画像品質の理解

画像の最適化において圧縮は速度向上の最も効果的な手法の一つですが、最適化によって画像品質がどのように影響を受けるかを理解することが重要です。

この記事では、異なる画像フォーマットがどのように色を処理し、画像処理が画像品質に及ぼす影響について探ります。

PNG、WebP、JPEGなどのファイルフォーマットについて説明します。各フォーマットの詳細な説明については、画像フォーマットのガイドをご覧ください。

カラーバンディング

最初に紹介する画像劣化の例は カラーバンディング です。

カラーバンディングとは、画像の階調範囲が不足しているために、暗い部分から明るい部分へのグラデーションが滑らかに表現されない現象です。その結果、本来滑らかに変化するはずの色の違いが層状に見えることがあります。

この現象が異なるファイルタイプでどのように表れるかを確認するためのデモを用意しました。各画像は、オープンソースの画像処理ツールImageMagickを使用して生成されています。

以下の画像はすべて元の未加工の画像です。ボタンをクリックすることで異なる画像フォーマットを切り替え、それぞれの品質の違いを比較できます。

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このデモを試すと、フォーマットごとにカラーバンディングの程度が異なることがわかります。特に、PNGフォーマットを選択すると、暗い部分から明るい部分へのグラデーションが最も正確に表示されることがわかります。

これは、PNGファイルが 32ビット の色深度を使用しているためです。他のフォーマットは 24ビット以下に制限されています。「ビット」とは、画像に格納される色の深さを示します。最も一般的なビット数は 8ビット（256色）、16ビット（65,536色）、32ビット（4,294,967,296色）です。ビット数が高いほど、画像の色が滑らかになりますが、ファイルサイズも大きくなります。

後ほど、画像の色を正確に再現するための最適な方法について詳しく説明します。次のセクションでは、画像アーティファクトについて取り上げます。

画像アーティファクト

次に、画像処理の副産物である 画像アーティファクト について説明します。以下の画像は、レンダリングAPI を使用して生成したものです。アーティファクトをより明確に観察できるように、意図的に画像を拡大しました。

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この比較では、元の画像と派生画像の間に明らかな違いが見られます。これが 画像アーティファクト であり、不可避のロス圧縮の副作用です。アーティファクトは、ブロック状の歪みやぼやけた部分として現れることが多いです。

imgixを使用して画像アーティファクトやカラーバンディングを最小限に抑える

画像の圧縮や最適化を行う際には、品質の劣化を完全に防ぐことは困難ですが、以下の方法で影響を最小限に抑えることが可能です。

`srcset` を使用する

srcset を適切に実装することで、アーティファクトやカラーバンディングを軽減できます。

可逆圧縮フォーマットを使用する

PNGファイルを元画像として使用すると、ロスレス処理によるアーティファクトの発生を抑えられます。

`lossless=1` パラメータを使用する

imgixでは、lossless=1 を設定することで、対応フォーマットにおいてロスレス画像を出力できます。

`q` パラメータを調整する

q パラメータを調整することで、画像品質と圧縮率のバランスを取ることができます。

画像品質と速度のバランスを取る

高品質の画像はロード速度に影響を与えるため、ウェブサイトの目的に応じたバランス調整が必要です。

32ビットモードを使用する

特に透明度を含む画像を編集する際は、32ビットモードを使用すると、より正確な色再現が可能です。