屏幕上的像素是正方形的，但我不确定为什么。
两个像素化图像看起来都很糟糕 - 但我不确定正方形是否比六边形有优势。
六边形也可以很好地分成 3 种颜色：
那么 LCD/CRT 显示器中的正方形有什么优势呢？
答案1
屏幕上的像素是正方形的，但我不确定为什么。
它们不一定是正方形的。
有些人可能会认为永不方形（“像素是一个点样本。它只存在于一个点。”）。
那么 LCD/CRT 显示器中的正方形有什么优势呢？
其他排列（例如三角形、六边形或其他空间填充多边形) 的计算成本更高。
每种图像格式都基于以矩形阵列排列的像素（无论它们是什么形状）。
如果我们选择其他形状或布局，则必须重写许多软件。
所有当前生产矩形像素布局显示器的工厂都必须改用其他布局。
使用六角坐标系的实用性
使用六角坐标系时通常必须考虑四个主要事项：
- 图像转换 – 能够将现实世界中的图像直接捕捉到六边形网格上的硬件非常专业，因此一般无法使用。因此，在进行任何处理之前，需要将标准方形网格图像转换为六边形网格图像的有效方法。
- 寻址和存储——对图像执行的任何操作都必须能够索引和访问单个像素（在这种情况下是六边形而不是正方形），并且任何六边形形式的图像都应该可以以六边形形式存储（否则每次访问图像时都必须执行图像转换）。此外，一个简单易懂且使某些函数的算术更简单的索引系统将非常有价值。
- 图像处理操作——为了有效利用六角坐标系，必须设计或转换操作，以充分利用系统的优势，特别是用于索引和存储的寻址系统的优势。
- 图像显示——与实际获取图像一样，显示设备通常不使用六边形格子。因此，转换后的图像必须恢复为可以发送到输出设备（无论是显示器、打印机还是其他实体）的形式，并且结果显示以自然比例和比例显示。这种转换的确切性质取决于所使用的索引方法。这可能是原始转换过程的简单还原，也可能是更复杂的卷积。
六角坐标系的问题
然而六边形坐标系也存在一些问题，其中一个问题是人们已经非常习惯传统的方格。
用六边形进行推理似乎不太自然，因此有点困难。虽然人们可能会说，如果必须的话，人们会习惯它，但事实是，他们仍然会自然而然地倾向于默认使用传统的笛卡尔坐标系进行推理，而六边形系统只是次要的选择。
缺乏映射到六角形格子的输入设备，以及缺乏以此方式显示的输出设备也是一个障碍：
由于需要从正方形转换为六边形并转回，因此降低了对六边形格子进行操作的实用性。
由于这种格子比具有相同表观尺寸的等效方格子更密集，除非输入的图像的分辨率故意高于要操作的分辨率，否则转换后的图像必须推断一些像素的位置（这通常比直接从源提供所有像素更不可取）。
转换回方格会使一些像素位置相互折叠，从而导致明显细节的丢失（这可能导致图像质量低于最初输入的图像）。
如果人们试图在自己的视觉工作中使用六边形坐标系，那么他们应该首先确定这些问题是否被使用六边形操作的固有优势所抵消。
来源六角坐标系
是否尝试过其他形状或布局？
XO-1 显示器为每个像素提供一种颜色。颜色沿着从右上方到左下方的对角线排列。为了减少由这种像素几何形状引起的颜色伪影，图像的颜色分量在图像发送到屏幕时会被显示控制器模糊。
XO-1 显示器（左）与典型液晶显示器 (LCD) 的比较。图像显示每个屏幕的 1×1 毫米。典型 LCD 将 3 个位置的组作为像素。OLPC XO LCD 将每个位置作为单独的像素：
其他显示器（尤其是 OLED）采用不同的布局 - 例如彭蒂：
该布局由一个梅花形组成，每个单元格包含两个红色子像素、两个绿色子像素和一个中心蓝色子像素。
它的灵感来自人类视网膜的仿生学，人类视网膜的 L 型和 M 型视锥细胞数量几乎相等，但 S 型视锥细胞数量明显较少。由于 S 型视锥细胞主要负责感知蓝色，而蓝色对亮度感知的影响并不大，因此减少显示器中蓝色子像素相对于红色和绿色子像素的数量不会降低图像质量。
此布局专门设计用于子像素渲染，并且依赖于子像素渲染，平均每个像素仅使用一个四分之一子像素来渲染图像。也就是说，任何给定的输入像素都会映射到以红色为中心的逻辑像素或以绿色为中心的逻辑像素。
像素的简单定义
任何一个非常小的点它们共同构成了电视屏幕、计算机显示器等屏幕上的图像。
来源http://www.merriam-webster.com/dictionary/pixel
像素
在数字成像中，像素、象素或图像元素是物理观点在光栅图像中，或全点寻址显示设备中的最小可寻址元素；因此它是屏幕上显示的图像的最小可控元素。
...
