ラスタ形式とベクタ形式

背景・歴史

コンピュータで画像を扱う初期の技術は、写真をスキャンしたり、画面の表示を点の集まりとして記録したりする「ラスタ（ビットマップ）形式」が中心でした。しかし製図やデザインの分野では、線や円といった図形を正確な座標や数式として扱いたいという需要があり、これに応える「ベクタ形式」の技術も並行して発展しました。ベクタ形式は、CAD（コンピュータ支援設計）ソフトウェアや、ロゴ・アイコンを作成するグラフィックソフトウェアで特に重視されてきました。現在では、写真のような複雑な色の変化を扱うにはラスタ形式、拡大縮小を繰り返すロゴやアイコンにはベクタ形式、というように用途に応じた使い分けが一般的です。

なぜこの考え方が使われるようになったのか

画像の記録方式によって、得意なことと苦手なことが異なります。写真のように色や濃淡が複雑かつ連続的に変化する画像は、点ごとに色情報を細かく記録するラスタ形式が適しています。一方、ロゴやアイコン、図形のように輪郭がはっきりしたデータは、少ない情報量で正確に表現でき、どれだけ拡大しても輪郭がぼやけないベクタ形式が適しています。目的に合わない形式を選んでしまうと、ファイルサイズが不必要に大きくなったり、拡大したときに画質が乱れたりする問題が起こるため、両者の違いを理解して使い分けることが重要です。

もう少し詳しく見てみる

• ラスタ形式：画像を細かい格子状の点（ピクセル）の集まりとして表現し、各ピクセルに色の情報を割り当てます。写真や、色のグラデーションが多いイラストの記録に向いています。拡大すると、1つ1つの点が大きくなって輪郭がぼやける（ジャギーが目立つ）という弱点があります。代表的なファイル形式にJPEGやPNGがあります。
• ベクタ形式：画像を円や直線、曲線といった図形の集まりとして、座標や数式のデータで表現します。どれだけ拡大・縮小しても図形の輪郭は数式で再計算されるため、画質が劣化しません。ロゴ、地図、アイコンなどの制作に向いています。代表的なファイル形式にSVGがあります。

なお、両形式ともコンピュータ内部では最終的に二進法のデータとして記録・処理されています。表現の考え方が異なるだけで、扱う基盤は同じです。

関連して知っておきたいこと

写真をデジタルデータにする標本化・量子化・符号化の手順は、主にラスタ形式のデータを生み出す仕組みです。カメラで撮影した写真がラスタ形式になるのは、この変換の性質上、画像を細かい点の集まりとして記録するしかないためです。