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 デジタル画像について

ラスター画像とベクター画像・ファイルフォーマット

画像フォーマットとは・・・

ココでは画像フォーマットの基礎について解説してみました。
まずは、ベクトル画像とラスター(ビットマップ)画像の違いついて、
続いてEPS,PICT,BMP,TIFF,GIF,JPEGの各種画像フォーマットの特徴についてです。


ベクトル画像とラスター(ビットマップ)画像の違い

ベクトル画像について

まず、ベクトル画像を扱うドロー系ソフトの代表的としてはAdobe Illustrator, Macromedia FreeHandなどが上げられます。
ベクトル画像は、画像の直線、曲線等をベクトル計算(画像の形状を線と面で定義した数式)に置き換えて描かれています。ベクトル計算によって描かれた画像は拡大縮小しても、まったく画質が劣化しません。よって、ベクトル画像は、画像を点状の画素の集合で描いていませんので、解像度という概念がありません。ベクトル画像は、シャープな直線と曲線で構成されている文字やイラストを描くのに適しています。

画像フォーマットのEPS形式は、このベクトル画像の方式を採用しています。


※Adobe Photoshopなどのラスター系ソフトでもEPS形式にて画像データを保存することができますが、ファイルがベクトル画像になるわけではありません。

ラスター(ビットマップ)画像について

代表的なラスター(ビットマップ)系ソフトとしてAdobe Photoshop, Fractal Design Painterなどが上げられます。
ラスター画像というのは、画像の形状を数式ではなく、画像を構成する決まった数の点状の画素(dotやpixel)の集合で描いています。
よって、その画質は、一定の長さ当たりに存在する画素数、つまり、解像度(dot/inchやpixels/inch)に左右されるのです。
その為、画像を拡大しすぎると、曲線部分、斜め線部分でギザギザが目立つようになります。
ラスター画像は、グラデーションのように徐々に色変化のある画像、連続的に複雑に色変化をする写真画像に適しています。
画像フォーマットのPICT形式、BMP形式、TIFF形式、GIF形式、JPEG形式、Photoshop形式等の多くで、このラスター画像の方式を採用しています。

各種画像フォーマットの特徴について

EPS

ベクトル画像を描けるほとんどのドロー系ソフト(Adobe Illustrator、Macromedia FreeHandなど)で主に用いられています。
EPS形式の優れている点は、ベクトル画像のため拡大縮小に関係なくシャープな直線、曲線を描けることにあります。
直線と曲線の集合である文字とイラストには、最適な画像フォーマットです。

EPS形式はEncapsulated PostScript Fileの頭文字をとっています。そこでEPS形式とPostScriptの違いについて説明をしておきます。
EPS形式は、Adobe Systemsが規格したベクトル画像系のPostScriptを基本に規格されたものです。
PostScriptが、ASCIIコードによるテキストファイルとなっているの対し、EPS形式はバイナリ形式にすることも可能にしています。
また、EPS形式は、このPostScriptデータに画面プレビュー用の低解像度画像データとしてラスター画像系のPICT形式または、TIFF形式のデータを追加してあります。
さらに、EPS形式は、ベクトル画像の他にラスター画像も保存できるようにしています。
しかし、先にも述べましたがAdobe Photoshopなどのラスター系ソフトで文字やイラストを描き、その画像データをEPSF形式で保存しても、ラスター画像のまま保存されますので、あしからず(^_^;)。
EPS形式は、文字やイラストを扱うのに最適なフォーマットですが、それは、ベクトル画像を描くことができるドロー系ソフト(Adobe Illustrator、Macromedia FreeHandなど)で文字やイラストを描いたときにこそ、EPS形式としての真価を発揮します。
なお、ベクトル画像系のEPSファイルをラスター系ソフトのAdobe Photoshop等で読み込むと、その画像はもちろんビットマップ画像に変換されます。
よって、Adobe PhotoshopでEPS形式画像を開くときは、解像度を設定する必要があります。
このファイルの拡張子名は.EPSです。

特徴
・フルカラー、ベクトル画像&ラスター画像も扱える。
・印刷時のインクの色に合わせたCMYKモードをサポートする。
・DTP(Desk Top Publishing:電子出版)でよく利用される。
・文字とイラストに最適(^o^)。


PICT

Macintoshの基本画像フォーマットです。
PICT形式はラスター画像と簡単なベクトル画像とテキストデータを混在して扱うことができます。
Macintoshは、なんと1670万色フルカラーのグラフィックス描画をつかさどる32bit QuickDrawを本体ROMに搭載しており、この32bit QuickDrawルーチンが、ラスター画像とベクトル画像とテキストデータの混在を許しています。
つまり、PICT形式は、この32bit QuickDrawに依存しているため、混在してしまえるわけです。
この混在のおかげで、ベクトル画像を描けるドロー系グラフィックソフトで保存したPICT形式ファイルを別のラスター系ソフトで開くと、ラスター画像として開くことができるわけです。

ただし、この混在が災いとなることもあります。
 例えば、お客様がMacintoshで作成したPICT形式画像をこちらのMacintoshで読み込んだときに、ある特別なフォントだけ再現できないという不具合を起こす可能性があります。
これは、お客様がPICT形式画像を作成したときに使用したフォントが、こちらのMacintoshにインストールされていないときに発生します。
また、お客様が使用したものと異なるグラフィックソフトウェアでこちらがPICT形式画像を読み込むとベクトル画像の部分だけ正常に表現できないという不具合を起こす可能性も残念ながらゼロとは言えません。
よって、このような不具合を回避するために、純粋にラスター画像だけを保存できるTIFF形式、BMP形式、GIF形式、JPEG形式などのラスター画像フォーマットを選択した方が無難ということになります。

