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====== ディジタル画像 ======

===== 概要 =====

ディジタル画像は、コンピュータで扱えるように、画像を[[cg:fundamentals:pixel|画素]]と数値で表したものである。連続的に変化する像をそのまま保存するのではなく、位置や明るさ、色を離散的なデータとして表す。ディジタル画像は、実世界の像や[[cg:fundamentals:analog_signal|アナログ信号]]をコンピュータ上で扱うために、[[cg:fundamentals:sampling|標本化]]や[[cg:fundamentals:quantization|量子化]]を通して得られる画像データとして理解する。

{{:cg:figures:chapter01:fig_1_3_digital_camera_model.png?600|ディジタルカメラモデル}}

===== 詳しい説明 =====

ディジタル画像は、多数の画素が縦横に並んだデータとして考えられる。各画素には、明るさや色を表す[[cg:fundamentals:pixel_value_no072|画素値]]が入る。白黒画像なら明るさの値、カラー画像なら赤・緑・青などの成分を持つことが多い。実世界の像は連続的に変化するが、コンピュータでは有限個の位置と有限段階の値として扱う。

このとき、画像をどの位置で区切って取り出すかが[[cg:fundamentals:sampling|標本化]]、取り出した値をどの段階の数値にするかが[[cg:fundamentals:quantization|量子化]]である。解像度が低ければ細部が失われ、量子化の段階が少なければなめらかな濃淡が表しにくくなる。CGの出力画像も、写真データも、最終的にはディジタル画像として表示・保存される。

===== CG制作との関係 =====

CG制作では、レンダリング結果、テクスチャ、合成素材、マスク画像などがディジタル画像として扱われる。3D空間の計算結果も、画面に出るときには画素の集まりになる。画像サイズ、解像度、色の階調、アルファチャンネルなどは、制作結果の品質や用途に影響する。

===== ゲーム開発との関係 =====

ゲーム開発では、テクスチャ、スプライト、UI画像、フレームバッファの内容などがディジタル画像である。ゲーム画面も毎フレーム生成されるディジタル画像として考えられる。画像を扱うときは、ファイル形式、解像度、メモリ使用量、圧縮形式、画素値の扱いが重要になる。

===== 制作・実装での例 =====

キャラクターの表面に貼るテクスチャ画像は、ディジタル画像の例である。画像ファイルを読み込み、GPU上のテクスチャとして保持し、描画時に画素値を参照して色を決める。UI画像やエフェクト素材も同じく、画素と画素値のデータとして扱われる。

===== 検定対策ポイント =====

ディジタル画像は、画素と画素値によって表される画像である。[[cg:fundamentals:analog_image_no006|アナログ画像]]は連続的な画像情報であり、コンピュータで扱うにはディジタル化が必要になる。標本化は位置を離散化する処理、量子化は値を段階化する処理として区別する。

===== 関連用語 =====

  * [[cg:fundamentals:analog_image_no006|アナログ画像]]
  * [[cg:fundamentals:analog_signal|アナログ信号]]
  * [[cg:fundamentals:digital_signal|ディジタル信号]]
  * [[cg:fundamentals:sampling|標本化]]
  * [[cg:fundamentals:quantization|量子化]]
  * [[cg:fundamentals:pixel|画素]]
  * [[cg:fundamentals:pixel_value_no072|画素値]]

===== タグ =====

  * CGエンジニア検定
  * 第1章
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