像素不需要被渲染成一个小方块。该图展示了使用点、线或平滑滤波从一组像素值重建图像的替代方法。
来源像素
像素长宽比
大多数数字成像系统将图像显示为微小的方形像素网格。然而，一些成像系统，尤其是那些必须与标准清晰度电视电影兼容的，将图像显示为矩形像素网格，其中像素宽度和高度不同. 像素长宽比描述了这种差异。
来源像素长宽比
一个像素不是一个小方块！
像素是一个点样本。它只存在于一个点上。
对于彩色图片，一个像素实际上可能包含三个样本，每个样本对应于采样点处对图片做出贡献的每种原色。我们仍然可以将其视为颜色的点样本。但我们不能将像素视为正方形或点以外的任何东西。
在某些情况下，像素的贡献可以用低阶方式通过小方块来建模，但不能用像素本身来建模。
来源一个像素不是一个小方块！（微软技术备忘录 6 Alvy Ray Smith，1995 年 7 月 17 日）
答案2
我想为 David Postill 深思熟虑的答案提供另一种选择。在他的回答中，他处理了像素是否为正方形的问题，正如标题所暗示的那样。然而，他在回答中提出了一个非常有见地的评论：
有些人会争辩说它们永远不是正方形的（“像素是一个点样本。它只存在于一个点。”）。
这种立场实际上可以产生完全不同的答案。它不是关注为什么每个像素是正方形（或不是），而是关注为什么我们倾向于将这些点采样组织成矩形网格。实际上并非总是这样！
为了论证这一点，我们将反复讨论将图像视为抽象数据（例如点网格）和将其在硬件中实现的两种方式。有时一种观点比另一种更有意义。
首先，让我们回顾一下很久以前的情况。传统胶片摄影根本没有“网格”，这也是为什么与现代数码照片相比，传统胶片摄影的照片总是看起来如此清晰的原因之一。相反，传统胶片摄影有“晶粒”，即胶片上晶体的随机分布。它大致均匀，但不是很好的直线阵列。这些晶粒的组织源于胶片的生产过程，利用了化学性质。因此，胶片实际上没有“方向”。它只是信息的二维散布。
快进到电视，特别是老式的扫描 CRT。CRT 需要一些与照片不同的东西：它们需要能够将其内容表示为数据。具体来说，它需要是能够以模拟方式通过电线传输的数据（通常是一组不断变化的电压）。照片是 2d 的，但我们需要将其转换为 1d 结构，以便它只能在一个维度（时间）上变化。解决方案是按线（而不是像素！）将图像切片。图像是逐行编码的。每条线都是模拟数据流，而不是数字采样，但每条线彼此分开。因此，数据在垂直方向上是离散的，但在水平方向上是连续的。
电视必须使用物理荧光粉来呈现这些数据，而彩色电视需要用网格将它们划分为像素。每台电视在水平方向上可以以不同的方式执行此操作，提供更多或更少的像素，但它们必须具有相同数量的行。理论上，它们可以每隔一行偏移像素，正如您所建议的那样。然而，实际上并不需要这样做。事实上，他们走得更远。人们很快意识到，人眼处理运动的方式实际上只允许它们每帧发送一半的图像！在一帧上，它们会发送奇数行，在下一帧上，它们会发送偶数行，然后将它们拼接在一起。
从那时起，将这些隔行扫描的图像数字化就变得有点棘手了。如果我有一张 480 行的图像，由于隔行扫描，实际上每帧的数据只有一半。当你试图看到屏幕上快速移动的东西时，这种结果非常明显：每行都是暂时地相差一帧，在快速移动的物体上产生水平条纹。我提到这一点是因为它很有趣：你的建议是将网格中每隔一行向右偏移半个像素，而隔行扫描将网格中每隔一行向右偏移一半时间！
坦率地说，制作这些漂亮的矩形网格更容易。由于没有技术原因可以做得更好，所以它就一直沿用下去。然后我们进入了计算机时代。计算机需要生成这些视频信号，但它们没有模拟能力来写出模拟线。解决方案很自然，将数据分成像素。现在数据在垂直和水平方向上都是离散的。剩下的就是选择如何制作网格。
制作矩形网格非常自然。首先，市面上的每台电视都已经这样做了！其次，在矩形网格上绘制线条的数学原理是很多比在六边形网格上画线更简单。你可能会说“但是你可以在六边形网格上画出 3 个方向的平滑线条，但在矩形网格上只能画出 2 个方向的平滑线条。”然而，矩形网格使得绘制水平和垂直线条变得容易。六边形网格只能画一个方向的平滑线条。或者另一个。在那个时代，很少有人将六边形用于任何非计算工作（矩形纸、矩形门、矩形房屋……）。制作平滑水平和垂直线的价值远远超过了制作流畅的全彩图像的价值……特别是考虑到第一批显示器是单色的，而且这将是长的在想象的流畅性在思考中发挥重要作用之前。
