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エンディアン

「エンディアン」といっても、アメリカ大陸の先住民族ではありません。
今回は、並び方について考えてみます。





お気に入りの写真が




こんな感じや




こんな感じに化けてしまった経験があるヒトもいるのでは ?

最近はそういった体験は滅多にないけれど、Windows ( インテル ) 環境で画像を扱うソフトが出始めた頃、画像データで色素が入れ違ってしまうことがありました。

色データはしばしば、R,G,B ( Red , Green , Blue ) の要素で表される。

画像 ( 写真 ) データは無数の色情報データが方眼紙の網目のように集まっています。
この方眼紙の1マスにあたる部分をピクセルなどと呼びます。
各ピクセルにはR,G,Bの情報が詰まっています。

前回と同様、ビットをオセロゲームの白黒を用いて現してみます。




緑、赤、青のスイッチがあるとして、スイッチのビット ( オン、オフ ) を図で表すとこんな感じ。

話を単純にするため、色数を限定した図です。

PC ( パソコン ) やデジカメの中でもこのRGBを基にデータを構成していることが多いのです。
R,G,B ( 赤・緑・青 ) の 各要素が256段階で収納されます。

色の組み合わせは 256 × 256 × 256となりますから、16777216通り、約1680万色を表すことができます。

ここで、出てきた 256 という数8ビットつまり1バイトと一致します。

2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 256

例えば赤の強さ・濃さを256段階、同様に緑、青も数値化されているのです。

8ビットで3原色を表すと24ビットで足ります。
でも、実際には一つのピクセル情報は4バイトつまり32ビットで構成されています。
これは、Windows 95 以来最近まで使われている 32ビット CPU / OS に都合が良いのです。

CPU の立場から見て、
32ビットつまり4バイトがひとかたまりになっているデータのほうが出し入れし易いのです。

32ビットのうち24ビットで色情報を使います。ほか、8ビットにアルファ ( 透過度や 輝度)に関する情報が格納されます。

今回の本題、エンディアンのお話に移ります。
簡単に言えば
並べ方の問題です。

たとえば、8個の製品を4つ1組で箱に詰めるとしましょう。

作業員 A さんは取り出すときのことを考えて
「4、3、2、1」「8、7、6、5」・・・と箱詰めしました。


また、作業員 B さんは単純に
「1、2、3、4」「5、6、7、8」・・・と箱詰めしました。


パソコン や デジカメの中でもこの並べ方の違いが 問題になります。
「4、3、2、1」「8、7、6、5」・・・と逆順に並べた方をリトルエンディアン、
「1、2、3、4」「5、6、7、8」・・・と単純に格納されるのをビッグエンディアンと呼びます。


もちろん、人間にとって直観的にわかりやすいのはビッグエンディアンです。

8月13日の中半で触れた、「インテル」のCPUは伝統的に、リトルエンディアン方式でデータを格納する習慣があります。
リトルエンディアンはコンピュータにとって処理しやすい方式と言われています。

そこで、冒頭で取り上げた画像情報を リトルエンディアン、ビッグエンディアンで、画像データのピクセル ( 色 ) の情報を並べると



こんな感じになります。

冒頭で取り上げた、残念な画像。それらの画像は、情報データの格納・取り出しの順番が正しくないからなのだ!

数年前までのMac ではインテル以外のCPU / MPU が使われていて、データの並びはビッグエンディアンが採用されていたこともあります。

このデータの並び順に気を配らないでアプリ ( ソフトウェア ) を組むと大変なことになります。

ミスを防ぐためには1バイト( 8ビット) 単位で読み書きすれば問題が生じることを防げるのですが、手間は4倍以上掛かります。つまり、処理速度は遅くなります。
今回はここまで。

猫でもわかる ?



今回も
さっぱりわかんニャい。



急に眠気が覚めたようですね・・・



視線の先にはアブラゼミ。



そ~っと近づいて、



あ~あ、逃げられた・・・

本日も最後までご覧いただきありがとうございます。

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08/18(土)

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No title

08/18(土)

おはようございます(^_^)

そういえばずっと前に、
ネットで拾った画像をPCに保存したら色が変わってしまったことがありました。
あれがずっと謎だったのですが、
今回の記事で大体解りました。

ちなみにどのような画像だったのかは、ご想像にお任せします(´Д`)

Re: No title

08/18(土)

らす さま、コメントありがとうございます。

> おはようございます(^_^)

はい、こんばんは。

> そういえばずっと前に、
> ネットで拾った画像をPCに保存したら色が変わってしまったことがありました。
> あれがずっと謎だったのですが、
> 今回の記事で大体解りました。

内容を汲みとっていただき、嬉しいかぎりです。
少し、内容を甘めにしてあるのですが、
肝は「『並べ方』『詰め方』が逆順のときは、周知しないとミスの元」って感じです。

> ちなみにどのような画像だったのかは、ご想像にお任せします(´Д`)

大人の事情、お察しいたします。
妄想にお任せされますた。

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