コンピューターのピクセルとは何ですか? また、どのように表現されますか?

画像がなければ、コミュニケーションは何も、ほとんど何もできないでしょう。写真のネガやプリントが電子記録技術に取って代わられる前から、画像ファイル用のさまざまなデータ形式が開発されていました。人気のキーワードには、RAW、BMP、TIFF などがあります。開発者は、これらの形式ではファイル サイズがかなり大きくなり、特に高速な Web アプリケーションの実行に支障をきたすことにすぐに気付きました。これにより、画像圧縮の可能性の探求が始まりました。 JPG と PNG の「戦い」はまだ終わっておらず、Google 独自の画像形式である WebP などの新しい形式が登場しています。

しかし、これらの巧妙な技術形式には、解決すべき問題が 1 つあります。それは、ある程度の解像度を持つ大画面から始めて、出力メディアに表示可能でなければならないということです。ここで、「ピクチャ セル」という用語が登場します。これはピクセルと統合された造語で、1965 年頃に初めて用語として使用されました。この記事では、ピクセルの構成要素と、それが画像表現においてどのような役割を果たすのかを理解できるようにします。

ピクセルとは何ですか?

ピクセル (略して px) は、デジタル表示される画像の最小要素です。 通常、モニターや携帯電話のディスプレイでは、複数のピクセルがラスター状に並べられます。 ラスター画像は多数のピクセルで構成されています。

目で簡単に「解読」できる複合ラスター グラフィック。 ただし、白い枠内の画像を拡大すると、さらに困難になり、不可能になることもあります。

前の画像を 1,000% 拡大して切り取った画像では、ラスター内のピクセルがはっきりと表示され、表示されている内容を解釈できなくなりました。

上記の画像では、ラスター ポイントは使用されているプログラム (Photoshop) によって表されています。 各ピクセルは異なる色または色合いを持ち、それらが組み合わされると合成画像が作成されます。 このような画像を HD 品質で再現するには、1920 x 1080 ピクセル、合計 2,073,600 ピクセルが必要です。 たとえば、画像全体がちらつきなく正しい色で表示されるようにするには、ディスプレイ内のテクノロジーによって、これらのピクセルを正しい順序と繰り返し率で個別に処理する必要があります。

ピクセルは何でできていますか?

ピクセルが特定の色を表すために、赤、緑、青 (RGB) の色のサブピクセルで構成されます。 これらのサブピクセルはさまざまな形状を持つことができ、画像の鮮明度が高く、ピクセル要素間のスペースが小さいレイアウトを作成できます。 たとえば、iPhone 11 Proのディスプレイを見れば、技術的に何が可能なのかがわかるでしょう。 ディスプレイサイズは 2436 x 1125 ピクセル、解像度は 458 ppi (ピクセル/インチ) です。 これにより、ピクセル サイズは 0.05 mm、サブピクセル サイズは 0.018 mm (四捨五入した値) になります。

ピクセルレイアウトを生成するために使用されるサブピクセル。 サブピクセルのサイズは、現在 0.1 mm の範囲をはるかに下回っています。

いずれの場合も、単一ピクセルの出力色は、3 つのサブピクセルの色値の組み合わせになります。 3 つの色は加算的に混合されるため、異なる値を取ることができます。 添加混合は重ね合わせを意味します。

3 つの原色の最大値がすべて 255 の場合、出力は黒になります。 RGB = 0/0/0 の場合は白が表示されます。 中間の値では、約 1670 万色 (2563) の表示が可能になります。

画像ピクセルのサブピクセルを制御するために必要な値を持つ RGB カラー モデルで白黒およびランダムに選択された色を表現します。

実際のところ、いわゆる「サブピクセル レンダリング」により、最も微細な色のニュアンスの表示がさらに正確になります。

ピクセルサイズと画質

蜂の画像とその切り抜きは、ピクセルのサイズが光学的知覚にどのように影響するかをすでに示しています。コンピュータの初期の頃、モニターは依然として古典的なブラウン管と 640 x 480 (VGA)、後に 800 x 600 (SVGA) の解像度を備えたデバイスでした。つい最近、1280 x 720 ピクセルのいわゆる「HD 対応」 PC が登場しました。 True HD は 1920 x 1080 ピクセルを提供し、最新の 8K フルフォーマット システムは 8192 x 4320 ピクセルを提供します。しかし、LED ディスプレイの開発により、ピクセル数をめぐる競争が本格的に始まりました。非常に短い時間で非常に高いピクセル密度を実現します。この技術は現在、最新のスマートフォンのディスプレイに採用されています。

モニターに表示される画像の解像度の尺度として、72 dpi (ドット/インチ) が人間の目にとって適切な値であることが示されています。ピクセルが小さければ小さいほど、ディスプレイ表面に詰め込むことができるピクセルの数が増え、デバイスの全体的な解像度が向上します。プロフェッショナルな印刷物の場合、300 dpi が最も一般的な値です。

デジタルカメラなどからデジタルラスターイメージを作成すると、それを大幅に拡大することができますが、これによりレンダリングの品質は必ず低下します。そのため、写真やビデオに写っている顔が認識できなくなると、その結果得られる画像は「ピクセル化」されることが多いのです。

ヒント<br> コンピューターの画面の解像度を変更するには、Windows デスクトップを右クリックします。 表示されるダイアログ ボックス メニューで、「グラフィックス オプション」または「グラフィックス プロパティ」を選択すると、ポップアップ オプションで画面解像度を調整できます。 MacOS では、Apple メニュー > システム環境設定 > ディスプレイからアクセスできます。

メガピクセルとは何ですか?

「メガピクセル」という用語は、正確には 100 万という多数のピクセルを表します。 この用語は、デジタルカメラやカメラ付きスマートフォンが初めて登場したときに生まれました。 画像の解像度を説明します。 ただし、高品質のカメラであれば、メガピクセル数がそれほど高くなくても、被写体から多くの情報を得ることができます。 これらのメガピクセルでは、高性能カメラ ソフトウェアがシャープネスと明るさの調整、および画像ノイズの抑制を行います。これは、メガピクセルの高解像度のみよりも、画像の表示においてはるかに大きな役割を果たすことがよくあります。