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私たちのコンピューターや生活を埋め尽くすラスター画像ファイルは、写真を表現するために最も一般的に使用されていますが、CGアーティストにとって、さらに別の視点、つまりよりオタクな視点を持つことは有用だと思います。そして、その観点から、ラスターイメージは本質的に特定の構造に編成されたデータのセットであり、より具体的には、数値で満たされたテーブル（数学的に言えばマトリックス）です。
各テーブルセルの数字は、色を表すために使用できます。これが、セルが「画像要素」を表すピクセルになる方法です。色を数値でエンコードする方法はたくさんあります。たとえば、（おそらく最も簡単なもの）各値の数値と色の対応を明示的に定義します。 3は濃い赤、17は淡い緑などを表します。この方法は、限られたパレットを犠牲にして特定のサイズの利点を可能にするため、.gifなどの古い形式で頻繁に使用されていました。
もう1つの方法（最も一般的な方法）は、0から1（255ではありません！）の連続範囲を使用することです。ここで、0は黒、1は白を表し、その間の数字は対応する明度のグレーの色合いを示します。このようにして、ラスターファイルでモノクロ画像を表現する論理的でエレガントに整理された方法が得られます。
多くの古いモニターが白黒だったように、同じデータセットを使用して出力デバイスに応じて黒から他の色へのグラデーションを表現できるため、「モノクロ」という用語は「白黒」よりも適切です。白黒ではなく。
ただし、このシステムは、簡単な解決策でフルカラーの場合に簡単に拡張できます。各テーブルセルには複数の数字を含めることができます。また、0〜1の数字が少ない（通常は3つ）色を表す方法は複数あります。範囲。 RGBモデルでは、赤、緑、青の光の量を表し、HSVでは、それに応じて色相、彩度、明るさを表します。ただし、注意すべき重要な点は、これらは特定の意味をエンコードする数字に他ならないということですが、そのように解釈する必要はありません。
論理ユニット
ここで、ピクセルが正方形ではない理由に移りましょう。これは、ラスターイメージであるテーブルが、各行と列にある要素の数とそれらが配置されている順序を示しているためですが、どのような形状については何も示していません。またはそれらがどのくらいの割合であるかさえ。
ファイル内のデータからさまざまな方法で画像を作成できますが、必ずしもモニターを使用する必要はありません。モニターは、出力デバイスの1つのオプションにすぎません。たとえば、画像ファイルを取得して、ピクセル値に比例するサイズの小石をある表面に分散させた場合でも、基本的に同じ画像を形成します。
また、列の半分だけを取り、分布に2倍広い石を使用するように指示した場合でも、結果はほぼ同じ画像を正しい比率で表示し、水平方向の詳細の半分だけが欠けています。
ここでのキーワードは「指示」です。この命令はピクセルアスペクト比と呼ばれ、画像の解像度（行と列の数）と比率の違いを表します。水平方向に引き伸ばされたり圧縮されたりしたフレームを保存でき、特定のビデオおよびフィルム形式で使用されます。
次に、解像度について説明します。これは、画像が保持できる最大の詳細を示していますが、実際に保持できる量については何も述べていません。カメラセンサーのピクセル数に関係なく、焦点が合っていない写真を改善することはできません。同様に、Photoshopやその他のエディターでデジタル画像をアップスケーリングすると、詳細や品質を追加せずに解像度が上がります。余分な行と列は、元々隣接していたピクセルの補間（平均）値で埋められます。
同様に、PPI（ピクセル/インチ、一般にDPI –ドット/インチとも呼ばれます）パラメータは、画像ファイルの解像度と出力の物理的寸法の間の対応を確立する命令にすぎません。したがって、PPIは、これら2つがなければ、それ自体ではほとんど意味がありません。
カスタムデータの保存
もちろん、各ピクセルに格納されている数値に戻ると、いわゆる範囲外の数値（1を超える値と負の数値）を含め、任意の数値にすることができ、各セルに3つ以上の数値を格納できます。これらの機能は、特定のファイル形式の定義によってのみ制限され、OpenEXRで広く利用されています。
各ピクセルに複数の数値を格納することの大きな利点は、それぞれがチャネルと呼ばれるモノクロ画像または一種のサブラスターとして個別に調査および操作できるため、それらの独立性です。
通常の色を説明する赤、緑、青のチャンネルに追加のチャンネルで、あらゆる種類の情報を伝えることができます。デフォルトの4番目のチャネルはAlphaで、不透明度をエンコードします（0は透明なピクセルを示し、1は完全に不透明を表します）。 Z深度、法線、速度（動きベクトル）、ワールド位置、アンビエントオクルージョン、ID、およびその他の考えられるすべてのものを、追加またはメインのRGBチャネルに保存できます。
何かをレンダリングするたびに、どのデータを含め、どこに配置するかを決定します。同じように、所有するデータを操作して目的の結果を達成する方法を合成することを決定します。画像についてのこの数値的な考え方は最も重要であり、視覚効果やモーショングラフィックスの作業に大いに役立ちます。
メリット
レンダーパスを使用して合成作業を実行するときに、この考え方を作業に適用することが重要です。
たとえば、基本的な色補正は、ピクセル値に対する基本的な数学演算に他ならず、それらを透視することは、制作作業にとって非常に重要です。さらに、加算、減算、乗算などの数学演算はピクセル値に対して実行でき、法線や位置などのデータを使用すると、多くの3Dシェーディングツールを2Dで模倣できます。
言葉：デニスコズロフ
Denis Kozlovは、映画、テレビ、広告、ゲーム、教育業界で15年の経験を持つCGジェネラリストです。彼は現在プラハでVFXスーパーバイザーとして働いています。この記事はもともと3Dワールド第181号に掲載されました。
