デジカメの画素数とプリンターの解像度の意味

Question

検索してみたのですが、明確に説明してあるＨＰが見つからなかったので質問しました。

デジカメで１０００万画素とかがたくさん発売されています。
「１点の色はＲＧＢの３色で表現される」と聞いたことがあります。
「１点」のことは「１ピクセル」「１ツイップ」「１画素」と色々な定義があるようです。

プリンターの方は４８００ｄｐｉとかで表現されているようです。
（１インチの中に４８００個の点が入ってる）

この２つの関係についてですが、
デジカメの１０００万画素は「ＲＧＢがセット」になった「１点」が１０００万個なのでしょうか。
それとも、「Ｒ，Ｇ，Ｂ」別々に数えて１０００万画素なのでしょうか（そうだとすると３３３万画素（ピクセル・ツイップ？））。

プリンターの方は「１ドット」＝「１画素（１ＣＹＭＫ？）」なのでしょうか。

デジカメ、プリンターのどちらも「１ドット」「１画素」の意味がはっきりしなくて気になっています。

知りたいのは、
実用面での考え方として「X万画素のデジカメ」で撮影した写真と「Ydpiのプリンター」で印刷した結果の（理論的？）関係です。

最終的な出来上がりの印刷（例えばA４判）についてはデジカメでも色々な処理が行われているのだろうと思いますし、プリンターでも色々な処理が行われているだろうと思います。
そういうことを無視して、単純に画素数とか解像度だけで考えた場合の関係を知りたいと思っています。

よろしくお願いします。

softbankHawks · Accepted Answer

まだカメラ側に関しては思い違いなさっているところがあるようなので追加で説明。

デジタルカメラ側の入力(センサー)の画素数と出力の画素数は関連はありますけど基本的に別物、と考えて下さい。

1000万画素のデジカメのセンサーは、一部のカメラを除き、Rが250万画素、Gが500万画素、Bが250万画素、で入力（レンズからの光を受け取る）します。
一部の例外を除いて、撮像素子は1画素で1色しか受け取りません。
Gが他の色の2倍の面積なのは、感度の問題です。

一般的にベイヤー配列が使われています。
こちらの
図5 単板式カラーカメラのベイヤ型画素配置
を見て下さい。
http://ja.wikipedia.org/wiki/CCD%E3%82%A4%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%82%B8%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%B5#CCD.E3.82.A4.E3.83.A1.E3.83.BC.E3.82.B8.E3.82.BB.E3.83.B3.E3.82.B5.E3.81.AB.E3.82.88.E3.82.8B.E3.82.AB.E3.83.A9.E3.83.BC.E6.92.AE.E5.83.8F

JPEGとしてそのカメラから出力される画像は、そのデータを元に1000万画素に合成して出力されたものです。
合成するのですから、出力は500万画素でも構わないはずですが、たいていのカメラは撮像素子の画素数に準じた出力をします。

出力されたデータ上の1画素には一般的にRGBそれぞれ256階調、16777216色の中の1色が表示されます。
データ上では1画素はそれぞれフルカラーを表している、ということです。

モニターで見る時には再びRGBにバラして表示されることになります。
バラす、と言っても、撮像素子と違って1ピクセルの中に3色とも入ってますが。
先ほどのリンク先の
図4 LCD表示素子の画素配置
です。

プリンタでの印刷は、モニター表示と同じサイズで印刷するなら、その1画素分のサイズに（4色インクなら）CMYKのインクのドットが今回の例では4800×2400dpiの細かさで入る、ということになります。

softbankHawks · Answer

#8です。
バカな計算間違いをしてましたので訂正します。

＞プリンタの4800dpiというのはたぶん全色での話。
＞CMYK4色だとすると、1色あたり1200dpi。
＞これを300ppi(321ppiじゃ面倒なので、）の解像度で印刷すると、1ピクセルあたり1色のインクが4ドット使用可能。

