間違うと画質が劣化?画像形式の特徴と違いについて

間違うと画質が劣化?画像形式の特徴と違いについて

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「JPGとかPNGとか,何が違うの!?」

カメラやスマホのスクリーンショットなどで私たちも日常的に画像を扱うようになりました.でもその保存形式について考えたことはありますか?実は,知らないと「あれ?画像が粗くなってる…」なんてことになってしまうんです!

今回のテーマは「画像形式」です.

1. 画像形式って?

今回は画像形式がテーマになっているのですが,中には

「画像形式?聞いたことない…」

という方もいらっしゃるかもしれません.

そういう方でもファイル名の後に「.jpg」とか「.png」,「.bmp」などがついているのを見たことがあるのではないでしょうか.
これらはそのファイルが「どのような形式で保存されているか」を示している”拡張子”というものなのですが,
前述した拡張子三つは「画像形式」の種類を表す拡張子なのです.
(他にもwordファイルを表す「.docx」や,テキストデータを表す「.txt」など,様々なものを表す拡張子が無数にあります.)

以前日本語は使っちゃダメ!?ファイル名の正しいつけ方という記事でも少しご紹介しましたが,パソコンはすべての処理やデータを0と1の組合せ(2進数)で表現しています.

もちろん画像に関しても同じように2進数で表現しているのですが,その画像自体をどのように表現するか,どのようにとらえるかというのは自由度があるわけです.

image

図のように,同じ柄であっても表現や解釈に違いが出ます.
解釈1は1マスごとに白と黒を並べていって表現していますが,
解釈2は順に「黒が3つ,白が1つで改行,白が2,黒が1,白が1で改行」というように色と連続する個数を一組にして解釈しています.

この画像に対する表現や解釈の違いは
言語の違いによく似ています.

日本語で「リンゴ」は英語で「Apple」と表現されます.
同じリンゴですが言語によって読み方も表す文字も変わりますよね?

画像も同じで,同じものをあらわそうとしているのですが
表現方法に違いがあるのです.

難しい話をすべて話すと専門的すぎるので省きますが,
とりあえずは
画像に対する解釈の違いがあるために,画像形式によって表示される画像が変わる
ということがわかっていただければいいかと思います.

2. 各特徴と使い分け

(画像)形式のことについて少し理解したところで,普段皆さんが触れるかもしれない画像形式についてその特徴と使い分けをまとめていきたいと思います!

JPG:写真に最適!

おそらく皆さんが一番使用している画像形式がJPG(JPEG:ジェイペグ)という形式だと思います.
というのも,みなさんがデジカメやスマホ,携帯で撮影した写真を保存するときにデフォルトで使用される形式だからです.

JPG形式は非常に「圧縮」が強力な画像形式です.

この「圧縮」は画像をデータに変換して保存した時のサイズだと思ってください.

JPGの圧縮の特徴は
肉眼で確認できないような細かい色の違いは無視する
というところにつきます.

自然界の色というのは厳密には無限大の数があります.
虹は7色といいますが,くっきり分かれているのではなく境界線があいまいになっていますよね?

rainbow

これに対してパソコンの中で扱える色はの3色の組合せ,その3色はそれぞれ256段階に分かれているのですが
自然界の色をすべてパソコンの中で扱える色に置き換えてしまうと,非常に多くの色を使って画像を描いていくことになります.

そうすると肉眼ではあまり気にならない微妙な色の違いさえも
違う色であるとパソコンに判別されてしまうため
それらすべてを表現すると非常にサイズの大きい画像になってしまうわけです.

JPGは人間が判別できないような微妙な色の違い(正確には輝度の違い)を省いて

画像の中に使われている色自体を減らしてやることでサイズを小さくしようという画像形式です.

そのため
色の境界線が曖昧で,かつ色の数が非常に多い画像=写真や多色のグラデーションに最適です.

ということで写真を保存するときにはJPGにしてもらえればいいのですが,

JPGは細かな色の違いを省くため,色の情報自体を捨てることになります.
そのため画像を拡大したときに粗くなっている部分があったり,ノイズが入ってしまうため
写真を印刷物に使いたい場合などには解像度を大きくすることで対応しましょう.

また,JPGの画像は編集して保存しなおすたびに色の情報が失われていくため粗くなっていくので注意しましょう.

PNG:スクショ・イラストに最適!

パソコンやスマホの画面に使われる色や,ペイントやPhotoshop,Illustratorなど様々な描画ソフトでイラストを描くときに使われる色の数は自然界に存在する色に比べて非常に少ないです.

このような場合にはPNGが最適です.
PNGはJPGと違って「色を省く」といった作用はないので
美しさを残したまま保存できる上に何度編集して保存しなおしても美しさは変わりません

また,PNGの素晴らしい機能として
色だけでなく「透過度」を表すことができます.

色を半透明にしたり,背景を透明にしたりということが簡単にできる強みがPNGにはあります.

ただし!
PNGは色の情報をすべて保存するため
写真など,色が多い画像をPNGで保存するとサイズが非常に大きくなってしまうことになります.

