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デジタル画像の基礎講座

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by

5s Yama

on 29 July 2014

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Transcript of デジタル画像の基礎講座

 シャープそのものの強さを指定する「
適用量
」、コントラストを強める幅を指定する「
半径
」、そしてシャープをかけたい階調差である「
しきい値
」の3つです。
 パラメータは、プリントする解像度や写真に写っている内容によってその設定が変わってきます。

pixel(ピクセル)とは
 パソコンの画面やデジタル写真は、小さな四角形の集まりで構成されています。
 
 この一つ一つの四角のことをpixel(ピクセル)といいます。

 例えば、ピクセル数「5000×4000」というのは、横に5000個、縦に4000個のピクセルが碁盤の目に並んでいるということを表しています。

 このピクセル一つ一つに1色の色がついており、それが組み合わさることで、モザイクのように画像を描写しています。

 この例の場合、5000×4000=20000000ですので、2000万個のピクセルでこの写真は構成されている、ということになります。ピクセルは画素とも呼ばれますので、2000万画素とも表現できます。
デジタル画像の基礎講座
この講習の目的
デジタル写真の解像度
 解像度の単位をdpi(Dot Per Inchの略)といいます。1インチ(約2.54cm)の幅にドット(ピクセルとほぼ同義)がいくつならんでいるかという値で解像度は表されます。

 印刷サイズが同じなら、72dpiの画像よりも、1インチあたりのドット数が多い(=ドットが小さくて密度が高い)350dpiの画像ほうがきれいに印刷できます。
JPEG圧縮の画質劣化
画質ってなんですか
高画質なサンプル
   ベクター画像
トーンジャンプ
 JPEGとはデジタル画像を圧縮し、ファイルサイズを小さくしたファイル形式です。

上書き保存を繰り返していくと、画質は劣化していきます。

 JPEGのファイル圧縮では、「明るさの変化に比べ、色調の変化には比較的鈍感」という人間の目の性質を利用して、色調変化の部分のデータを捨てることでファイル容量を小さくしています。

具体的には、画像を8×8ピクセルの正方形ブロックに分割して画像の変化の情報を抽出して、その一部を捨てています。
 
このため圧縮率を上げすぎると、ブロック単位で色が均一化されて画像がモザイク状に見える
ブロックノイズ
や、蚊の大群が飛んでいるように見える
モスキートノイズ
が現れるようになります。
【図解】JPEGノイズ
 ベクター画像とは、点の座標とそれらを結ぶ線の属性(太さ、色など)、線で囲まれた面の属性(色、パターンなど)などの数値をもとにして演算によって描かれる画像のことです。

 拡大・縮小などの変形を行ってもその都度処理が行われるため、輪郭が劣化することがありません。

 ただし、表示のたびに計算を行うことによってパソコンの処理に負担がかかり、複雑な図形の場合は表示に時間がかかってしまう場合もあります。

 主なファイル形式にはEPS、AI、PDFがあります。
ラスター画像
 ベクター画像に対し、ラスター画像はピクセル(正方形の小さな色の点)の集まりから構成されています。

 拡大すると輪郭にジャギーと呼ばれるギザギザが発生し、また、小さな点が目立ってしまい画像が雑に見えてしまいます。

 写真のような複雑な画像や、豊かなグラデーションを持つ場合はラスター画像として扱われるのが一般的です。

 主なファイル形式にはTIFF、JPEG、PNG、GIF、BMPがあります。
まとめると、デジタル画像データは、

・JPEGなどの圧縮で劣化する。

・拡大(縮小)・回転すると劣化する。
USM(アンシャープマスク)
USMの仕組み
シャープでなくした画像でマスクするから、アンシャープ・マスク。
良い画質とは、


・解像度・解像感

・シャープさ

・ピント

・適正な露出

・鮮やかさ・記憶色

など、見る人によって様々・・・
画像補正で壊しやすい要素

・シャープネス

・トーンジャンプ

・色飽和
USMを3つのパラメータでコントロール
半径0.3
半径2.0
しきい値
トーンジャンプ
トーンジャンプその2
表示倍率は100%で!!
色飽和
色飽和
元画像
彩度を上げすぎる
「彩度を上げすぎた」ことによって「特定の色だけが
トビ
or
ベタ
を起こす」ことを
色の飽和
といいます。

 RGB(赤緑青)のどれかの色が飽和したり、潰れたりすると、その後の色調整の自由度がガクッと落ちます。

 具体的には、それ以上彩度が上がらなかったり、「もうちょっと黄色っぽくしたいな」などと思った時にできなかったり、CMYK変換を行なった際に色が変な感じになったりといったことが起きやすくなります。

シャープネスをかけ過ぎると、ノイズが出たり、被写体のエッジがギザギザになったり、白いフチができたりします。
画像劣化の
バリエーション
モアレ(干渉縞)
色収差
(レンズの屈曲率による色ずれ)
JPEG圧縮を強くかけ過ぎ、絵柄が壊れる場合。
※ ハイライト部分や色の境目などで、CCDが光を正しく
認識できず、画像処理エンジンの誤演算により、
エッジに「
偽色
」と呼ばれる色を作り出す場合もあります。
効率よく、良質な写真・アルバムを作るため。
デジタル画像の基礎知識
[アンシャープマスクフィルタ]によるシャープ処理を行うことで、輪郭が際立ち、画像がしまって見えるようになります。