ここ間違ってました。
送りが2400dpiということは1ピクセルあたり、1色のインクにつき横4点、縦2点の8ドットが使用可能。

ですので以下も間違い。

＞その時の1ピクセルあたりの色の階調は1色あたり0ドット～4ドットの5通りが4色なので、5^4=625通り。

こう訂正します。

その時の1ピクセルあたりの色の階調は1色あたり0ドット～8ドットの9通りが4色なので、9^4=6561通り。

ついでに、プリンタにどれだけの解像力が望めるか、計算してみましょう。
言っておきますが、仮定の上に仮定の話なので、いい加減な計算ですよ。

もし、全色とも1ドットあたり2段階のインク量に変化させることができると仮定すると、17^4=83521通りの色が表現できる、ということになります。(もちろん理論値）

この1ピクセルが4っつ集まれば、65^4=17850625通りの階調になるので、フルカラーで150ppi程度の解像度はある、と考えても良いのでは？

noname#142909 · Answer

本当に理解出来ない様ですね
>ある１点の色を表現するためには３画素必要で
プリンターもデジタル映像も3つの色でしか映像を表現出来ません
シャープの新しいテレビは4色ですがこれは特殊な物で除外します
印刷物やテレビ画面を虫眼鏡でのぞいてみてください3色に分かれています
有る程度細かくなると人間の目には区別がつかなくなり3色別々だということが判別出来なくなり自然な映像に見えます
有る一つの色を表現するために3色必要ということなのです

>デジカメのカタログ等に記載されている１０００万画素はＲＧＢそれぞれ別で数えて１０００万画素と言うことでしょうか。
カメラのスペックの画素数はRGBすべてで1000万画素とかです

>そうであれば、１点の色はＲＧＢ３色で構成されていると思っていますので、カタログに（有効画素数）１０００万画素と書かれている場合は実質は「１０００万画素÷３色」で３３３万点（ドット）ということでしょうか。
そうでは有りませんカメラ内で演算されて1000万画素の映像データになります

>ＣＭＹの３色のプリンターだとすると１ドットの中にはＣＭＹ３色を混ぜたものが入るのでしょうか。それとも１ドットはＣＭＹのどれかで３ドット集めて１点になるのでしょうか。
インクの色は混ざりませんそれぞれ独立した点になっています
3ドット集めて1点という意味が何言ってんだかです
ドットと点は一緒デスよこの場合

softbankHawks · Answer

＞プリンターの方は「１ドット」＝「１画素（１ＣＹＭＫ？）」なのでしょうか。

全く違います。
すでに適切な答えも出ていますが、理解されていないようなので、ちょっと説明に挑戦してみましょう。

＞知りたいのは、
＞実用面での考え方として「X万画素のデジカメ」で撮影した写真と「Ydpiのプリンター」で
＞印刷した結果の（理論的？）関係です。

直接の関係はありません。

これが、「X万画素出力のデジカメ」で撮影した写真をA4用紙に「Ydpiのプリンター」で印刷した場合はどういう関係になるか、という質問ならある程度回答可能かもしれません。

例を挙げますと、A4の縦横比で1000万画素だと、単純に計算して3761*2659ピクセルくらい。(多分そんな画素数のカメラはないけど仮に存在するとします)

A4の長辺の長さが29.7cm、換算すると11.7inch
3761/11.7=321ppi
つまりこれが、1000万画素の写真をA4サイズで表示した場合の解像度。

そして、理論的には、321ppiの内の1ピクセルがそれぞれ256^3=16777216通りある色(JPEGの場合）の中の1色で表示される、ということ。

プリンタの4800dpiというのはたぶん全色での話。
CMYK4色だとすると、1色あたり1200dpi。
これを300ppi(321ppiじゃ面倒なので、）の解像度で印刷すると、1ピクセルあたり1色のインクが4ドット使用可能。
その時の1ピクセルあたりの色の階調は1色あたり0ドット～4ドットの5通りが4色なので、5^4=625通り。

