解像度が理解しづらいのは二つの意味で使われることがあるから

基礎知識

デジタル写真をやっているとよく耳にする「解像度」。

わかっているようでわかってないような感じじゃないですか?

解像度」という言葉自体もあいまいに使われていることがあり、理解しづらい原因となっていますので、今回は「解像度」について僕が理解している範囲で説明してみたいと思います。

「解像度」という言葉は
・ピクセル(ドット)の「密度」を表す場合
・ピクセル数つまり「画素数」を表す場合
の2通りの使われ方をしています。

同じ「解像度」なのに違う意味で使われていることがあるので理解しづらいのではないでしょうか?

密度としての解像度(dpi,ppi)

密度として「解像度」を表す場合には、dpiやppiといった単位を用います。

dpi:dot per inch (ドット・パー・インチ)
ppi:pixel per inch ( ピクセル・パー・インチ)

どちらも同じ意味ですが、1インチ(2.54cm)の中にいくつの点(ドット、ピクセル)を表示できるかという数値です。

これは印刷(DTP)の世界で使われることが多く、プリンターやスキャナーなどの性能を表す時などにこの解像度が使われたりします。

例えば、2000ピクセル×2000ピクセル(400万画素)の写真を解像度の異なるプリンターで印刷する時。(わかりやすくするために正方形の写真にしてます)

Aプリンターの解像度:200dpi
Bプリンターの解像度:400dpi

だとすると、

Aプリンターは1インチあたりに200個の点を印刷することができますので、
2000ピクセル÷200dpi=10インチ(25.4cm)
つまり1辺が10インチ(25.4cm)のプリントができます。

一方、400dpiのBプリンターでは1インチあたりに400個の点を印刷できますので、
2000ピクセル÷400dpi=5インチ(12.7cm)
つまり1辺が5インチ(12.7cm)のプリントになります。

Aプリンター(200dpi):25.4cm×25.4cmのプリント
Bプリンター(400dpi):12.7cm×12.7cmのプリント

それなら大きく印刷できるAプリンターの方が性能がよいのでは?

と思うかもしれませんが、密度を表す解像度(dpi)の場合には数値が多い方が同じ面積あたりに点を細かく(密集して)並べられますので、Bプリンターの方がより精密な印刷ができるということになります。

ちなみに、これは最大印刷サイズになりますので、これよりも小さいサイズに印刷する分にはサイズ調整は可能になります。

これが印刷などで使われる「解像度」になります。

画像数(ピクセル数)を表す解像度

PCやスマートフォンの画面に表示できる画素数のことを「解像度」ということもあります。

先ほどの解像度と区別して「画面解像度」と言われることもありますが、単に「解像度」と言われることも多いのでわかりづらいんですね。

例えば僕のPCとスマートフォンを調べると、

MacbookPro:2560×1600ピクセル(227ppi)
iPhone7:1334×750ピクセル(326ppi)

だそうです。

要するに画面に表示できる点の数ですね。

*カッコ内は「密度」で先ほど説明した画面に表示される「密度としての解像度(dpi,ppi)」ですが、普通は画面に対して「解像度(画面解像度)」という場合には、画素数のことを指します

例えば僕のMacとiPhoneは、

MacbookPro:2560×1600=4,096,000(約400万画素)
iPhone7:1334×750=1,000,500(約100万画素)

ということになります。

これは写真(画像)の画素数と同じ考え方なので、例えば6000×4000ピクセル(2400万画素)のカメラで撮影した画像を僕のMacbookProで表示させようとすると、2400万画素÷400万画素=6となり、PCの画面6つ分の面積になってしまいます。

しかし実際にはPCの画面サイズに合わせて写真全体が表示されますよね?

これは、画像をリサイズして表示させていると思ってください。

実際にはもっと大きい画像ですが、画面の解像度の方が少ないのでそれに合わせて大きな画像を縮小して表示しています。(画像補完の逆みたいな感じ)

*画像補完については「スマホもパソコンもテレビも実は3色しか使っていない」参照

スマホもパソコンもテレビも実は3色しか使っていない

2019年7月4日

ところで写真(画像)には画素数の他に解像度も記録されています。

カメラによって異なりますが、同じ2400万画素でも72dpiとか300dpiとか。

この解像度は先ほどの「密度としての解像度」ですが、PCなどの液晶画面で表示させる時には無意味です。(プリント時のサイズの目安にはなると思います)

なぜなら液晶画面の密度としての解像度(表示できる能力)は決まっているから。

僕のMacは227ppi、iPhone7は326ppiでしたよね。(画像の解像度が72dpiだろうが300dpiだろうが表示画面の解像度でしか表すことができませんので)

また、限られた画面の面積の中に解像度分の画素数(点)を表示させているので、画素(点)一つ一つの大きさはデバイスや画面サイズによって異なることも理解できるでしょう。(このため上記の「密度としての解像度」がデバイスによって異なるのです)

フルサイズのイメージセンサー(撮像素子)でなければダメなのか?

2019年7月2日

これで画素数を表す解像度(画面解像度)についても理解できましたか?

これは画素の集まりである写真(画像)にも同じことが言えますので、写真(画像)の解像度と言ったら画素数(ピクセル数)のことだと思っても良いでしょう。(ただし、先ほど述べた○○dpiのことを言う場合もあります)

テレビの解像度についても考えてみましょう

最近よく聞く4Kとか8Kのテレビってありますよね?

