画像ファイルの種類: ビットマップとベクターなど

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2018/07/28 更新

  1. ビットマップ形式
    • 概要
    • BMP
    • GIF
    • JPEG
    • PNG
    • TIFF
  2. ベクター形式
    • 概要
    • EPS
    • SVG
  3. Mac で png や jpg を eps に変換する方法

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ビットマップ形式

概要

ビットマップ形式 bitmap graphics とは、画像をピクセル pixel 単位に分割し、それぞれに色や輝度の情報を与えて表現する形式である (1,2)。したがって、拡大すると図のように小さな点の集合であることがわかってくる。

これに対して、画像を式で表現する形式をベクター形式という。これについてはページ下部で解説する。

bitmap

bmp, gif, jpeg, jpeg xr, png, pnm, tiff, xpm, webp などがビットマップ形式の画像フォーマットである (1)。Adobe のソフトでは、Photoshop がビットマップデータを、Illustrator がベクターデータを扱う。

ビットマップ形式は、拡大すると荒くなってしまうが、写真などの複雑な画像の描写 に適している。ベクター形式では写真などの複雑な形を表現すると計算量が膨大になってしまうため。一方、ベクター形式は比較的シンプルな文字、ロゴなどを美しく描画することができる。pdf はよく使われるベクター形式のフォーマットである。

下の表でビットマップ形式の各フォーマットを一覧にする。表の下には少し詳しい解説を載せる。


画像形式 画質劣化 データサイズ 特徴、主な用途
BMP なし 特大

モノクロ 2 階調、24 bit フルカラー、RGB。高画質が必要な場面。編集中などに使われる。

GIF

色数が同じなら基本なし

特小

スライドショーのような動画が作れる。

JPEG あり 特小

RGB, CYMK, YCbCr, グレースケールに対応。

PNG

24 bit フルカラー、48 bit カラー。低解像度の bitmap 形式で、ウェブでの使用などに適している。

TIFF


PICT

低解像度 bitmap で、古い Mac のプログラムで使われる。Windows BMP の Mac 版のようなもの。


BMP

Windows の標準フォーマットである。

全てのピクセルに対して色情報を同じ形で記録するので、100 x 100 pixels の写真と、同じ解像度の真っ白な四角形が同じファイルサイズになるという現象がおきる (2)。

  • 1 つのピクセルに対し、単純に一つの情報を記録している。圧縮していないということでもある(2)。
  • 色の指定は RGB で行われ、CMYK には対応していない (2)。
  • 編集、保存により画像が劣化しない。編集時の中間フォーマットとして適している。
  • サイズが大きい。

GIF

「ギフ」と読みたくなるが、「ジフ」が正しい発音のようである。

  • 1 つのファイルに複数の画像を格納し、アニメーション にすることができる。img tag でサイトに載せると動くが、flickr にアップロードしてリンクを貼る方法だと動かなかった。Wikipedia にあった フーリエ変換 の gif が秀逸だったので、下に貼っておく (5)。
  • 特定の色を透明化し、背景にある画像を透過表示することができる。


TIFF

tiff 形式とは、tag image file format の頭文字を取ったもので、画像ファイルの先頭にタグをつけて、画像データの属性をわかるようにしたフォーマット である (3)。異なる OS や機器で共通に使えるようになっている。

  • CYMK モードをサポートする。
  • サイズが大きい。

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ベクター形式

一方、ベクター形式 vector graphics とは、画像を点の集合ではなく、式によって表現する形式である。直線があれば、太さ、始点、終点などを定義することで画像を表現している。この場合、拡大してもビットマップのようにドットが現れてくることはない。pdf ファイルの文字などが典型的な例である。pdf, eps, svg などがこれにあたる (1)。

  • 上述の複雑な図形の描写には向かないので、画像としては簡単なロゴなどに使われる (1)。また、イラストや図面など、線の輪郭がはっきりした画像を作るときには有効である。
  • 記録形式からわかるように、画質劣化はない。

画像形式 特徴、主な用途
eps

ビットマップ、ベクター両方のデータを保持できる、主に印刷用の保存形式 (4)。

Photoshop のデータなどで 古くから使われている印刷入稿用のファイルフォーマット で、世界中の印刷所にある出力機に対応した互換性の優れた保存形式である (4)。

pdf
svg

比較的新しいフォーマット。Mac のプレビューでは開けなかった。ToyViewer なら開けて、jpg や png としてエクスポートが可能 (2018 年 3 月)。


Mac で png や jpg を eps に変換する方法

科学論文 を書くときに、 のファイルを eps 形式で提出しなければならない場合がある。ビットマップおよびベクター形式の特性上、写真などのデータはビットマップの tiff などで、線画のデータはベクターの eps でという規定が多い。最近では、パワーポイント での提出を認める雑誌も増えてきた。

Mac で png や jpg を eps に変換するのは、ちょっとやっかいである。まずは このページ から ImageMagick をインストールする。普通にページの instruction に従ってインストールすれば良いが、実は Homebrew があれば brew install imagemagick で一発 である。

インストールが完了したら、コマンドは非常にシンプルで、

% convert file.png file.eps

だけで OK だ。

この際に、ファイルサイズが非常に大きくなることがある。

以上の操作、用語などがピンとこない人には、以下のページが参考になる。


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References

  1. 「ビットマップデータ」と「ベクターデータ」の違い. Link.
  2. BMP, JPG, GIF, PNG 画像フォーマットの違いを歴史的背景から解説. Link.
  3. 画像フォーマットの基礎知識. Link.
  4. EPS 形式で保存する失敗しないオススメ設定はコレ! Link.
  5. By Lucas V. Barbosa - 投稿者自身による作品, パブリック・ドメイン, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=24830373