でも、送りが2400dpiなら、その半分になります。
フルカラーには程遠い階調ですね。
単純化すると、こうなります。

ただし、プリンタが噴出するインクは1ドットあたりの量もコントロールできますから、実際の階調はもっと大きくなります。

私、ずいぶん前に一度Cannonのサポートに聞いたことがあるんですよ。
プリンタ(当時、たしか2880dpi）を使って印刷する時、フルカラーでの実質的な解像度はどのくらいになるんですか？と。
けっこう粘ったんですが、単純にこれ、という数字は出せない、ということでした。

まぁ、フルカラーの定義も難しいですしね。

18OSX · Answer

RGBのフィルターだとか補完だとか、
それが必要だとか不要だとかを言い出すと本質から逸れてしまいそうですので簡潔に行きます。

例として「画像解像度1画素」の白黒カメラがあるとします。

カメラには1画素しかありません。
当然、写った画像は明るさに応じた全面グレーの絵柄（と言っていいのかどうか）です。

それをモニターに表示した場合、1ピクセルのグレー画像が表示されます。

つぎに、それを解像度1dpiのプリンタでプリントしようとした場合、
プリンタには真っ黒のインクしかありませんから
1ピクセルを1ドットで表現しょうとすると、グレーのデータも真っ黒（或いは真っ白）になってしまいます。
それを避けるためにプリンタは1ピクセルを多ドットで表現します。
そうして、インクが出るドットと出ないドットを打ち分けることで擬似的にグレーを表現しています。
このあたりは商業印刷の「網点」と同じ考え方です。

つまり、1ピクセルを黒100％、黒50％、白の3階調で表現するには2dpiのプリンタが必要になります。
※実際はタテヨコ2dpiずつで４dpiが単位になりますが、分かりやすくしています。
黒100％の場合は2つの点ともインクが出て、黒50％では片方だけインクが出て、白の場合がインクが出ない・・・
で3つの諧調を表現できるようになります。。
もっと多くのグレーを表現するためにはこの「dpi」を多くしなければいけません。

これがプリンタの「出力解像度」です。同じ「dpi」でも写真画像の画像解像度とはまったく別物です。

bardfish · Answer

>と言うことは、有効画素1000万画素のカメラでは色ごと（ＲＧＢそれぞれ）に1000万画素の素子があるということでしょうか。
違うでしょう。

１０００万画素とあったら撮像素子の画素数が１０００の万個あると言うこと。
その上にRGGBのカラーフィルターを重ねてカラー画像を得ています。
そして隣接する違う色の画素同士から演算処理を経て「１ピクセルの色」を持った画像を作り出しています。
つまり、「画素数＝画像ピクセル数」という単純なことではないのです。

この演算処理をせずに「１画素＝１ピクセル」として画像を作ったら見るに堪えない画像になってしまうでしょう。

それとは違った構造を持つのがシグマが出しているデジタルカメラＳＤシリーズとＤ－Ｐシリーズです。
このシリーズのデジカメではFoveonX3というRGBの色を得るための画素を垂直に配置しているため隣接する画素から演算して色を求める必要がないためレンズ本来の解像力を損なわず他のデジカメとは別次元の解像感を得ることが出来ます。

プリンターがどうやって様々な色を出しているのか知りたければプリントしたモノをルーペなどで拡大して観察してみましょう。
観察は物事を知るための基本ですよ！

それと、既出かもしれませんが「光の３原色(加法混色)」と「色の３原色(減法混色)」についても勉強しましょう。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E8%89%B2#.E6.B8.9B.E6.B3.95.E6.B7.B7.E8.89.B2
http://ja.wikipedia.org/wiki/CCD%E3%82%A4%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%82%B8%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%B5#CCD.E3.82.A4.E3.83.A1.E3.83.BC.E3.82.B8.E3.82.BB.E3.83.B3.E3.82.B5.E3.81.AB.E3.82.88.E3.82.8B.E3.82.AB.E3.83.A9.E3.83.BC.E6.92.AE.E5.83.8F
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%AF%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%83%83%E3%83%88