実はこれも全く同じ考え方なんです。

まずは、これまで(今も)一般的なテレビの解像度(画素数)は、

1,920×1,080(207万3,600画素)

で、これをフルHD解像度と言い、基準として考えます。

 

このフルHD解像度の画面を4つ並べると、

3,840×2,160(829万4,400画素)

になりますね。

これを4K解像度といいます。(長辺が約4000ピクセル、つまり4kなので)

 

同じようにフルHD解像度の画面を16個並べると

7,680×4,320(3,317万7,600画素)

となり、これを8K解像度といいます。(長辺が約8000ピクセル、つまり8kなので)

 

というわけで、これまで(今も)普通に見ているフルHD解像度よりも何倍も高精密な画像が観れるので、美しい映像に向いていると言われています。

ですが、実際に放送されている番組の多くはまだフルHD解像度です。

例えば4Kのテレビ(約829万画素)にフルHD解像度(約207万画素)の放送が来たらどうなるでしょうか?

普通に考えると829万画素もの巨大な画面に207万画素の映像を表示するので、結局は画面内に小さな映像しか表示されないのでは?という心配をされるかもしれません。

ですが、このような場合には4Kテレビの4つの画素を1つとして、フルHD1つの画素を表示させることで、画面いっぱいに映像を表示させています。

実はこれはPCの画面などにも同様のことが行われています。

僕のPCは約400万画素でフルHD解像度の2倍ほどありました。

また、最近は4Kや8Kといった高解像度のビデオ編集などができるように、PCのディスプレイもどんどん高解像度化しています。

これも先ほどのテレビ放送と同じように、これまで一般的だった解像度の映像などを高解像度ディスプレイで表示させようとすると大きな画面の一部に小さくしか表示されなくなってしまうので、画素複数をまとめて1画素として表示させることで、今までの映像などを違和感なく表示させています。

これらはユーザーがあまり意識しなくてもテレビは勝手に設定されていることが多いので問題ありませんが、PCのディスプレイの場合は自分で設定する必要があることもあります。(僕のデスクトップPCのディスプレイは買った時には今までの画面(アイコンなど)が小さく表示されてしまったので自分で設定し直しました)

このように、低解像度の画像を高解像度のディスプレイで表示させることをアップコンバートなどということもあり、いい具合に画像補完することで高解像度のディスプレイでも画質が乱れにくくなります。

デジタルズームに似てますね。

光学ズームとデジタルズームの違い

2019年8月14日

ビンボー人のひがみ

さて、ここからはビンボー人の僕の考えですが、DVDを借りたりして観てる方ってまだ僕だけじゃないですよね?

DVDの解像度は、

720×480(345,600画素)

で、約34万画素ほどしかありません。

でもフルHD解像度のテレビや4Kテレビで観ますよね?

これもテレビの解像度に合わせてアップコンバートされて表示されるのである程度キレイには観れますが、要するにオーバースペックの道具を使って(デジタルズームして)いるわけですよ。

そもそも動画は「画が動いている」わけですから、内容が伝わればある程度の画質があれば良いのではないか、とビンボー人のひがみのように考えちゃうこともあります。

そりゃ美しい映像に越したことはありませんけどね。

ただ、そんなに高精密な画面を何時間も観ていると目も疲れるのではないでしょうか?

一方で、逆に考えてみると4Kで撮影できるビデオカメラというのはかなり都合が良いのではないかと思っています。

なぜなら、フルHD解像度に比べると4倍もの画素数があるので、4Kで撮影してフルHD解像度で観るならかなりのトリミングが可能になるんですよね。

さらにカメラを固定して撮影してもフルHD解像度にしていいなら、編集次第でカメラをパン(横に振る)したりチルト(縦に振る)したり、斜めに振ったりズームしたりするような見せ方も可能です。

つまり、少しいい加減に撮影しても修正が可能と言えます。

ちなみに、4Kスペックというのは画素数のみです。

間違ってはいませんが、ビデオカメラの種類によっては、文字通り4K画像での録画が可能ですが、フレームレート(毎秒何コマ撮影するか)が一般的なビデオ映像に対して少ないことがあります。

こうなると確かに4Kで記録しているという事実はありますが、動画として観るとカクカクした動きになってしまいます。

これってせっかく4Kで美しい映像(動画)が撮影できるのに、動画の動きが美しくないので本末転倒ではないかと思うんです。

最近のビデオカメラではそのようなことはないかもしれませんが、過去に何機種か4Kとうたっているにも関わらずフレームレートがお粗末なビデオカメラを見た事があるので。

さらに言うと、4Kや8Kで撮影すると動画を静止画として切り出して使えるという考え方もイマイチ好きになれません。

確かに合理的かもしれませんが、僕は静止画を撮影する際にシャッタースピードを考えて撮影していますし、場合によってはフラッシュを使うこともあります。

動画の場合には先ほどのフレームレートの問題があるので、シャッタースピードの調整、特に遅くすることはできないのです。

僕は静止画と動画は表現として違うものであると思っていますし、動画でも静止画でもスペックだけでなく本質を理解して作業することでクオリティが上がるものだと考えています。

まあ、日々進化していくデバイスを買い続けられないビンボー人のひがみに聞こえてしまいますけどね。

話が逸れてしまったのでまとめましょう。

まとめ

「解像度」を表す場合には大きく分けて二つあります。

①印刷などに使われる密度としての解像度
1インチあたりにいくつの点を表示できるかを表す(dpi,ppi)
数値が大きい方が細かい表現が可能

②画素数を表す場合に使われる解像度(画面解像度)
その画面に表示できる画素(点)の数を表す(〇〇×〇〇ピクセル、〇〇万画素)
数値が大きい方がより細密な表示が可能だが、低解像度の画像を表示する場合にもアップコンバートにより同じ画面サイズで見ることができる

注意
この記事ではわかりやすさを優先していますので、必ずしも正確な表現をしていないことや、あえて説明していない部分などもありますのでご了承ください。