コンピュータで扱う画像は、ラスター(raster＝走査線)画像と ベクトル画像に大別される.

ラスター画像

"ピクセル" と呼ばれる点の集まりで構成される画像. ピクセルは離散単位、位置、値の三つの要素からなる 画像を構成する最小単位である. 要素はあかるさ・色・透明度といったチャンネルで構成される. X × Y の画像では 左上のピクセル番号が0で右下のピクセル番号が(X × Y - 1)となる.
( "ピクセル" は "Picuture" と "element" からなる造語. 日本語では "画素" と訳される. )

カラーモデル

• RGB
  光の三原色 (Red,Green,Blue) の値を結合したあたいで表現. ディスプレイの表示ではそれぞれの電子ビーム強度に対応する.
• CMY, CMYK
  印刷現場で使われてきたカラーモデルで プリンター出力を意識したツールでよくつかわれる。 C (シアン), M(マゼンダ), Y(イエロー), K(ブラック).
• YIQ
  テレビ放送で RGB モデルを記録するのに使用される. Y は輝度(Luminosity)を示し, I は位相(In-phase)色でオレンジからシアンまで Q は直角位相(Quadrature:直角位相)で グリーンからマゼンダまでの情報を持つ.
• HSL
  色相(Hue), 彩度(Saturation), 明度(Lightness)
• HSV
  色相(Hue), 彩度(Saturation), 明度(Value)
• La*b*<> L (明度), a*(緑から赤への変化), b*(青から黄までの変化)

チャンネル

ピクセル各要素の情報を管理. 三種類の要素からなるカラーモデルを使用する場合の 24 bit 色と言うのは 各チャンネル 8 bit (0-255) の階調で表現できる. したがって 256 × 3 色を表現できることになる.

RGB と CMY

• CMY
  減算混合色. 目的の色を得るのに白色光から CMY の色を減ずる(吸収する)ことになる.
• RGB
  加算混合色. 目的の色を得るのには CMY の色を加えることになる.

色情報の管理

RGB あるいは CMY カラーモデルをつかった各ピクセルの色に関する情報管理方法には 以下のようなものがある.

• インデックス型
  3原色が統合された色をカラーパレットと呼ばれる配列にいれて管理. カラー画像を表示するために最適な各色を画素ひとつひとつに割り当る.
• ハーフトーン型
  3原色に関する情報を各ピクセルのチャンネルとして管理. 8bit カラーの場合 RGBの各色について256段階の色の濃淡を重ね合わせて, R256色×G256色×B256色＝1670万色を表現.
• グレースケール型
  3原色の値が全て同一であるパレットで管理. (モノクロは白黒2色で構成される。 グレースケールは白から黒までの多階調で構成される)
• ディザ型(2値)
  RGB の小さな点の集合の密度で濃淡をつくりカラー画像を表現. (e.g. 新聞のカラー写真)

色相, 彩度, 明度

• 色相
  あか,あお,みどりきいろ…といった色味(可視光の波長)を区別する概念.
• 彩度
  基準色に一定量のグレーを混ぜることで調整される. 彩度が高い程より鮮やかないろになり, 低い程グレーに近くなる.
• 明度
  反射にたいして知覚される明暗の度合を表す概念.

画像ファイル形式

• GIF (Graphics Interchange Format)
  損失無し, 人工的画像に適すが圧縮率は一般に良くない.
• JPEG
  24 ビット色をサポート, 損失はあるが圧縮性に優れている. 写実的画像に適す.
• TGA
  おもに 24 ビット色画像に使われるが, 8,16,24,32 ビットの画像もサポート. 圧縮無し.
• TIFF (Tagged Image File Format)
  LZW 圧縮を使用したときは損失の無い圧縮. DCT 圧縮を使用すると損失が発生.
• XBM / XPM
  X Bitmaps (白黒画像用). X Pixmaps (色情報あり).
• PNG (Portable Network Graphics)
  GIF に使われている圧縮方式特許問題を解決すべく開発された.

画像形式について => 2D Bitmap Specifications