080426 · Answer

＊「１点の色はＲＧＢの３色で表現される」と聞いたことがあります。
電子画像は８ビットの場合１ピクセルは約１６７７万色の内の１色の色情報を持っています。
１６７７万色というのはR、G、Bを混ぜ合わせてできた色です。下記のRGBの部分の右の図。
http://ja.wikipedia.org/wiki/RGB
上の図で説明すると、R,G,Bが重なった部分が混ぜ合わせた色になります。この図で例えば赤を現在よりやや暗い赤に変えたら重なった部分も色が変化することがお分かりになられると思います。
１６７７万色というのはR、G、Bの明度を変えた色を混ぜ合わせてできています。RはR0（真っ黒）～R255（最も明るい赤）というふうにR0、R1、R2～R255までの256諧調になっています。G,Bについても同じです。このような表示法で図の赤だけの部分を表すと（R255、G0、B0）となります。赤と青が混ざり緑が混ざっていない部分は（R255、G0、B255）、３色が混ざっている部分は（R255、G255、B255）となります。
１ピクセルはこのようなR,G,Bの色情報を一つ持っています。

＊デジカメの１０００万画素は「ＲＧＢがセット」になった「１点」が１０００万個なのでしょうか。
画素というのは撮像素子の受光部分の数で、ピクセルというのはカメラによって写された画像データの色情報です。1000万画素のカメラではその有効画素の数が画像データのピクセル数になります。もちろん１ピクセルにはR、G、Bの色情報があります。

画像データをモニターで見る場合とプリントする場合の違いについて。
モニターは約１６７７万色を表示できることはご存知ですね。ではこれと同じ解像度（96dpi）でプリントしたらどうなるか。印刷機やプリンターは１6７７万色のインクがありません。下記の「高解像度でのテスト」上段の右の写真を見てください。
http://ad.impress.co.jp/special/epson1002/03/
シアン、マゼンタ、イェロウ、黒、用紙の白などのインクだけしか使えません。もし１ピクセルに相当する部分をこれだけの色で塗りつぶしたらまともな画像にならないことは想像できると思います。
ですから１ピクセルをさらに細かく区切って（高解像にして）１６７７万色の色を再現しなければなりません。インクのドットを細かくして打ちつけ１ピクセルの色を再現しているという意味です。
モニターは１ピクセルの色を１６７７万色から選んで表示可能だが、プリンターは細かいドットを混ぜ合わせて１ピクセル相当の色を再現しなければならない。

キャノンのプリンターで説明すれば、ある画像データを300dpi(電子画像はppi)で印刷する場合、１インチ幅に300ピクセル並んでいることになります。１平方インチ（正方形）の場合には縦横３００ピクセル並んでいますので90000ピクセルになります。
（出来上がったプリントの解像度は300dpi相当の画像になります。）
この画像データを印刷解像度１万弱dpiの画像データに変換してプリントします。このときインクのドットは１インチ幅に１万弱個、１平方インチには１億弱個のドットが並んでいることになります。
そして、インクのドットの解像度は１万弱であるが、写真としての解像度は300dpi相当であるということになります。

noname#142909 · Answer

「１点の色はＲＧＢの３色で表現される」
ちがいますよ1点の色はRGBのどれか一つです
デジカメの１０００万画素は「ＲＧＢがセット」になった「１点」が１０００万個なのでしょうか。
CCD等のセンサーはそもそも色情報を持ちませんグレー画像しか記録出来ません
そこでRGBやCMYのフィルターを画素一つ一つに付けて後で演算をしてカラーデーターを作り上げます
その大元になるセンサーが1000万画素とかでRGBがどうのこうのは関係ありません
ちなみに1000万画素のセンサーを使用していてもすべてを使わない場合有効画素800万画素とか書いてある場合も有ります
プリンターの場合は印刷時の最低単位がドットですね

