画像のデジタル化
カメラでの撮影とCG では、撮像素子がアナログの光の像を読み取り、コンピュータが扱えるデジタル画像にする、という流れを見ました。
では、その「デジタル画像にする」とは、具体的にどのようなことなのでしょうか。
アナログ画像とデジタル画像
写真や絵画などは、平面の上に色や濃淡が分布した画像だと考えられます。カメラのレンズが結ぶ像も、その一つです。
こうした画像は、拡大鏡で覗いてみても、濃淡が小さな点（ドット）に分かれて見えることはありません。どんなに拡大して見ても、色や濃淡は切れ目なく連続的に表現されています。
このように、どれだけ拡大しても濃淡が連続的に表現される画像が、アナログ画像です。
アナログ画像には、2つの意味で「切れ目がない」という特徴があります。1つは、どの部分を見ても像が途切れず、すき間なくつながっていること。もう1つは、明るさが、濃いところから薄いところへと段階を感じさせずなめらかに移り変わっていくことです。
一方、コンピュータが扱えるのは、とびとびの（離散的な）数値だけです。なめらかにつながった連続的なものを、そのまま受け取ることはできません。
そのため、連続的に変化するアナログ画像を、離散的な数値の集まりへと変換する必要があります。
この「連続した濃淡を、とびとびの数値に変換する」ことが、画像のデジタル化です。
画像のデジタル化
画像のデジタル化は、大きく3つのステップで行われます。
- 標本化（サンプリング）：画像を格子状に細かく区切り、各点での明るさを読み取ること
- 量子化：読み取った明るさ（連続的な値）を、あらかじめ決められた段階の値（離散的な値）に丸めること
- 符号化：丸めた値を、2進数（
0と1）で表すこと
まず標本化 によって、連続的に広がっていた像が格子状の点の集まりに置き換わります。次に量子化 によって、各点の明るさが決まった段階の値になります。そして符号化によって、その値がコンピュータの扱える0と1で表現されます。
これら3つのステップを経ることで、画像は格子状に区切られた小さな単位の集まりになります。この最小単位を画素（ピクセル）といいます。
画素は、デジタル画像を形づくるいちばん小さな部品です。
画素と解像度
格子状に区切られた画素が整然と並ぶことで、1枚のデジタル画像が構成されます。
この画素の細かさ、すなわち画素がどれだけ密に詰まっているかを解像度といいます。
同じ大きさの画像であれば、解像度が高いほど画素が小さく細かく並ぶため、像はなめらかで精細に見えます。逆に解像度が低いと、一つひとつの画素が目立ち、像は粗く見えます。