画像・図形の表現技術

画像・図形の表現技術とは、画像や文字、図形をコンピュータ上でどのような形式のデータとして保存し、描画するかを扱う技術である。画像の表し方は、画素の集まりとして表すラスタ形式と、図形の形状を座標や図形の定義として表すベクタ形式に大きく分けられる。本単元では、画像形式の分類、XMLによる図形記述、フォントの方式、コンピュータグラフィックスの描画手法、仮想現実におけるレンダリングの順に整理する。

画像形式の分類とラスタ・ベクタの違い

ラスタ形式は、画像を画素（ピクセル）の格子として保存する方式である。写真のように細かな階調を持つ画像の保存に向くが、拡大すると画素の境界が目立つ。PNGやTIFFはラスタ形式の代表的な画像フォーマットであり、図形の定義ではなく画素の並びとして画像を保存する。

ベクタ形式は、点の座標や線、図形の定義を記述し、描画時に画像を組み立てる方式である。拡大や縮小を行っても輪郭が崩れにくいという特徴がある。

XMLによる図形の記述（SVG）

SVGは、W3Cが仕様を定めたベクタ画像形式であり、矩形や円、直線、文字列などの図形オブジェクトをXML形式で記述する。Webページの中で図形を描画することにも使えるため、Web上の図の表現に利用される。

SVGは図形の記述に特化した仕様であり、画素の並びを保存するラスタ形式とは性質が異なる。

SMIL（Synchronized Multimedia Integration Language）は、動画や音声などのマルチメディアコンテンツのレイアウトと再生タイミングをXMLで記述するためのW3C勧告である。SVGが図形そのものを記述するのに対し、SMILは複数の要素の同期や再生の時間関係を記述する点で異なる。

フォントの方式（ビットマップとアウトライン）

ビットマップフォントは、文字ごとに点の配置を固定して保存する方式である。一定の大きさで表示する場合は点のパターンをそのまま使うため処理が単純だが、拡大すると点が粗く見える。

アウトラインフォントは、文字の輪郭情報から描画する方式であり、文字の形を保ったまま任意の倍率に拡大できる。文字サイズを変えて表示する用途に適しており、この点がビットマップフォントとの主な違いとなる。

漢字を含むかや文字幅を一定にするかといった文字種の条件だけでは、アウトラインフォントを選ぶ根拠にはならない。ビットマップフォントでも同じ条件を満たせるためである。