画像の劣化を防ぐ高深度カラー処理

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高深度カラー処理について

 
 
 
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色の表現の限界

基礎知識 > カラーモード(色の形式)では、カラーモードについて説明しました。 GIMPのカラーモードには、RGB形式、インデックス形式、グレースケール形式の3通りがあります。

その記事の中でも説明しましたが、RGB形式では、赤・緑・青成分の強度は0から255までの256段階で表現されます。 よって、256 x 256 x 256の16,777,216色(1677万色)の色を表現できるわけです。

なお、インデックス形式でも、カラーマップ内の赤・緑・青成分の強度は0から255までの256段階、つまり1677万色を表現できます(ただし、同時には256色しか表現できません)。

1677万色という数はとても多いように感じます。 しかし、赤・緑・青のそれぞれで考えるとわずか256段階です。 最近のデジタルカメラではRAWデータを出力できるものが多くなっていますが、RAWデータでは、赤・緑・青成分は4096段階 ~ 65536段階で表現されます。

  
RAWデータとは、カメラの撮像素子(光学センサ)が光を電気信号に変換したものを、未加工のまま保存したデータのことです。
  
RAWデータはメーカによって規格がバラバラです。 そのため、色の各成分の強度は4096段階のものから65536段階のものまであります。
  
JPEGファイルは、赤・緑・青成分を256段階でしか表現できません。 そのため、白飛びした写真や黒つぶれした写真の補正は困難です。 撮像素子(光学センサ)が捉えた光には差があるのに、JPEGに出力された時点で256段階に押さえつけられるため色の差がなくなってしまうのです。
  
撮像素子(光学センサ)が捉えた光を高精度で扱うために生まれたのがRAWデータです。 RAWデータであれば、人間の目には白飛びや黒つぶれして見えても、色成分の強度にはハッキリとした差が出ます。 そのため、画像処理ソフトウェアで補正することが可能になります。

上記のように、最近では、高精度の画像データを扱うことが当たり前になりつつあります。 GIMP内部でたった256段階しか表せないようでは、画像を開いた時点で劣化してしまうことになります

また、256段階でしか色を扱えないと、GIMP内部での加工によって画像が劣化することもあります。 色調補正などを行った場合に、補正前は差のあった色同士が、加工後には同じ色になってしまうこともあります。

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次期GIMP 2.10系では256段階から高精度へ

そのような背景があり、次世代のGIMP 2.10系からは高精度で色を扱えるよう大幅な見直しが行われます。 現在、GIMP 2.10系のテスト版であるGIMP 2.9はすでにリリースされており、高精度での色の表現はすでに実装されています

現在のGIMP 2.8系では、色の表現は、

  1. 0 ~ 255 の 256段階

ですが、GIMP 2.10系からは、

  1. 0 から 65,535 の 65,536段階
  2. 0 から 4,294,967,295 の 4,294,967,296段階

で処理できるようになり、表現できる色が一気に広がります。 赤・緑・青成分が 4,294,967,296段階で表現されるということは、

  1. 4,294,967,296 x 4,294,967,296 x 4,294,967,296

の 79,228,162,514,264,337,593,543,950,336色を表現できるということです。

また、GIMP 2.10系では、

  1. 16ビット浮動小数点
  2. 32ビット浮動小数点
  3. 64ビット浮動小数点

と呼ばれる小数点を扱えるデータ表現もできるようになります。 扱う画像に応じて、利用者が色精度を自由に選べるようになるのです

  
色を高精度で扱うことを高深度処理と呼びます。

GIMP 2.10系でも内部劣化を防ぐのみ

『GIMP 2.10系が登場すれば、どんな場面でも高精度で画像を扱える』というような誤解を与えたかもしれません。 実際には、GIMPの内部での劣化を防ぐことしかできません。

なぜなら、GIMPにはRAWデータを読み込む機能はありません。 そのため、現状ではデジタルカメラで撮影した写真はJPEGファイルとして読み込むしかありません。

JPEGファイルは、撮像素子(光学センサ)が捉えたデータを精度を落として記録します。 そのため、どちらにしても撮像素子(光学センサ)が捉えた高精度な色のままGIMPに取り込むことはできません。

  
GIMPではRAWデータを扱えませんが、別に困ったことではありません。 RAWデータは『RAW現像ソフトウェア』と呼ばれる分野のソフトウェアでJPEGファイルに変換すべきなのです
  
『RAW現像ソフトウェア』を使ってRAWデータからJPEGを生成し、それをGIMPで加工するのが正しい手順です。 無償のRAW現像ソフトウェアとしてはRawTherapeeが有名です。

RawTherapeeについては、RawTherapee Blogを参照ください。

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まとめ

次期GIMP 2.10系からは高深度で色を表現できるようになります。

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