情報ラボ ＞ ラスタとベクタ
画像の記録のしかたには2つの方式があります。拡大すると、その差がはっきり見えます。
形は「座標と数式」で記録されているので、拡大するときに描き直されます。何倍にしてもなめらかなままです。
同じ絵を、いろいろな画素数で表示しています。どこまで減らすと分からなくなるでしょうか。
「横1920×縦1080」のように、点が何個並んでいるかを表します。カメラの「1200万画素」もこれです。画像の大きさの話です。
1インチ（2.54cm）の中に点が何個入るかを表します。きめ細かさの話です。同じ画像でも、大きく印刷すれば密度は下がります。
| ラスタ画像 | ベクタ画像 | |
|---|---|---|
| 記録のしかた | 画素を1つずつ、色の数値で記録 | 点の座標と、線や面の計算式で記録 |
| 拡大したとき | ギザギザになる（ジャギー） | なめらかなまま |
| 得意なもの | 写真、複雑な色合いの絵 | ロゴ、イラスト、図面、文字 |
| 苦手なもの | 拡大、あとからの形の修正 | 写真のような複雑な階調 |
| データ量 | 画素数×ビット数で決まる （絵の内容によらない） |
形の複雑さで決まる （単純な図形なら小さい） |
| 主な形式 | JPEG、PNG、GIF、BMP | SVG、AI、EPS、PDF |
| ソフトの例 | ペイント、Photoshop | Google図形描画、Illustrator |
写真をベクタで表すことも技術的には可能ですが、色の変化が複雑すぎて現実的ではありません。逆にロゴをラスタで作ると、看板サイズに引き伸ばしたときに粗くなります。
コンピュータで画像を扱うとき、記録のしかたには大きく2つの方式があります。ラスタ形式とベクタ形式です。同じ絵に見えても、中身の持ち方がまったく違います。
画像を細かい格子に区切り、1マスずつ色を数値で記録する方式です。デジタルカメラで撮った写真も、スキャナで読み取った画像も、すべてこの形式です。
この方式では、記録されているのは「どの位置が何色か」という情報だけです。そこに何が描かれているかをコンピュータは知りません。りんごの絵も、ただの色の数値の並びとして扱われます。
点の座標と、それらを結ぶ線や面の情報を、数式として記録する方式です。たとえば円なら「中心の座標が(100, 100)、半径50、塗りは赤」という具合に、描き方の指示として持っています。
画面に表示するときは、その指示にしたがってその場で描き直します。拡大するときも、大きなサイズで計算し直すので、輪郭はなめらかなままです。
この違いが最もはっきり出るのが、拡大したときです。
ラスタ画像を拡大するとき、コンピュータは元にない情報を作り出せません。1つの画素を4倍に引き伸ばせば、同じ色の大きな四角になるだけです。斜めの線や曲線の輪郭が階段状にギザギザになる現象を、ジャギーと呼びます。
一方ベクタ画像は、拡大されると「半径50の円」を「半径200の円」として描き直します。もとの指示から計算し直すので、何倍にしてもなめらかです。上のツールで拡大率を上げていくと、この差が一目で分かります。
解像度という言葉は、文脈によって2つの異なる意味で使われます。混同されやすいところです。
「横1920×縦1080」のように、画像が何個の点でできているかを表します。デジタルカメラの「1200万画素」も、横と縦の画素数を掛けた総数です。これは画像の大きさを表す数値です。
1インチ（2.54センチメートル）の中に点が何個並んでいるかを表します。こちらはきめ細かさを表す数値です。
| 単位 | 正式名称 | 使う場面 |
|---|---|---|
| dpi | dots per inch | プリンタ、印刷（インクの点） |
| ppi | pixels per inch | ディスプレイ（画素） |
考え方はどちらも同じで、対象が印刷のインクか画面の画素かで呼び分けているだけです。iPadのディスプレイが264ppiというのは、1インチの中に264個の画素が並んでいるという意味です。
注意したいのは、密度は表示する大きさによって変わるという点です。同じ1920×1080の画像でも、小さく印刷すれば密度は高く、大きく引き伸ばせば密度は下がって粗く見えます。総数と密度は別の指標です。
たとえば横1200画素の画像を300dpiで印刷すると、1200 ÷ 300 ＝ 4インチ（約10cm）になります。もっと大きく印刷したければ、画素数を増やすか、密度を下げて粗さを受け入れるかのどちらかです。
ラスタとベクタは優劣ではなく、向き不向きで選びます。
ペイントソフトで描いた絵はラスタ、Google図形描画やIllustratorで描いた図はベクタです。同じ「絵を描くソフト」でも、中身の持ち方が違うことを知っておくと、目的に合った道具を選べます。
2つの方式は、データ量の決まり方も異なります。
ラスタ画像のデータ量は、画素数と1画素あたりのビット数だけで決まります。真っ白な画像でも、複雑な風景写真でも、同じ画素数なら同じ大きさです（圧縮しない場合）。描かれている内容には関係しません。
ベクタ画像は、形の複雑さで決まります。円が1つだけなら、記録する情報は中心の座標と半径と色だけなので、ごく小さなデータで済みます。しかし細かい曲線が何千本もある絵になると、その分だけ大きくなります。
そのため、単純な図形やロゴではベクタのほうが圧倒的に小さく、写真のような複雑な絵ではラスタのほうが現実的、という使い分けになります。
実際の画像編集ソフトでラスタ画像を拡大すると、上のツールほど極端なギザギザにはなりません。周囲の画素の色から中間の色を推測して埋める、補間という処理が行われるためです。
補間を使うと輪郭のギザギザは目立たなくなりますが、代わりに全体がぼやけます。もともとない情報を作り出しているだけなので、失われた細部が戻るわけではありません。上のツールでは、しくみを分かりやすく示すために補間をあえて行っていません。