ピクセル

ピクセルは、コンピューター、携帯電話、またはタブレット ディスプレイの基本要素であり、カラー ディスプレイの場合、光の 3 原色である赤、緑、青で構成されます。コンピュータ画像は、行と列に配置された何千ものピクセルで構成されています。これらの個々のピクセルがコンピューターまたはデバイスのメモリと画像ファイルの両方にどのように保存されるかは、長年にわたって進化してきました。これらの方法のいくつかを以下で説明します。

ピクセルはモノクロ、グレースケール、カラーのいずれかであり、これに応じて、単一ピクセルを保存するために必要なコンピューターまたはデバイスのメモリの量に直接影響します。

モノクロ

古いコンピュータ システムでは、コストを削減するために、通常、緑または黒のピクセルを表示できるモノクロ画面が付属していました。これは、画面の設計要件を簡素化しただけでなく、コンピューターのメモリ内でピクセルを 0 または 1 として表現できることも意味しました (バイナリビット) 1 つの画像内に 8 ピクセルを保存できるため、画像の保存に必要なメモリが最小限に抑えられます。バイトコンピューターのメモリのこと。

フルカラーのシーン

同じフルカラーのシーンを白黒に変換したもの

同じ白黒画像の一部を拡大したもの

グレースケール

グレースケール ピクセルは、通常、黒と白を含む 256 レベルのグレーを持つピクセルです。 256 の可能な値は、グレースケール値を格納するために使用される単一のメモリ バイトの結果です。グレースケール ピクセルに必要なメモリが 1 バイトのみであることを確認すると、多くの利点があります。画像の保存に必要なメモリが削減されるだけでなく、ソフトウェア開発者がこれらの画像を処理するのも比較的簡単になります。

フルカラーのシーン

同じフルカラーシーンをグレースケールに変換

画像で使用されている 256 レベルのグレー

色

カラー ピクセルを保存するために長年にわたって開発された方法がいくつかあります。これらの多くは、カラー画面の制約とはまったく関係なく、むしろ当時非常に高価だったコンピューター メモリの量を最小限に抑える必要性からのものでした (ラム) カラー画像を保存する必要があるだけでなく、初期のコンピュータに見られるグラフィックス ハードウェアの制限もありました。

パレット

コンピューティングの初期には、効率的なメモリ使用を確保し、グラフィックス ハードウェアの制限をサポートするために、カラー イメージは特定のサイズのカラー パレットで指定できました。これらのパレット サイズは、多くの場合、2、4、8、16、および 256 色になります。これらの色は、多くの場合、利用可能な色のより大きなプールから取得されます。次のような異なるアルゴリズムを使用することが可能でした。フロイド・スタインバーグ・ディザリング多くの場合数千色で構成されるフルカラー写真を撮影し、これを 256 色のパレット内に収まるように縮小し、それでも非常に良好な画質を維持します。これはまさに、次のような古い画像形式で使用されている方法です。GIF 。

フルカラーのシーン

同じフルカラーのシーンを 256 色のパレットに縮小

使用される 256 色のパレット

フルカラー

時代が進み、デバイスのメモリの容量が増大し、価格が低下するとともに、デバイスのハードウェア パフォーマンス全般が一貫して向上するにつれて、画像の保存に必要なメモリの量を削減するためにカラー パレットを使用することの重要性は低くなりました。これにより、最新の画像形式のピクセルは、赤要素に 1 バイト、緑要素に 1 バイト、青要素に 1 バイトのハイカラー形式で保存されるようになり、フルカラー ピクセルには約 1,670 万色の範囲が与えられます。

これにより、デバイスのハードウェア容量とパフォーマンスが向上しましたが、パレットの必要性がなくなっても、画像を保存するために必要なスペースの量を減らす必要性がなくなるわけではありません。そして、提供される画像フォーマットは、損失のあるそして無損失の圧縮オプションは、パレットに頼らずに画像サイズを削減するために作成されました。