画像の基礎知識：ラスター形式とは？

画像の基礎知識：ラスター形式とは？

デジタル画像とラスター形式

普段、何気なく見ている写真。スマートフォンで撮ったものやインターネット上で目にするものなど、その多くはデジタル画像という形で存在しています。デジタル画像とは、コンピューターが処理できる形式に画像を変換したものであり、数字の列によって表現されます。

このデジタル画像の表現方法には、いくつかの種類があり、その中でも代表的なものがラスター形式です。ラスター形式は、画像を小さな点（ピクセル）の集まりとして表現する方法です。一つ一つのピクセルには、色や明るさの情報が含まれており、これらのピクセルが無数に集まることで、私たちが目にする写真やイラストが作り出されています。

新聞に印刷された写真やウェブサイトに掲載されている画像など、ラスター形式は様々な場面で活用されています。身近な例では、スマートフォンのカメラで撮影した写真も、このラスター形式で保存されています。

ラスター形式は、写真のように色の変化が複雑な画像を表現するのに適しているという特徴があります。一方で、画像を拡大すると、ピクセルの一つ一つが目立ってしまい、画質が粗くなってしまうという側面も持っています。

点の正体：ピクセル

私たちが普段見ているデジタル画像は、実は小さな点が集まってできています。写真もイラストも、画面を拡大してみると、モザイクアートのように四角い点の集合体であることがわかります。この画像を構成する最小単位となる点のことを「ピクセル」と呼びます。

ピクセルは、画面上に表示される一つ一つの点の色を表す情報を持っています。色の情報は、赤、緑、青の光の三原色の強さの組み合わせで表現されます。例えば、赤いリンゴの画像は、赤いリンゴの部分には赤い色の情報を持ったピクセルが多く配置され、緑色の葉の部分には緑色の情報を持ったピクセルが多く配置されることで、私たちはそのように認識することができます。

ピクセルの数は、画像の細かさを表す解像度と深く関係しています。解像度が高いほど、ピクセル数は多くなり、よりきめ細かい表現が可能になります。逆に、解像度が低い場合は、ピクセル数が少なくなるため、画像は粗く表示されます。

このように、私たちが目にするデジタル画像は、無数のピクセルによって表現されているのです。

解像度：画像の細かさを決めるもの

写真やイラストなど、私たちが普段目にする画像は、小さな点（ドット）が集まってできています。この点のことを「ピクセル」と呼び、画像の最小単位となっています。そして、画像の細かさを表す「解像度」は、このピクセルの数で決まります。
解像度は、一般的に「dpi（dots per inch）」という単位で表されます。これは「1インチ（約2.54cm）あたりにいくつのピクセルが含まれているか」を示すものです。つまり、dpiの値が大きいほど、1インチあたりのピクセル数が多くなるため、きめ細かい滑らかな画像になります。例えば、印刷によく使われる300dpiの画像は、1インチの中に300個のピクセルが並んでいる状態です。
反対に、dpiの値が小さい場合は、1インチあたりのピクセル数が少なくなるため、画像は粗く、輪郭などがギザギザして見えてしまいます。例えば、72dpiの画像は、1インチの中に72個のピクセルしかないため、300dpiの画像と比べると、かなり粗い印象になります。
このように、解像度は画像の美しさに大きく影響するため、画像を使う際には、用途に合わせて適切な解像度を選ぶことが大切です。

ラスター形式のメリット：色の表現力

画像には、大きく分けてラスター形式とベクター形式の二つがあります。写真やイラストなど、普段私たちが目にする機会の多い画像は、ほとんどがラスター形式です。
ラスター形式の画像データは、画像を構成する最小単位である「ピクセル」と呼ばれる点の一つ一つに、色情報を持たせています。このため、点描画のように、色のついた点を並べて表現することで、滑らかで自然な色の変化を表現することが可能です。
色の表現力が豊かなラスター形式は、写真画像やイラストなど、色の表現が重視される画像に適しています。例えば、夕焼け空のグラデーションや、花びらの繊細な色の変化なども、ラスター形式であれば美しく表現できます。また、写真に写り込んだ人物の肌の色や質感を、自然に表現することも可能です。
一方、色の表現よりも、画像の拡大縮小や回転などの編集作業を優先したい場合は、ベクター形式の方が適しています。ベクター形式は、図形を座標情報や数式で表現するため、拡大縮小や回転などの編集を行っても、画質が劣化することがありません。
このように、ラスター形式とベクター形式は、それぞれにメリットとデメリットがあります。画像を作成する際には、用途や目的に合わせて、適切な形式を選択することが大切です。

ラスター形式のデメリット：ファイルサイズと拡大縮小

ラスター形式の画像データは、その構造上、いくつかの欠点があります。
一つ目は、ファイルサイズが大きくなりやすい点です。ラスター形式では、画像を構成する一つ一つの小さな点である「ピクセル」に、それぞれの色情報が記録されています。そのため、画像のサイズが大きくなるにつれて、記録する情報量も増え、結果としてファイルサイズも大きくなってしまうのです。
二つ目は、拡大縮小を繰り返すと画質が劣化しやすい点です。画像を拡大する場合、コンピュータは元のピクセル情報に基づいて、間に新しいピクセルを自動的に作り出す必要があります。しかし、この処理によって、本来滑らかであるべき線がギザギザになったり、画像がぼやけたりすることがあります。逆に画像を縮小する場合、ピクセル情報を間引く処理が行われます。この処理によっても、画像の重要な情報が失われ、結果として画質が劣化してしまうのです。
これらの特徴から、ラスター形式は、チラシやポスターのように、一度作成したらあまりサイズを変更することなく使用される場面に適しています。一方で、ロゴマークのように、様々なサイズに拡大縮小して使用される場面には、後述するベクター形式の方が適していると言えます。