وحدة قياس المسافة داخل شاشة الحاسوب

بسم الله الرحمن الرحيم
سبحان من علم الإنسان ما لم يعلم
أساتذتي الأفاضل الكرام
في موضوعي هذا أحب أن أشارككم بمعلومة بسيطة عن وحدة قياس المسافة في شاشة الحاسوب

قد لا يخطر ببال الكثير منا أهمية هذه النقطة ويتوقع أن وحدة قياس المسافة إلكترونيا تتم بطريقة مماثلة لوحدة قياس المسافة في الواقع

والحقيقة أن الأمر مختلف وسأشرح بداية سبب الإشكال
في واقعنا الفيزيائي تقاس المسافة بوحدات مختلفة لها مقدار ثابت
مثلا وحدة المتر وتقسيماته سنتي وملي
وكذلك وحدة القدم وتقسيماتها

فهذه الوحدة ثابتة المقدار فمقدار العشرة سنتيمتر مثلاً هو هو نفسه دائما وآبدا لا يتغير

هذا النظام لا ينفع في عالم شاشات الكمبيوتر والسبب سيظهر لنا في هذا المثال
فرضاً أن لدينا صورة طولها 24 سنتي وعرضها 24 سنتي
ولتكن هذه الصورة صورة ظرف على سبيل المثال كما في الشكل التالي


ولنفرض أن لدينا 3 أشخاص لديهم 3 أجهزة كمبيوتر
الأول شاشته حجمها 24 سنتي * 24 سنتي
الثاني شاشته حجمها 12 سنتي * 20 سنتي
الثالث شاشته حجمها 40 سنتي * 40 سنتي

عندما يستعرض الثلاثة الأشخاص هذه الصورة في أجهزتهم تظهر المشكلة
ولنفترض أن هذه الصورة وضعت كخلفية في سطح المكتب
فالأول ستظهر الصورة بشكل سليم تغطي مساحة الشاشة تماماً لان حجم الشاشة الحقيقي = حجم الصورة الحقيقي فستكون بهذا الشكل

الثاني جزء من الصورة سيكون مخفي من العرض ومن الطول لان حجم شاشته اصغر من حجم الصورة كما في الشكل التالي


والثالث الصورة ستأخذ تقريبا نصف حجم شاشته فقط والنصف الآخر فارغ لان حجم شاشته اكبر من حجم الصورة كما في الشكل


فتلاحظون أن الصورة لم تظهر بشكل ثابت وملائم في جميع الشاشات

فالمشكلة تتمثل أن الشركات المصنعة للشاشات تصنع شاشات بأحجام مختلفة وبأسعار مختلفة
وكل شخص يشتري ما يناسبه كما في الشكل التالي

فلو استخدمت وحدات القياس الحقيقة في العالم الالكتروني لكان شكل المواقع والصور ومقاطع الفيديو لا يمكن لجميع شاشات الحواسيب عرضها بشكل ملائم
وحالياً بالإمكان للأجهزة التلفونات الحديثة والتي طبعا حجم الشاشة فيها صغير جدا استعراض مواقع النت والصور فيها كما في الشكل التالي

فكيف ستكون شكل هذه الصور إذا كانت الحجوم كبيرة بهذا القدر في تلك الشاشات الصغيرة


فكان لا بد للمتخصصين من وضع حل لهذه الإشكالية
وحلاً لهذه الإشكالية تم اختراع وحدة قياس مسافة خاصة بالشاشات تسمى البيكسل pixel

هذه الوحدة تختلف اختلاف جذري عن الوحدات الحقيقة حيث أن هذه الوحدة ليس لها مقدار ثابت معين محدد بل يمكن تغيير مقدار هذه الوحدة إذا احتجنا إلى ذلك (عند اختلاف حجم الشاشة الحقيقي)
فمثلاً الـ 10 يكسل قد تكون توازي 10 سنتي وقد تكون توازي 10 ملي وقد توازي 14 سنتي فليس لها مقدار معين بل تختلف باختلاف الشاشة والجهاز

وهنا سأوضح طريقة عمل هذه الوحدة البيكسل
الواحد يكسل يمثل نقطة واحدة في الشاشة لكن حجم هذه النقطة غير محدد أو غير ثابت
فكيف يتم تحديده ؟

هنالك ما يسمى بدقة الشاشة screen resolution وهو عبارة عن حجم وهمي افتراضي لطول وعرض الشاشة يمكن لنا تحديده
فيمكن لي من خلال إعدادات العرض في الويندوز أن أجعل الجهاز أن يفترض أن حجم الشاشة مثلاً 800 يكسل عرض و 600 بكسل طول كما في الشكل التالي

ومن هنا يتحدد مقدار الواحد يكسل
حيث أن النظام سوف يأخذ طول الشاشة الحقيقي ولنفترض أنه 80 سنتي ويقسم هذه الثمانين سنتي إلى 800 قسم متساوي
القسم الواحد من هذه الـ 800 قسم يمثل مقدار واحد بكسل طولي
ومن هنا يكون مقدار الواحد بكسل الطولي = 80 قسمة 800 = 0.1 سنتي

ونفس العملية تتم بالنسبة للعرض فلنفترض أن عرض الشاشة هو 60 سنتي
فسيصبح مقدار البيكسل العرضي = 60 قسمة 600 = 0.1 سنتي
كما في الشكل التالي

