デジタル画像

デジタル画像：ラスターとベクターの特性と種類

デジタル画像は、コンピュータで扱う2次元画像のことで、0と1のデジタル値を用いて表現されます。大きく分けて、ラスターイメージとベクターイメージの2種類が存在します。一般的に「デジタル画像」と言った場合、ラスターイメージを指すことが多いです。

ラスターイメージ

ラスターイメージは、多数の小さな点であるピクセルを二次元的に並べて画像を構成します。各ピクセルは、輝度や色といった情報を保持しており、これらの情報によって画像が表示されます。

ラスターイメージは、デジタルカメラやスキャナといったデバイスで作成される他、ペイントソフトを用いて手描きで作成することも可能です。数学関数や3次元モデルからの生成も可能で、特に3次元モデルからの生成は3DCGと呼ばれます。

コンピュータ上では、ピクセルは二次元配列としてメモリに格納されますが、保存や転送時は圧縮されるのが一般的です。デジタル画像処理は、ラスターイメージの変換アルゴリズムを研究する分野です。

ラスターイメージの種類

ラスターイメージは、ピクセルが保持する情報の量や種類によって、以下のように分類されます。

二値画像: 白と黒の2値のみで表現される画像
グレースケール: 白黒の濃淡で表現される画像
カラー画像: 赤、緑、青（RGB）などの複数の色で表現される画像
擬似カラー画像: 可視光線以外の情報（赤外線など）を色で表現した画像
マルチスペクトル画像: 可視光線以外の複数の波長の情報を色で表現した画像（例：衛星画像）
セマティック画像: マルチスペクトル画像を、土地被覆などの意味情報に基づいて色分けした画像
トモグラフィー画像: 断層撮影画像。複数の画像から立体を再現する場合は、ピクセルがボクセルになります。

ラスターイメージのファイルフォーマット

デジタルカメラで一般的に使用されるRAWファイルは、カメラが取得したほぼ全てのデータを保持したファイルフォーマットです。高画質で柔軟な編集が可能ですが、メーカー独自のフォーマットが多く存在し、互換性に課題があります。アドビのDNGは、RAWデータを保存するための標準フォーマットとして提案されています。JPEG、PNG、GIFなどは、Webブラウザでも閲覧可能な一般的なフォーマットです。

ベクターイメージ

ベクターイメージは、点や線、曲線といった幾何学的要素で画像を構成します。各要素の位置や形状、色は数値データで記述されるため、拡大しても画質が劣化しません。ドローソフトなどで作成される他、ラスターイメージを変換して作成することも可能です。

ベクターイメージは、ロゴや図面など、拡大縮小が必要な画像に適しています。ラスターイメージとベクターイメージを組み合わせた画像も広く利用されています。例えば、写真にテキストを重ね合わせるなどです。

デジタル画像の閲覧方法

デジタル画像は、様々なソフトウェアで閲覧できます。Webブラウザは、JPEG、PNG、GIFなどのラスターイメージ、SVGなどのベクターイメージを閲覧できます。多くの閲覧ソフトには、スライドショー機能も搭載されています。

関連事項

イメージスキャナ
画像編集ソフト
画像ファイルフォーマット
光学文字認識 (OCR)
信号処理
スクリーンショット
デジタル画像処理
デジタル写真
プリンター
* DICOM (医療画像フォーマット)

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