从那里开始，你就有了非常强大的矩形网格先例。图形硬件支持软件正在做的事情（矩形网格），而软件针对硬件（矩形网格）。理论上，某些硬件可能试图制作六边形网格，但软件并没有奖励它，而且没有人愿意为两倍的硬件付费！
这让我们快速前进到今天。我们仍然想要漂亮平滑的水平和垂直线条，但随着高端视网膜显示屏的出现，这变得越来越容易。然而，开发人员仍然被训练成以旧的矩形网格来思考。我们看到一些新的 API 支持“逻辑坐标”并进行抗锯齿处理，使其看起来像是一个完整的连续 2D 空间，而不是一个刚性的 2D 像素网格，但速度很慢。最终，我们可能会看到六边形网格。
我们确实可以看到它们，只是不是在屏幕上。在印刷品中，使用六边形网格非常普遍。人眼接受六边形网格的速度比接受矩形网格快得多。这与不同系统中的线条“混叠”方式有关。六边形网格的混叠方式不太刺眼，眼睛更舒服（如果六边形网格需要向上或向下移动一行，它们可以通过对角线过渡顺利完成。矩形网格必须跳过，从而产生非常明显的不连续性）
答案3
两个原因：
与圆形、三角形或 4 边以上的形状相比，矩形形状的优势在于它可以与其他矩形相邻放置，同时最大程度地减少“浪费空间”。这可确保像素的整个区域都对图像产生影响。其他形状也可以“拼合在一起”，但它们的制造可能比简单的正方形或矩形更复杂，而且不会带来任何额外的优势。
通用像素化显示器（可用于显示任何类型的信息）需要具有不适合某些形状的像素。因此，像素应为正方形，而不是在某个方向上更长或更宽，并且不会以任何方式被剪切或旋转。
如果像素的高度大于宽度，则水平线的最小厚度将比垂直线的最小厚度更宽，使得水平线和垂直线在像素数相同的情况下看起来不同。
如果像素被旋转，那么只有与旋转角度相匹配的斜线才会显得平滑，其他任何线都会显得参差不齐。大多数操作系统和生产力软件都依赖于直线，因此会出现很多条纹或锯齿状边缘。
剪切像素（菱形）是两种情况中最糟糕的——对角线、水平/垂直线都不会平滑。
如果您对通用显示器不感兴趣，而是对特定用途的显示器感兴趣，那么您可以更加灵活。一个极端的例子是 7 段 LED，如果您需要做的只是显示一个数字，那么以这种方式排列的 7 个非正方形像素就是您所需要的。或者允许显示字母的 15 段 LED。
答案4
答案是：他们应该是六边形的，因为六边形平铺可以提供最佳的光学质量，所以这将是未来的趋势。
但我认为它们仍然是正方形的主要原因有两个：
- 将方格网格上的位图图像数据表示为二维数组更容易（对于硬件和人类来说都很简单）
- 它发生了历史上由于原因＃1，这种情况会持续一段时间。
更新
这个话题很惊悚。浏览量接近 10k。人们想要掌握像素 :) 有趣的是，有人发现这个问题与屏幕分辨率或四边形的“二次方”有关。
对我来说，它是：正方形和六边形哪个积木能产生更好的光学效果？
首先，我们需要一个简单的平铺，但它可以更好地覆盖自定义区域，而且它确实是六边形平铺。这可以通过简单的测试轻松理解。一个强大的测试就是所谓的“环”测试。为简单起见，我在这里制作了三原色：0 - 背景，1 - 灰色和 2 - 黑色。
从一个点开始，我们将尝试扩大环，使其看起来连续，如下所示：
当然，对于许多任务，例如 UI 和打印设计，或者平台游戏，我也想绘制水平/垂直线。我们称之为“条形测试”：
通过此测试，我可以选择在实际条件下看起来更好的线条样式。使用垂直线条则更简单。对于特定任务显示，所有内容都可以进行硬编码，因此要使用函数绘制线条，我们只需在水平方向上重复其部分即可。问题是，两个都正方形和六边形像素方法有效，但如果您尝试使用正方形平铺进行相同测试，您会很快注意到差异。使用非常高的 DPI 时，差异不是很明显，但为什么要尝试提高 DPI 而不是尝试更有效的方法呢？我看不出有什么意义。
对于 RGB 颜色，这可能需要更复杂的结构。实际上，我想拥有灰度设备，如上图所示。如果能有快速像素响应来制作动画，那就太棒了。
只是为了好玩，我制作了简单的六边形结构，其中像素可以是 RGB。当然，我不知道这在真实设备上会是什么样子，但即使如此看起来也很酷。
非正式的解释说明可以
帮助描述情况：