 シャープ効果は、隣接するピクセルのコントラスト差を強めることで強調されます。













解像度の変更
ドキュメントの[ピクセル数]を変更する場合は、現在のピクセル情報が失われ、新たに画像の再サンプルが行われます。

 画像の[再サンプル]とは、設定するピクセル数に合わせ、ピクセル情報の補間が行われることを意味し、元画像からの劣化は免れません。

解像度の変更 2
再サンプルのチェックを外す(画像は劣化しない)
 ピクセル数を変えずに、ドキュメントサイズ(あるいは解像度)を変更しても、元画像は劣化しません。

 ドキュメントサイズとは、プリントサイズなどを含む“物理的な大きさ”です。
ピクセル数の変更(画像は劣化する)
part 2
part 1

但し、画質の悪さは目に付きやすいです。

悪い画質とは、

・撮影条件が適切でない。


画像データが劣化している。

終わり。
ご清聴ありがとうございました。
保存形式の違い
TIFF
ファイル圧縮を行わないため画像の劣化もほとんどありません。ファイルサイズは大きくなります。
RGB各色 8 bit 約1677万色の階調を持っています。

PSD
Photoshop形式のファイル。
レイヤー、アルファチャンネル、パスなども残したまま保存できます。
圧縮を行わないため保存を繰り返しても画像が劣化する事はありません。
レイヤーの数などに比例してファイルサイズはどんどん大きくなります。

JPG
保存する時に圧縮を行うのでファイル容量を非常に小さくすることができます。
しかし、不可逆圧縮のため二度と元データにもどす事はできません。
圧縮の弊害として画像の劣化を伴います。
WEB用画像のフォーマットとしてよく用いられます。

RAW
デジカメ内部で何の処理もしてない画像データ、
つまりCCDなどから得られた電気信号を単純にデジタル化したものです。
画像変換されずにそのままファイルとして保存されます。
専用の現像ソフトを使用して、はじめて画像データとして扱えます。
TIFF保存時のオプション
画像圧縮
 LZW 圧縮、ZIP 圧縮は、可逆圧縮なので、画像が圧縮されても画質は劣化しませんが、対応できないソフトがあります。JPEG圧縮のTIFFファイルは互換性が低いです。

ピクセルの順序
 従来のphotoshopでは、インターリーブ(RGBRGB)がデフォルトです。
 理論上、チャンネルごと(RRGGBB)で保存されたファイルの方が読み取りと書き込みは高速にでき、圧縮率も少しだけよくなります。

バイト順序
 ファイルを読み取ることのできるプラットフォームを選択します。このオプションは、ファイルが開かれていたプログラムがわからないときに便利です。Photoshop および最近のほとんどのアプリケーションでは、IBM PC または Mac OS のどちらのバイト順序のファイルでも読み込むことができます。

「画像ピラミッドを保存」はチェックを外します。
「画像ピラミッドを保存」とは、1つのTIFFファイルの中に複数の解像度を保持しながら保存出来ることを指します。
 しかし、対応していないソフトが多いです。
元画像
JPEG圧縮
(ブロックノイズ)
8bitカラー
 8bitカラーとは、
2進数で2の8乗である256通り
(白から黒の階調が256段階)の色パターンのことです。
 ディスプレイの表示色などがそうです。

 8bitカラーは、1画素ごとに8bitの色情報を持ちます。
 8bitではR,G,Bと3チャンネルあるので、色の組み合わせは256x256x256で16777216通り、要するに1677万7216色使えます。

1bit  2色 (白か黒・モノクロ)
2bit 4色
3bit 8色
4bit 16色
5bit 32色
6bit 64色
7bit 128色
8bit 256色

 連続トーン上で部分的に段差ができ、縞模様や帯のようなものが見えてしまう状態。
 空や人肌などの微妙なグラデーション部分で目立ちやすい。
 撮影画像に過度なトーン補正をしたときなどに起こりやすい。

 ヒストグラムでは櫛(クシ)の歯のような形状で表示される。
 また、ぼかしやフェードアウト等の処理で、
色浮きする場合もある。

 印刷では、網点の飛び(0%)、べタ、
50%時の網点のつなぎ目などにも起こる。
トーンジャンプ
RGB と CMYK
RGBは透過光、CMYKは反射光。

モニターと紙とでは発色の原理が全く異なる為、RGB形式の画像を印刷する場合はRGB形式からCMYK形式への変換作業が必要となります。

変換先の色再現域(ガモット)が狭い場合には似た色で置き換えなければなりません。このときの色の動きをガモットマッピング(色域圧縮)といいます。
 デジタルカメラやパソコンのモニター、プリンターが表現できる色の空間のことを、「色空間(カラースペース)」と言います。色空間には主に「sRGB」と「Adobe RGB」の2つがあります。

「Adobe RGB」と「sRGB」が表示できる色の領域の違い。
「Adobe RGB」の方が、緑から青にかけての超高彩度な領域がとくに広いことが分かります。この色域でないと再現できない被写体は限られますが、エメラルドグリーンの海などで違いが出ます。

AdobeRGBはCMYK再現域をほぼ内包しています。
最後に色の話
Part 3.
色空間
XYZ表色系の色度図
・画像の劣化は起きやすく、目立ちやすいので 普段から注意する。

・良い画質というものを、色々な写真を見る
 ことからつかんでいく。
画質のまとめ。
Full transcript