وطبعاً في هذا المثال نجد أن
قيمة مقدار البيكسل الطولي = قيمة مقدار البيكسل العرضي
لكن هذا ليس بالضرورة
فقد يكون البيكسل العرضي له مقدار مختلف أصغر أو أكبر من مقدار البيكسل الطولي

فالآن لو كانت لدينا صورة بطول 800 بكسل وعرض 600 بكسل
واستعرضناها في شاشة طولها 80 سنتي وعرضها 60 سنتي ودقتها 800 بكسل * 600 بكسل
ستظهر الصورة في الشاشة كاملة وسيكون حجم الصورة في تلك الشاشة يوازي في الواقع 80 سنتي طول و60 سنتي عرض
لماذا؟
لأن الصورة طولها 800 بكسل
ومقدار البيكسل الطولي في شاشتنا هذه حسب الإعدادات = 80 قسمة 800 = 0.1 سنتي
فإذا كان الواحد بكسل طولي = 0.1 سنتي فإن 800 بكسل طولي = 800 * 0.1 = 80 سنتي وهذا نفس طول الشاشة الحقيقي فسيكون طول الصورة يملئ طول الشاشة تماماً

ونفس الشيء بالنسبة للعرض

فلو أردنا أن نستعرض نفس الصورة في شاشة أخرى حجمها ضعف الشاشة السابقة يعني طولها 160 سنتي وعرضها 120 سنتي
وكانت دقة الشاشة هذه نفس الدقة السابقة 800 بكسل * 600 بكسل

سنلاحظ أن الصورة كذلك تغطي حجم الشاشة ككل
لماذا ؟
لأن مقدار البيكسل في هذه الشاشة أكبر من مقدار البيكسل في الشاشة السابقة
حيث في هذه الشاشة الكبيرة
الطول الحقيقي هو 160 سنتي فطالما أن دقة الشاشة حددنها لتكون 800 * 600
سيقوم النظام بتقسيم الطول (160 سنتي) إلى 800 قسم متساوي والقسم الواحد هو بكسل واحد طولي
فيسكون البيكسل الطولي = 160 قسمة 800 = 0.2 سنتي ضعف مقدار البيكسل في الشاشة السابقة
ونفس الشيء بالنسبة للبكسل العرضي

بالتالي سينتج عندنا أن الصورة التي حجمها 800 * 600 بكسل ستظهر ملئ الشاشة سواء استعرضناها في الشاشة الأولى (80 سنتي * 60 سنتي ) أو في الشاشة الثانية الأكبر (160 سنتي * 120 سنتي)
* 600

وبالتالي باستخدام وحدة البيكسل انتهت المشكلة السابقة حيث يمكن الحفاظ على مقياس الصورة في جميع الشاشات مهما اختلفت أحجامها الحقيقية بجعل مقدار دقة الشاشة موحد في جميع تلك الشاشات

لكن في المقابل ظهرت مشكلة جديدة
وتتمثل في
أنه في السابق عند تصميم الأنظمة وكروت الشاشة والشاشات الشركات المصممة جعلت كرت الشاشة والنظام يدعم دقة شاشة معينة
فمثلاً الأجهزة القديمة الحد الأكبر لدقة الشاشة المدعوم هو 800 * 600

ثم مع تقدم التكنولوجيا أصبحت الأجهزة الجديدة تدعم دقة أعلى مثل 1024 * 768

واستمر التطور أكثر فأكثر حتى وصلت الدقة المدعومة إلى ما يتجاوز الـ 1680 بكسل طول * 1050 بكسل عرض

وهنا ظهرت المشكلة
فالأجهزة الحديثة مثلاً قادرة على تقسم الطول الحقيقي للشاشة إلى 1024 جزء متساوي (يكسل)
الأجهزة القديمة لا تستطيع إلا أن تقسم الطول الحقيقي إلى 800 بكسل كحد أقصى

وبالتالي الأجهزة القديمة غير قادرة على استعراض الصور التي حجمها تفوق الـ 800 بكسل طولا بشكل ملائم

ومما سبق نستطيع أن نفهم لماذا باختلاف دقة الشاشة وباختلاف الشاشات يتغير حجم الصور والخطوط وغيرها
فذلك يعتمد على دقة الشاشة التي تحدد مقدار البيكسل وبتغير مقدار البيكسل يتغير حجم الصور والخطوط لأن البيكسل هو وحدة قياس المسافة في الشاشات

ومن هنا فعلى مصممي المواقع أن يعملوا في حسابهم أثناء تصميمهم للمواقع هذه الإشكالية
فمثلاً قد يقوم المصمم بعمل بانر لموقعه عرضه 800 يكسل
فيلاحظ المصمم أن البانر يغطي رأس الموقع كامل وذلك لأن دقة الشاشة عنده 80000 فالعرض في الدقة = عرض الصورة فيظهر البانر ملئ عرض الشاشة كامل

لكن الزائر قد يكون لديه جهاز دقة شاشته عالية فالعرض عنده مثلاً 1600 بكسل
فعندما يستعرض الموقع
يظهر البانر لا يغطي مساحة عرض الشاشة كاملة بل فقط يغطي نصف العرض لأن حجم الصورة فقط 800 بكسل عرض الشاشة 1600