目次

• 本書について
• 本書の構成
• 本書で必要となる前提知識
• 基本用語の整理
• 目次

第0章　画像処理の技術を学ぶことについて ――道具を知る

0.01　グラフィックスツールやコンピュータのしくみを知る価値 ――データの品質向上、安定した作業環境、技法の習得

• ［利点1］データのクオリティが上がる ――1ピクセルも無駄にしない
• ［利点2］処理の負荷を下げ、安定した作業環境を得られる
• ［利点3］技法を習得しやすくなる

第1章　基本のしくみ ――コンピュータで絵を描くために

1.01　2Dグラフィックスツール、いろいろ ――ツールの広がりと特徴

• (1)画像編集ツール ――おもに画像を編集するために作られたアプリケーション
• (2)ドローツールとDTPツール ――印刷物やデザインのためのアプリケーション
• (3)ペイントツール ――手書きのイラストや漫画を制作するアプリケーション
• イラストを描くツールを取り巻く状況

1.02　画像が表示されるしくみ ――パソコン、スマートフォンのグラフィックス機構

• 今どきの複雑なグラフィックス機構（グラフィックスアーキテクチャ）
• APIを介してグラフィックス処理は行われる
• グラフィックス処理の抽象化が行われる理由
• スマートフォン時代の画像解像度

1.03　ビット（bit）やバイト（byte） ――情報量を表す単位について

• ビット（bit）と2進数
• バイト（byte）
• ファイルサイズの目安
• Column　データ転送量の単位

1.04　画像、ピクセル、不透明度とは何か ――画像はピクセルで構成されている

• ピクセル入門
• ARGBと不透明度 ――ピクセルと言えば「ARGB」

1.05　コンピュータ上で画像を表現する ――画像はメモリ上のピクセル情報

• 計算はメモリを介して行われる
• メモリを確保（使えるように）する方法
• 不要なメモリは解放する ――不要なメモリ領域はOSに返却する

1.06　メモリとHDD/SSDの関係 ――メモリは潤沢に搭載したほうが良い理由

• メインメモリの容量は少ない
• スワップアウトとスワップイン

1.07　ビットマップとベクターについて ――画像表現における2つの基本形式

• ビットマップ形式
• ベクター形式
• ベクター形式のメリット
• ラスタライズ

1.08　ペンタブレットの性能 ――選ぶときの比較ポイントとは？

• On荷重
• 座標の精度、座標の歪みの有無
• 筆圧レベル
• 盤面の材質、ペン先の材質
• WintabとTablet PC API、ドライバ

1.09　さまざまな画像フォーマット ――専用画像フォーマットの強み

• 画像フォーマットとファイルヘッダ
• 画像ファイルの中身
• 画像フォーマットの大まかな違い
• ツールごとの独自機能の保存 ――専用画像フォーマットを指定する
• BMP形式
• GIF形式
• PNG形式
• JPEG形式（JPG形式）
• PSD形式
• TIFF形式
• EPS形式
• SVG形式
• ［重要］専用画像フォーマットについて

1.10　画像解像度とdpi ――「物理サイズ指定のないdpi値は飾りです」

• 画像解像度とdpi
• 物理サイズによる指定
• Column　手ぶれ補正のしくみ

1.11　Hello,World! ――ここだけは知っておきたいC言語プログラミング

• プログラムの基本
• 計算処理
• 関数
• 分岐処理
• 繰り返し処理
• 構造体

1.12　「バグった」「落ちた」時に何が起きているのか ――よくある問題と、その原因と対策

• ［例1］メモリが足りない
• ［例2］無限ループ
• ［例3］ゼロ除算
• ［例4］アクセス違反
• ［例5］ディスク容量が足りない

第2章　図形描画 ――ピクセル徹底攻略

2.01　画像に点を打つ ――すべてはここから。点を打てれば、何でも表現できる

• メモリを一度に確保する、ライン単位に確保する
• メモリを確保すると、先頭のアドレスを取得できる
• 先頭アドレスからの相対位置を計算する
• 関数として定義する

2.02　矩形（長方形）を描画する ――一番シンプルな図形の描き方

• 矩形の描画方法を考える
• プログラムで考える矩形描画 ――for文の活躍
• ［補足］横方向か、縦方向か ――キャッシュ機構をうまく使って高速処理

2.03　ピクセル形式と色深度 ――今、必要なのは、どのピクセル形式か

• RGBカラー（24 bit）
• RGBカラー（16 bit）
• ARGBカラー ――本書の標準的なピクセル形式
• インデックスカラーとは？ ――パレットを参照するピクセル形式の総称
• 16 bitカラー（16 bit/チャンネル）
• グレースケール
• 8 bit（不透明度のみ）
• ハイダイナミックレンジとは？ ――OpenEXR形式、Radiance形式
• マルチスペクトル
• YCbCr

