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高深度カラー処理について

  

GIMP 2.10系からは高精度で色を扱える

前の記事でも説明した通り、GIMPのカラーモードにはRGB形式、グレースケール形式、インデックス形式の3通りがあります。

また、精度と呼ばれる設定があり、RGB形式とグレースケール形式では、色の精度は256段階 / 65,536段階 / 4,294,967,296段階から選択することができます。 さらに、小数点を持った半精度浮動小数点数、単精度浮動小数点数という精度もあります。

GIMP 2.8系では256段階だった

GIMP 2.8系までは精度は8 bit 整数(256段階)のみでした。 よって、RGB形式で表現できる色は256 x 256 x 256の16,777,216色(1677万色)でした。 同様に、グレースケール形式では256色だったのです。

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・青成分はそれぞれ4096段階 から 65536段階で表現されます。

  
RAWデータとは、カメラの撮像素子(イメージセンサ)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(イメージセンサ)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(イメージセンサ)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。 しかし、GIMP 2.8系では内部でたった256段階しか表せなかったため、画像を開いた時点で劣化していたのです

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。

  

GIMP 2.10系からは256段階から高精度へ

そのような背景があり、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した。 GIMP 2.10系では、色の表現は、

  1. 0 から 255 の 256段階

に加えて、

  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

でも処理できるようになり、表現できる色が一気に広がりました。 赤・緑・青成分がそれぞれ 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

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っています。 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ったのです

  
色を高精度で扱うことを高深度カラー処理と呼びます。

高精度による利点

高深度カラー処理できるようになったことで、GIMP内部での加工による劣化は極限まで抑えられます。

また、RAWデータも今までよりも高精度で扱えるようになりました。 GIMP 2.8系までは『RAW現像ソフトウェア』を使ってRAWデータからJPEGファイル(またはTIFFファイル)を生成し、それをGIMPで読み込んでいました。

JPEGファイルは1677万色までしか表現できません。 TIFFファイルは281,474,976,710,656色を扱えますがGIMP 2.8系で読み込むと1677万色に補正されていました。 つまり、どうやっても1677万色でしか扱えなかったのです。

しかし、GIMP 2.10系からはTIFFファイルを281,474,976,710,656色のまま開くことができます。 もはや劣化はしません。 RawTherapeeやdarktableなどの『RAW現像ソフトウェア』を使ってRAWデータからTIFFファイルを生成し、それをGIMP 2.10系で読み込めばいいのです

  

まとめ

GIMP 2.10系からは高深度で色を表現できるようになりました。 TIFFファイルを経由することでRAWデータも高精度で扱うことが出来ます。

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