デジタル画像基礎～Pixel と ヒストグラム～

デジタル画像とヒストグラムを簡単に説明しています。トーンカーブやレベル補正とは関係が深い内容なので、知らない場合は一通り理解しておくと後の理解が深まります。知っておいて損することはないのでここで確実に理解しましょう！

光の三原色

光の三原色はRed Green Blueです。この三つが同じ割合で合わさると白が表現され、それぞれの割合いを変えることによって様々な色を作ることができます。デジタル写真やモニターはこの原理を利用して色を表現しています。

余談ですが、GとBの間にはCyan、BとRの間にはMagenta、RとGの間にはYellowができているのが分かると思います。これは色の三原色といってインクとして混ぜると黒になります。この方式はプリンターなどで使われています。

デジタル写真の最小単位

画像を拡大していくと上の図のように格子状になっていることが確認できます。この１区画をPixelピクセル（画素）と言い、この点が集まって一枚の画像が表示されています。

白黒画像の場合

白黒画像の場合、画素はそれぞれ0（黒）～255（白）の256段階のいづれかの階調を有しています。この値を持つ点が集まってグラデーションや輪郭を作っています。

カラー画像の場合

カラー画像の場合は白黒と基本的には同じですが、色を付けるために1画素にそれぞれR 256段階 G 256段階 B 256段階の情報があります。光の三原色であるRGBの割合で色が決まるので、
256 x 256 x 256 = 16,777,216 通りの色が表現できることになります。

例えば、
(R,G,B)
(255,255,255)：白
(0,0,0)：黒
(255,0,0)：赤
(128,0,0)：暗めの赤
(128,128,0)：暗めの黄色

のようになります。このように16,777,216 通りの中の一色に決まった画素がならんだものがカラー画像です。ちなみにですが、RGBの値がそれぞれ等しい時は色のないグレーになります。

ヒストグラム

上記で説明した様に画像は特定の色を持った画素が集まってできています。この画素をばらばらにして、値ごとに積み上げたものがヒストグラムです。横軸は明るさ（0~255)、縦軸が個数です。このヒストグラムを見ることによってどの値が多いか、白飛び黒つぶれがないかなどを確認できます。上の様なヒストグラムの場合、０は1・2画素？あって、1/4(64)あたりの画素が最も多く、２５５の画素はないことが分かります。
写真を編集する際の重要な指標の一つですので見方は必ずここで覚えておきましょう。

まとめ

光の三原色はRed Green Blue
写真はPixelピクセル（画素）と呼ばれる小さな点の集合
１pixel はR 256段階 G 256段階 B 256段階の特定の色をもっている
画素を値ごとに積み上げたものがヒストグラム

画像の基礎的な内容としてはこのくらいです。冒頭でも書きましたが、編集を行う時、特にトーンカーブやレベル補正で必要になる知識ですので是非覚えておきましょう！