2.04　半透明を表現する ――アルファブレンディングのしくみ

• 透明度と不透明度
• 合成色の求め方
• 半透明の計算式（RGBの場合）

2.05　画像と画像を合成する ――コラージュのように

• 画像合成の考え方
• カラーキー転送
• アルファ値を考慮して転送する

2.06　点をつなげて直線を描く ――斜めの線は難しい

• 座標指定
• 点を打つ、から考える
• 斜めの線を引く方法

2.07　アンチエイリアシング処理した直線を引く ――不透明度を駆使して滑らかな線を引く

• まずはプログラムから
• 先ほどのプログラムの問題と、その対策
• アンチエイリアシング処理を行う

2.08　円を描画する ――スーパーサンプリングで綺麗に描く

• 円を描く考え方
• 円を描くプログラム ――とりあえずガタガタでも良い
• スーパーサンプリングとサブピクセル ――綺麗な円へ

2.09　三角形の描画(1)（外積を使う方法） ――三角形の内側か、外側か

• 外積を作る
• 外積の方向を利用する
• Column　内積はあるの？

2.10　三角形の描画(2)（交点を求める方法） ――左右の辺の間を塗りつぶす

• 辺と辺の間を塗りつぶして三角形を描く
• 左右端の被覆率を求める

2.11　曲線を引く ――ベジェ曲線はどう描かれているのか

• 曲線の描き方
• ［補足］パラメータとは？
• 直線の補間
• 曲線の補間（ベジェ曲線）

2.12　多角形を描画する ――これを描画できれば、何でも描画できる

• 曲線の内側を塗りつぶす→多角形を塗りつぶす
• スキャンするラインの交差をカウントする

2.13　グラデーションを描く ――指定した2点間を補間して色を塗る

• グラデーションの描画
• 円形グラデーションの計算方法
• 線形グラデーションの計算方法

第3章　画像処理 ――画質は良く、コンピュータの処理負荷は低く

3.01　画像を拡大/縮小する ――拡大も縮小も、考え方は変わらない

• 拡大/縮小は描画範囲から考える
• 元画像の座標を計算する
• 拡大/縮小のプログラム
• Column　画像拡大アルゴリズムwaifu2x

3.02　画像を綺麗に拡大/縮小する ――ピクセルの格子を厳密に考える

• 縮小処理でジャギジャギになる理由
• 平均色を取り入れる
• 被覆率を考慮して縮小する ――半端なピクセルは、半端な影響力がある

3.03　ミップマップという考え方 ――縮小処理の負荷を下げたい

• ミップマップ
• ミップマップの利点
• ミップマップの品質について ――問題点もある
• リップマップ

3.04　フィルタリング、サンプリング ――座標の小数部を使って品質アップ

• ピクセルのサンプリング
• フィルタリング
• ニアレストネイバー
• バイリニア補間、バイリニアフィルタリング
• バイキュービック補間

3.05　画像を回転させる ――画像処理のエッセンスが詰まっている

• 画像の回転転送
• 座標を回転させる
• タイル状に並べる
• 処理を最適化する

3.06　画像の変形 ――画像を変形して貼り付けたい

• 変形処理も、基本は多角形の描画と同じ
• 交点の座標を計算する
• 変形させると歪む問題

3.07　レベル補正とガンマ補正 ――画像処理では欠かせないカラーフィルタ

• レベル補正と、ヒストグラム
• レベル補正とは何か
• ルックアップテーブル ――事前に計算して、計算を簡略化
• ガンマ補正

3.08　モザイクフィルタ ――不透明度を考慮する重要性

• モザイク処理は簡単
• モザイク処理の実装
• 不透明度の扱い
• 不透明度を考慮して平均色を求める
• 不透明度を考慮したモザイク処理
• Column　Qt（キュート）でCGプログラミング

3.09　ぼかしフィルタ ――周辺の平均色を求める、負荷の高い処理

• ぼかし処理、いろいろ ――モザイク処理との違い
• 周辺15×15pxをぼかしてみる
• X方向にぼかし、Y方向にぼかす
• ガウスぼかし ―― 偏りのある分布を利用する
• ガウス分布の特徴
• ガウスぼかしのコード

3.10　バケツ塗りつぶし ――閉じた領域を塗りつぶす

• 始点の指定 ――左右探索
• シードフィル
• シードが多くなり過ぎたら？

第4章　ペイントツールのしくみ ――画像データをどう持つか、画像データをどう表示するか

4.01　ペイントツールの大まかなしくみ ――レイヤー、キャンバス、描画と画面表示

• ペイントツール設計の3つのポイント
• レイヤーとキャンバスについて
• キャンバスの内容を表示する
• レイヤーへの図形描画から表示まで

4.02　画像は必要な分だけ確保されている

• 不透明な部分だけメモリを確保する
• ライン単位に画像を確保する方法 ――画像確保の単位(1)
• タイル単位で画像を確保する方法 ――画像確保の単位(2)

4.03　レイヤーの合成 ――レイヤーとは何か、キャンバスとは何か

• コンピュータで絵を描く手順
• レイヤーに分けて作業する
• キャンバスの背景色 ――透明な背景は、市松模様で表示される
• 合成モード（ブレンドモード）について
• 通常
• 乗算
• 加算/発光
• スクリーン
• オーバーレイ
• Column　合成モードの互換性

4.04　クリッピングとフォルダー ――下のレイヤーの不透明な部分だけに上のレイヤーを合成する

• クリッピング処理の実現
• レイヤーフォルダーと通過モード

4.05　計算を繰り返せば劣化する ――デジタル処理ならではの劣化

• 計算精度の問題 ――8 bit精度の限界
• サンプリングとフィルタリングの問題

4.06　RGB/CMYKとICCプロファイル ――異なるデバイス間で、色を再現する

• デバイス依存の色情報
• ICCプロファイルとは？
• ICCプロファイルを使って運用する
• 画素、表色系、色空間
• ICCプロファイルがあれば何でもOK？ ――印刷所推奨のもので作業すべき
• Column　データ圧縮 ――ファイルサイズを小さくしたい

• あとがき、著者について、［参考］本書内図版の制作環境データ