知りたいのは、
実用面での考え方として「X万画素のデジカメ」で撮影した写真と「Ydpiのプリンター」で印刷した結果の（理論的？）関係です。
全く無関係です
プリント時に必要な最低限の解像度は300dpi程度有れば十分です
写真屋さんのカラープリントがその程度です
ではなぜ2400dpiとかのプリンターが有るかというと
インクは色の濃淡を表現出来ませんそのため濃淡を表現するために印刷する点の大きさを替えて濃淡を作ります
そのため特に薄い色のところでは印刷したドットが目立ってしまいますそれを目立たなくするために小さなドットで細かく印刷をするので高解像度のプリンターが多いんです
ちなみに写真屋さんのプリンターはインクではなく印画紙の発色なのでそれぞれのドットに濃淡が有ります
そんな訳で実際に印刷するサイズで300dpi程度のデータが有れば写真として十分なサイズです

撮影時にはどのサイズでプリントするか決まってはいないと思います
L版程度で良いと思っていても気に入った写真が撮れたので大きく引き延ばしたい場合データ容量が少ないと奇麗にプリント出来ません
一番大きなサイズで撮影しておけば良いんです
本当に必要ないのならはじめから必要なプリントサイズで300dpiになるデータサイズでいいでしょう

kuma-gorou · Answer

一部訂正

誤）
＞プリンターの方は４８００ｄｐｉとかで表現されているようです。
これは、インクの粒数即ち肌理の細かさで、解像度とは無関係。
4800dpiは、１×１inch当り4800粒の密度で印刷できる性能の事です。

正）
＞プリンターの方は４８００ｄｐｉとかで表現されているようです。
これは、インクの粒数即ち肌理の細かさで、解像度とは無関係。
4800dpiは、１inch当り4800粒の密度で印刷できる性能の事です。
例えば、4800dpi×2400dpiとカタログに記載のあるプリンタは、１×１inch当り4800粒×2400粒のインクが打てると言う事です。

kuma-gorou · Answer

全て、詳細に説明すると大変なので、ごく簡単に。

＞プリンターの方は４８００ｄｐｉとかで表現されているようです。
これは、インクの粒数即ち肌理の細かさで、解像度とは無関係。
4800dpiは、１×１inch当り4800粒の密度で印刷できる性能の事です。６色インクなら１インクに付き800粒打てると言う事になります。
これとは別に、一粒一粒のインクの噴出量も１picoリットルなどと謳われています。

＞デジカメの１０００万画素は「ＲＧＢがセット」になった「１点」が１０００万個なのでしょうか。
記録画素と言う意味なら、そう言う事です。
イメージセンサーの事なら、ベーヤ配列では、R=250万素子・G=500万画素・B=250万画素で、これを画像処理プロセッサー（エンジン）を使って、1000万Pixelの絵に生成します。

＞プリンターの方は「１ドット」＝「１画素（１ＣＹＭＫ？）」なのでしょうか。
違います。インクは混合しません。
TVの画面に近付いて観察して下さい。RGBが分離しているのが分かるでしょう。

＞実用面での考え方として「X万画素のデジカメ」で撮影した写真と「Ydpiのプリンター」で印刷した結果の（理論的？）関係です。
先の説明どおり、プリンタの解像度と、出力解像度は別もの。
出力解像度は、ファイルのPixel数を出力するサイズ（inch）で除すると求められます。
なお、出力解像度は、１inch当りのPixel数で、dpi（dot・par・inch）の単位で表します。

追加説明が必要なら、補足願います。

デジカメの画素数とプリンターの解像度の意味

まだカメラ側に関しては思い違いなさっているところがあるようなので追加で説明。

#8です。

本当に理解出来ない様ですね

この回答への補足

＞プリンターの方は「１ドット」＝「１画素（１ＣＹＭＫ？）」なのでしょうか。

RGBのフィルターだとか補完だとか、

>と言うことは、有効画素1000万画素のカメラでは色ごと（ＲＧＢそれぞれ）に1000万画素の素子があるということでしょうか。

この回答への補足

＊「１点の色はＲＧＢの３色で表現される」と聞いたことがあります。

この回答への補足

「１点の色はＲＧＢの３色で表現される」

この回答への補足

一部訂正

この回答への補足

全て、詳細に説明すると大変なので、ごく簡単に。

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