionales de la salud pueden acceder a una imagen completa en tres dimensiones del cuerpo de su paciente.

En la actualidad, el uso del voxel también suele aplicarse a otros campos, tales como la ingeniería, la industria cinematográfica y el desarrollo de videojuegos, entre otros.

Si tomamos el significado literal en inglés de voxel, entonces obtenemos las palabras “volumen” y “píxel”, es decir que en definitiva un vóxel es un píxel volumétrico. Pero además, debemos tener en cuenta que si un píxel es un cuadrado bidimensional, un vóxel es un cubo tridimensional.

Básicamente, un vóxel es un cubo único colocado dentro de una cuadrícula tridimensional, con un solo valor de color asignado. Por tal motivo, todos los vóxeles que conforman la imagen poseen el mismo tamaño.

No obstante, en una cuadrícula los vóxeles pueden estar ubicados en posiciones diversas con diferentes colores, para poder así conformar el denominado modelo de vóxel.

Debido a sus características, muchos suelen llamar a los vóxeles como píxeles 3D, ya que lo cierto es que su comportamiento es similar al de los píxeles, aunque la gran diferencia que existe entre ellos es que los píxeles existen en una cuadrícula 2D, mientras que los vóxeles existen en una cuadrícula 3D.

Píxeles, texeles, voxeles y demás

Ahora que conocemos el concepto básico en relación a los píxeles, los texeles y los voxeles, podemos señalar que dentro del ámbito de los gráficos por computadora, cada uno de ellos tiene un rol bien definido y específico a la función que le corresponde para dar representación de lo que podemos visualizar en una pantalla.

En este sentido, podemos resumir diciendo que un píxel es el punto más pequeño direccionable en una pantalla, mientras que un texel es la unidad más pequeña de lo que se está dibujando en la pantalla, y por su parte un vóxel es la unidad más pequeña de espacio 3D que se está dibujando.

En la práctica, imaginemos que estamos dibujando en nuestra computadora una forma bien simple, por ejemplo un cuadrado de 100 píxeles por 100 píxeles. En ese objeto dibujado, el cuadrado resultante es 1 texel por 1 texel, ya que en esa representación gráfica el texel que utilizamos es de 100 píxeles.

En el caso en que le agreguemos perspectiva al cuadrado que hemos dibujado, por lo cual pasa a convertirse en un cubo, al cual además lo acompañamos por otros cubos que permiten crear un espacio que sería la representación de un campo de visión 3D, es allí donde aparece el vóxel, que es en definitiva la unidad más pequeña de espacio 3D que se define en el dibujo.

A su vez, en este gráfico 3D que hemos creado con varios cubos, debemos tener en cuenta que nuestro campo de visión será de muchos texeles de ancho, muchos texeles de alto, y muchos texeles de profundidad, conformando la imagen 3D que estamos observando en la pantalla.

Así que al hablar de píxeles, texel y vólex, ya sabemos que siempre podemos ejemplificar con un método simple para que se convierta en un modo sencillo de entender la función de cada uno de estos elementos.