写真ではなくスクリーンショットやイラストに使用する,と覚えておきましょう.

GIF:アニメが使える!

GIFはPNGが登場する以前に使用されていた画像形式です.
PNGやBMPに比べて扱える色が少ないため,扱えない色については「捨てる」ことにはなりますが
透過度も扱えるためほとんどPNGと変わらないと考えてください.
(扱う色の数が少ないため,厳密にはPNGよりもファイルサイズが小さくなることもあります)

※細かい話をすると,ある組織がGIFの特許を主張したため自由にGIFが使えなくなり,
それに反発して新しい画像形式のPNGが作られたという経緯があります.
(現在はその特許が失効されたため自由に使えます.)

ただし!!
PNGとの大きな違いとして

簡単なアニメーションを扱える

ということがあります.

f1

とはいえ普段からアニメーションを多用するような人はいないと思いますし,
どんな描画ソフトでもアニメーションを作れるわけではないのでほとんどGIFが活躍する機会はないかなぁと思います.

スクリーンショットを何枚も撮ってアニメーションを作成して
皆さんにパソコンの操作方法をお伝えする…といった理由で私が使うことはあるかもしれませんね…

BMP:誰でも使える!

BMPはまったく画像の圧縮を行わない画像形式です.
パソコン上で扱えるすべての色を扱うことができ,保存しなおしてもJPGのように画像が劣化したりすることはありません.

が,
とんでもなくファイルサイズが大きいです.

また,透過度は設定できないためJPGやPNGに比べていいところがないように思えるかもしれません.

しかし,そんなことはないんです.

BMP形式は圧縮を行わず,非常にパソコンが処理のしやすい形式なので
描画ソフトでBMPを扱えないソフトはほとんどありません.

画像を編集したり,イラストを描いたりするソフトでJPGやPNG,GIFを扱えないことはあっても
BMPを扱えないソフトはほぼないということです.

そのため
サイズがある程度大きくてもよいから確実に相手が扱える形式で画像を渡したい
という場合には有効です.

ただし,最近のスマホやPCおよびソフトウェアでPNGを扱えないものは少なくなってきているので
BMPを使うのはプログラマーくらいになっていくかもしれませんね…

おまけ:RAW

おそらく一部の人は聞いたことがあるかもしれないのがこの画像形式です.
デジタル一眼などのカメラをお持ちの方はこの画像形式をご存知かと思います.

俗にいう「生」の写真を保存できるというものです.

先ほどJPGは写真に最適!!
と言っていましたが,JPGは色の情報を省くために画質が劣化したりノイズが入ることがあります.

普通に写真を撮ってみるだけならJPGでほぼ問題はないのですが,
撮った写真を加工したい,という場合があるかもしれません.

このような場合に,もしもカメラでRAWのまま画像を加工できるのであれば,RAWの画像を加工してからJPGに変換するというのが良いでしょう.

3. 画像に関するその他の保存形式

画像形式ではないのですが,
提出ファイルだったりチラシなどの原稿ファイルとして扱われるファイルについても少しご紹介しておきます!

(なんかAdobe社の宣伝みたいになってしまって本当に申し訳ない…)

PDF

PDFはAdobeという会社が作ったファイル形式です.
AdobeはAdobe ReaderAcrobatをはじめ,PhotoshopIllustratorなどのコンピューターソフトを作っている会社なのですが,
画像などを含む文章をあらゆるパソコンのあらゆる環境で美しく(同じように)表示することを目的として作ったファイル形式がPDFなのです.

WordファイルなどはMicrosoftOffice Wordが入っていないパソコンやスマートフォンでは表示できませんし,
他の形式では拡大すると画像や文字の形が粗くなってしまうのですが,
PDFであればPDFを読むためのソフトが入っていれば読むことができる上に,拡大しても美しく表示することができます.

さらに大事なことは
一度作ってしまえば他人には編集が比較的難しいという特徴があるんです!

そのため,あなたが作ったレポートやチラシを提出するというときに
誰かが勝手に変更を加えることがないようにPDFにして送信,ということがあったりします.

厳密には画像形式ではないですが,
チラシやビラなどを提出する際に指定されたりするので
PDFの「誰でも見れて,セキュリティも良い!」という特徴も覚えておいてください.

AI, PSD

AIはIllustrator,PSDはPhotoShopという…Adobe社の開発したソフトのファイル形式です.

こちらは画像形式ではなく,これらのソフトを使ってイラストを描いたり画像を加工するためのファイルなので
基本的にはこれらのソフトがないと開くことはできません

高額なソフトなので開ける方は限られてはいますが,
コンピューターで印刷物や画像を制作,デザインされている方には恐るべきシェアを誇ります.

そのため,
チラシなどの印刷物等のデザインを他の企業や店舗などに依頼した場合には
AIやPSDファイルで提出されることがあります.

しかしIllustratorやPhotoShopを持っていない場合はひらくことができないので
PNGでもう一度提出お願いします
と再送信を頼むといいかもしれませんね.

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