画像形式の話

今日二本目の更新になりますが、夜な夜な退屈しているので一本書きます。今日は、日頃ウェブや写真で目にすることが多い、コンピューター上の画像について書いてみようと思います。

色深度

デジタル画像は「ビット」で表現されており、画像の単位は「ピクセル」といいます。このピクセルごとに何色の色を割り当てているかを「色深度」という言葉で表現します。

具体的に言うと、一つのピクセルごとに何ビットの色深度が用いられているかによって、画像で利用できる色の数が変わります。ビットとは2進数なので、2進数の桁数で色の数が変わるとも言い換えることができます。

8ビット、つまり8桁の2進数の場合は10進数で0~255が表現できますので、表示できる色は256色になります。24ビットの場合は、24桁になりますので細かくいうと0~16,777,215までなので約1677万色が表示できます。

色深度に32ビットが用いられる場合もあります。これは、色の表現に24ビットを用いて、残り8ビットを補正データを格納するなどの目的で利用します。一般的には透明度の値などを格納するのに用いられます。

画像形式の種類

日頃、ウェブや写真撮影などで目にすることが多い画像形式には以下のようなものがあります。

• GIF

• PNG

• JPG

• TIFF

他にも、用途ごとに多数のものがありますが、ここでは代表的なこの4つについて見ていくことにします。

GIF

GIFとは、画像を圧縮して保存する形式の一つで、初期のインターネットで広く用いられました。色深度は8ビットで、256色の表示に対応しています。画像を重ねることで簡易的なアニメーションの作成にも用いられます。ファイルサイズが小さくなることが大きな特徴です。

PNG

GIFとほぼ同じ目的で利用される画像圧縮形式で、最大約1677万色まで扱うことができ、部分的に透明にすることも可能です。GIFの特許が問題になったときに、それを回避する目的で開発され、今日も広く用いられています。

JPG（JPEG）

写真などを保存する目的で多用される画像圧縮形式で、色深度は24bit、約1677万色の表示に対応しています。透過には対応していませんが、再生できるアプリケーションが豊富なため広く利用されています。

JPGは非可逆圧縮のため、JPGで保存しなおす度に画質は劣化します。ただし、圧縮率が高いため、大きな画像を小さな容量に収めることが可能です。

今日では、一部のスマートフォンやカメラでは、JPGに取って代わる形式として「HEIC」という形式が用いられることもあります。

TIFF

画質の劣化を回避する目的で利用される画像圧縮形式で、品質を維持したまま画像を保存できます（可逆圧縮）。ディティールを残したまま写真やイラストを送受信する場合に用いられることが多い形式です。ただしファイルサイズはJPGに対して大きくなります。True Color（約1677万色）まで対応可能です。

True ColorとRAWで扱える色数について

少しだけ、写真に関連する話を扱います。True Color（約1677万色）は、人の目で閲覧するには十分な色数です。ただし、写真の編集は一般的に圧縮画像をそのまま扱わず、RAW形式で行います。

先程述べたJPGの場合、色深度が24ビット、これは「RGB（赤、緑、青）」のそれぞれの階調が8ビット、256段階であると言い換えることもできます。つまり、

256 x 256 x 256 = 約1677万

となっています。

一般的なRAW形式の場合、メーカーや形式よっても異なりますが、一つの色の階調が12ビットから14ビットなどで表現されているため、JPGに比べて色の階調が段違いに多いことになります。

このため、RAWで編集したほうがよりきめ細かい色の制御を行えるというわけです。

まとめ

ここに紹介した以外にも、画像形式は目的ごとに様々なものがあります。写真などの画像のことを「ビットマップ形式、ラスター形式」と呼びますが、イラストや図形データを保存するための「ベクター形式」というものもあります。

詳細については、各位でお調べになっていただけると幸いです。最後までお付き合いいただきありがとうございました。お粗末でした。