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====== ディジタル信号 ======

===== 概要 =====

ディジタル信号は、コンピュータで扱えるように数値化され、離散的な値として表された信号である。画像の場合は、画素ごとの明るさや色の値、つまり[[cg:fundamentals:pixel_value_no072|画素値]]として扱われる。連続的な[[cg:fundamentals:analog_signal|アナログ信号]]と対比すると、ディジタル信号は[[cg:fundamentals:digital_image|ディジタル画像]]をコンピュータで保存・処理・伝送するための基本概念として理解しやすい。

===== 詳しい説明 =====

ディジタル信号では、情報を有限個の値や段階で表す。たとえば画像では、各画素の明るさを0〜255のような数値で表す場合がある。これは現実世界の光の強さをそのまま連続値として持つのではなく、コンピュータが計算できる値として扱うためである。

アナログ信号をディジタル信号にするには、[[cg:fundamentals:sampling|標本化]]と[[cg:fundamentals:quantization|量子化]]が関係する。標本化は、どの位置や時刻の値を取り出すかを決める処理であり、量子化は取り出した値をどの数値段階に丸めるかを決める処理である。ディジタル信号にすることで、保存、コピー、演算、伝送がしやすくなるが、標本化や量子化の条件が不十分だと情報が失われる。

===== CG制作との関係 =====

CG制作では、画像、音声、アニメーション、3Dモデルの座標など、多くの情報が数値として扱われる。画像に限れば、画素値として保存されたディジタル信号を編集・合成・出力していると考えられる。ディジタル信号の理解は、画像品質やデータ形式を考える基礎になる。

===== ゲーム開発との関係 =====

ゲームプログラムでは、画像、音、入力、座標、時間などが数値データとして処理される。画像の場合、テクスチャや画面バッファの各画素がディジタル信号として扱われる。入力機器の値も、最終的にはプログラム内で扱える数値として処理される。

===== 検定対策ポイント =====

ディジタル信号は数値化された離散的な信号である。[[cg:fundamentals:analog_signal|アナログ信号]]との違いは、連続的か離散的かで整理する。画像では、ディジタル信号は画素値と結びつく。[[cg:fundamentals:analog_to_digital_conversion|アナログ/ディジタル変換]]ではアナログ信号をディジタル信号に変換し、[[cg:fundamentals:digital_to_analog_conversion|ディジタル/アナログ変換]]では逆にディジタル信号をアナログ信号へ戻す。

===== 関連用語 =====

  * [[cg:fundamentals:analog_signal|アナログ信号]]
  * [[cg:fundamentals:digital_image|ディジタル画像]]
  * [[cg:fundamentals:pixel_value_no072|画素値]]
  * [[cg:fundamentals:sampling|標本化]]
  * [[cg:fundamentals:quantization|量子化]]
  * [[cg:fundamentals:digital_to_analog_conversion|ディジタル/アナログ変換]]

===== タグ =====

  * CGエンジニア検定
  * 第1章
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