画素(ガソ)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

画素とは、デジタル画像を構成する最小単位のことである。英語ではピクセル（pixel）と呼ばれ、これは「picture element」（絵の要素）という言葉を短縮した造語に由来する。我々が日常的に使用するコンピュータのディスプレイ、スマートフォンの画面、デジタルカメラで撮影した写真、ウェブサイト上の画像など、デジタルで表現されるすべての画像は、この画素という非常に小さな色の点が、縦横に規則正しく無数に並ぶことで形成されている。一つ一つの画素は単一の色情報しか持っておらず、それ自体が複雑な図形や模様を持つことはない。しかし、これらの点が密集し、それぞれが異なる色を持つことで、全体として精細な写真や滑らかなグラデーション、複雑なイラストなどを表現することが可能になる。つまり、画素はデジタルにおける絵画の絵の具の一滴や、モザイクアートの色タイル一個に相当する、最も基本的な要素である。

画素がどのようにして色を表現するのか、その仕組みは色の三原色に基づいている。多くのデジタルデバイスでは、光の三原色である赤（Red）、緑（Green）、青（Blue）の3つの光を組み合わせることで、あらゆる色を作り出す。これをRGBカラーモデルと呼ぶ。各画素は、このRGBそれぞれの色の光をどの程度の強さで発するかという情報を持っている。この強度は通常、数値で管理される。例えば、各色を0から255までの256段階で表現する場合、赤・緑・青のすべての値が0であれば光が全くない状態、つまり黒色となる。逆に、すべての値が最大値の255であれば、3つの色の光が最も強く混ざり合い、白色を表現する。そして、これらの数値を様々に組み合わせることで、多彩な色を生み出すことができる。各色を8ビット（2の8乗=256段階）のデータで表現する場合、RGBの合計は24ビットとなり、約1677万色もの異なる色を表現できる。これは一般的にフルカラーやトゥルーカラーと呼ばれ、人間が知覚できるほとんどの色を再現可能である。また、色情報に加えて、透明度を扱うためのアルファチャンネルという情報を画素が持つ場合もあり、これにより画像の重ね合わせや背景の透過といった表現が可能となる。

画像の品質を語る上で欠かせないのが解像度という概念である。解像度とは、画像を構成する画素の総数や密度を示す指標であり、画像の精細さを決定づける。例えば、ディスプレイのスペックなどで見られる「1920×1080」といった表記は、その画面が横方向に1920個、縦方向に1080個の画素で構成されていることを意味する。この場合、総画素数は1920と1080を掛け合わせた約207万画素となる。一般的に、画素数が多ければ多いほど、つまり解像度が高いほど、より細部まで緻密に表現することができ、滑らかで自然な画像となる。逆に画素数が少ない低解像度の画像では、被写体の輪郭が階段のようにギザギザに見える「ジャギー」と呼ばれる現象が発生しやすく、全体的に粗い印象を与える。高画質な写真や映像を楽しむためには、表示するデバイスとコンテンツ双方の高い解像度が求められる。

画素の数や各画素が持つ情報量は、画像のデータサイズに直接的な影響を及ぼす。解像度が高く、より多くの色数を表現できる画像ほど、保持すべき情報量が増加し、ファイルサイズは大きくなる。前述した1920×1080の解像度で、各画素が24ビット（3バイト）のフルカラー情報を持つ非圧縮画像の場合、そのデータ量は「1920ピクセル × 1080ピクセル × 3バイト/ピクセル」という計算式で算出でき、約6.2メガバイトにもなる。静止画一枚でこのサイズであるため、これが動画のように1秒間に数十枚の画像を連続して表示するものになると、データ量は膨大なものとなる。そのため、実際のシステムでは、JPEGやPNGといった画像圧縮技術を用いて、画質の劣化を抑えながらデータサイズを削減し、ストレージの効率的な利用やネットワーク上での高速なデータ転送を実現している。

システムエンジニアにとって、画素の概念を正しく理解することは、様々な開発分野で不可欠である。Webアプリケーション開発では、ユーザー体験を損なわないよう、ページの表示速度を考慮して画像の解像度や圧縮率を最適化する必要がある。画像認識やAIの分野では、画像は画素値の集合体という数値データとして扱われ、個々の画素情報を解析することで物体検出やパターン認識を行う。また、システムのインフラを設計する際には、大量の画像データを扱うサービスのストレージ容量やネットワーク帯域を見積もる上で、画素とデータ量の関係を把握していることが前提となる。このように、画素はデジタルイメージング技術の根幹をなす概念であり、その特性を理解することは、高品質で効率的なシステムを構築するための基礎知識となる。