特徴
・フルカラー、ラスター画像&簡単なベクトル画像、CMYKモードはなし。


BMP

MS-DOS,Windowsの標準ビットマップ画像フォーマットです。
色数はフルカラーをサポートしています。
RLE圧縮を行うこともできますが、一般的には無圧縮で利用されることが多いようです。
このファイルの拡張子名は.BMP、または.DIBです。

特徴
・フルカラー、ラスター画像、CMYKモードなし


TIFF

TIFF形式は、Tag Image File Formatの頭文字をとっています。
マイクロソフト、アルダス、ヒューレットパッカードなどのスキャナメーカが規格化し、異なるOSやパソコン機器で画像ファイルを交換できるようにするために、画像ファイルの先頭にタグと呼ばれる識別子を付けて、画像データの属性を分かるようにした画像フォーマットです。
 ただし、このタグ機能をサポートしないグラフィックソフトでTIFF形式画像ファイルを開くと、タグ情報を無視したり、ファイルを開けない事態も起こりえます。
 ラスター 画像系に属し、フルカラー印刷で使うインクの色に合わせたCMYKモードをサポートしていますので、出版物の写真によく使われます。
LZW形式,PackBits形式の圧縮も可能ですが、一般的には無圧縮で利用されることが多いようです。
また、PC-AT互換機とMacintoshとでは、データの並びが異なります。
このファイルの拡張子名は.TIFです。

特徴
・フルカラー、ラスター画像
・印刷で利用するインクの色に合わせたCMYKモードをサポートする。
・DTP(Desk Top Publishing:電子出版)でよく使われる。


GIF

米国大手BBSのCompuServeが開発した標準画像フォーマットです。
インターネットの世界でもっともポピュラーな画像形式です。
正式名は、CompuServe Graphics Interchange Fileですが、一般的にはGIF(ジフ)と呼ばれています。
ラスター画像系に属しますが、256色までしかサポートしていません。
また、可逆圧縮(画像伸張して完全に元の画像に戻るのが、可逆圧縮方式です。)を行って、ファイル容量を抑える工夫もされています。
以上のことからもわかるように、この画像フォーマットは画質重視ではありません。
あくまでネットワーク用に開発されたものですので、色数の制限と圧縮によりファイル容量を抑え、電話回線での転送時間を短くすることを重視しています。
ですから、GIF形式画像は、ホームページに掲載される画像として、標準的に採用されています。
ネットワーク上で文字とイラストを表現するには、256色で十分だからです。
なお、Version 87aは、画像の一部を透明化する透過GIF画像をサポートしていません。
透過GIF画像を使うためには、Version 89aを選択する必要があります。
また、GIF形式画像の上端から表示を開始し、下端で表示を終了するようにするときはノーマルを、GIF形式画像の全体をぼんやりした状態で表示し、だんだん細部がはっきりして全体の表示を終了するときは、インターレースを選択します。
このファイルの拡張子名は.GIFです。

特徴
・256色までのカラー、ラスター画像、CMYKモードなし。
・可逆圧縮により 比較的ファイル容量を小さくできる。
・ホームページに掲載する文字とイラストに最適(^o^)
・インターレースを使うことができる。
・任意の色を透明色として扱うことができる。


JPEG

 Joint Photographic Experts Groupという団体が規格化したデジタル写真用に開発された画像フォーマットです。
その団体名の頭文字をとって、一般的には、JPEG(ジェイペグ)と呼ばれます。
JPEG形式はGIF形式と並んでインターネットの世界で一般的な画像形式で、 ラスター画像系に属し、フルカラーをサポートしています。
また、他の画像フォーマットに類を見ない1/10から1/50という高い圧縮を行って、ファイル容量を極端に低くできる構造をしています。
ですから、JPEG形式画像は、インターネットのホームページにフルカラーの画像を掲載したいときに最適であると言えます。
ただし、JPEG形式は非可逆圧縮方式で画像データを保存するため、画像伸張して元の画像に戻すときに、元の画像の品位に戻らない欠点があります。
JPEG形式画像を拡大表示すると、輪郭がモヤモヤとぼけていることが分かりますが、 通常は、気にならない程度の画質劣化です。
画質に応じて圧縮率を選択できますので、画質を重要視するならば、高画質の低圧縮率を選択しておけばいいのです。
 また、JPEG形式画像の全体をぼんやりした状態で表示し、だんだん細部がはっきりして全体の表示を終了するようにしたいならば、Progressive JPEGを選択する必要があります。
このファイルの拡張子名は.JPGです。

特徴
・フルカラー16,777,216色を扱うことができる、ラスター画像。
・印刷で利用するインクの色に合わせたCMYKモードをサポートする。
・非可逆圧縮によりファイル容量を極端に小さくできる。
・非可逆圧縮のため元の画像の品位に戻らない(T_T)
・高画質の低圧縮率を選択すれば、通常は気にならない程度の画質劣化です(^o^)
・ホームページに掲載するフルカラー写真に最適(^o^)
・プログレッシブ JPEGではインターレースを使うことができます。

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