共通テスト情報Ⅰ・3-7

画像のデジタル化と色の表現の一問一答

共通テスト「情報Ⅰ」の「デジタル化とコンピュータ」から、画像のデジタル化と色の表現に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。

問13-7・基礎

1画素の色を、次の表のビット数で表す。

色	ビット数
R（赤）	8ビット
G（緑）	8ビット
B（青）	8ビット
合計	24ビット

このとき表せる色の数はいくつか。

①16,581,375色
②65,536色
③16,777,216色
④768色

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正解 ③16,777,216色

解説
正解は「16,777,216色」。各色256段階を3色分掛け合わせた数で、約1,678万色です。

手順
①表のとおり、1色あたり8ビット。8ビットなので 2を8回掛けて 256段階（0〜255）
②3色の組み合わせ：256 × 256 × 256 ＝ 16,777,216通り
③これは2を24回掛けた数と同じです。

ひっかけ注意

・「16,581,375色」…255×255×255 で計算した誤りです。0〜255は0を含めて256段階あります。
・「65,536色」…16ビット（2を16回掛けた数）で表せる色の数です。24ビットの256分の1です。
・「768色」…256＋256＋256 と足し算した誤りです。色の組み合わせは掛け算で求めます。

問23-7・標準

印刷で使う色料の三原色（シアン・マゼンタ・イエロー）について、混色の方法の名前と、3色をすべて同じ量ずつ重ねたときの色の組み合わせとして、最も適切なものはどれか。

①減法混色で、白に近い色になる
②加法混色で、黒に近い色になる
③加法混色で、白に近い色になる
④減法混色で、黒に近い色になる

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正解 ④減法混色で、黒に近い色になる

解説
正解は「減法混色で、黒に近い色になる」。色料は重ねるほど光を吸収し、反射する光が減って暗くなります。

なぜ
インクは、当たった光の一部を吸収し、残りを反射して色を見せます。インクを重ねるほど吸収される光が増え、反射が減る（引き算になる）ので減法混色といいます。実際のインクでは完全な黒になりにくいため、印刷では黒（K）のインクも加えたCMYKを使います。

ひっかけ注意

・「減法混色で、白に近い色になる」…名前は正しいが、色料は重ねるほど光を吸収するため暗くなり、白にはなりません。
・「加法混色で、黒に近い色になる」…加法混色は光を重ねる混色で、重ねるほど明るくなります。3色で白になる光の場合の呼び名です。
・「加法混色で、白に近い色になる」…光の三原色（RGB）を3色とも最大で重ねたときの説明です。色料の場合とは逆になります。

問33-7・標準

光の三原色で、赤（R）の光と緑（G）の光を同じ強さで重ねると、何色に見えるか。

①イエロー（黄）
②シアン（青緑）
③マゼンタ（赤紫）
④ホワイト（白）

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正解 ①イエロー（黄）

解説
正解は「イエロー（黄）」。光の加法混色では、赤と緑を重ねると黄に見えます。

なぜ
光の三原色の混色では、2色ずつ重ねると次の色になります。

重ねる光	見える色
赤＋緑	イエロー（黄）
緑＋青	シアン（青緑）
赤＋青	マゼンタ（赤紫）
赤＋緑＋青	ホワイト（白）

ひっかけ注意

・「シアン（青緑）」…緑と青の光を重ねたときの色です（#00FFFF）。赤の光がないときに見えます。
・「マゼンタ（赤紫）」…赤と青の光を重ねたときの色です（#FF00FF）。緑の光がないときに見えます。
・「ホワイト（白）」…赤・緑・青の3色すべてを最大で重ねたときの色です（#FFFFFF）。

問43-7・標準

Webページの色は「#RRGGBB」のように、赤・緑・青の強さを各2桁の16進数（00〜FF）で指定できる。次の表は、光の三原色のカラーコードである。

色	カラーコード
レッド（赤）	#FF0000
グリーン（緑）	#00FF00
ブルー（青）	#0000FF

「#00FFFF」が表す色はどれか。

①イエロー（黄）
②シアン（青緑）
③マゼンタ（赤紫）
④レッド（赤）

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正解 ②シアン（青緑）

解説
正解は「シアン（青緑）」。赤が00（なし）、緑と青がFF（最大）なので、緑と青の光を重ねた色です。

手順
①2桁ずつ区切る：00｜FF｜FF
②順に赤・緑・青：赤＝00（0）、緑＝FF（255）、青＝FF（255）
③表のグリーン（#00FF00）とブルー（#0000FF）を重ねた形で、緑と青を最大の強さで重ねるので、シアン（青緑）になります。

ひっかけ注意

・「イエロー（黄）」…赤と緑が最大で青がない、#FFFF00 の色です。赤と緑の光を重ねた色です。
・「マゼンタ（赤紫）」…赤と青が最大で緑がない、#FF00FF の色です。
・「レッド（赤）」…赤だけが最大の #FF0000 の色です。緑と青は00（0）です。

問53-7・標準

印刷のインクを、光の一部を吸収する理想的な色料として考える。次の表は、色料の三原色のインクが、白い光のうちどの色の光を吸収するかを示したものである。

インク	吸収する光
シアン（C）	赤
マゼンタ（M）	緑
イエロー（Y）	青

白い紙の上で、シアン（C）とマゼンタ（M）のインクを同じ量ずつ重ねると、何色に見えるか。

①レッド（赤）
②グリーン（緑）
③ブルー（青）
④ブラック（黒）

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正解 ③ブルー（青）

解説
正解は「ブルー（青）」。シアンは赤の光を、マゼンタは緑の光を吸収するので、反射して目に届くのは青の光だけになります。

なぜ
色料（インク）は、当たった光のうち一部の色を吸収し、残りを反射して色を見せます（減法混色）。問題の表のように「シアンは赤を吸収」「マゼンタは緑を吸収」「イエローは青を吸収」と考えると、重ねたときに残る光が分かります。光の三原色を重ねる加法混色（赤＋緑＝イエローなど）と取り違えないようにします。

重ねるインク	吸収される光	見える色
シアン＋マゼンタ	赤・緑	ブルー（青）
マゼンタ＋イエロー	緑・青	レッド（赤）
シアン＋イエロー	赤・青	グリーン（緑）
3色すべて	赤・緑・青	ブラック（黒）

ひっかけ注意

・「レッド（赤）」…マゼンタとイエローを重ねたときの色です。マゼンタが緑を、イエローが青を吸収し、赤だけが残ります。
・「グリーン（緑）」…シアンとイエローを重ねたときの色です。シアンが赤を、イエローが青を吸収し、緑だけが残ります。
・「ブラック（黒）」…C・M・Yの3色すべてを重ねたときの色です（理想的な場合）。実際の印刷では黒のインク（K）も使います。

問63-7・基礎

図は、白から黒までの明るさだけで表す画像（グレースケール）で、1画素に2ビットを使ったときに表せる4段階の明るさの例である。同じように、1画素に4ビットを使うと、何段階の明るさ（階調）を表せるか。

自作の図（どのビット列をどの明るさにするかは例）

①8階調
②4階調
③256階調
④16階調

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正解 ④16階調

解説
正解は「16階調」。4ビットで表せる組み合わせは、2を4回掛けた16通りです。

手順
①図の2ビットでは 00・01・10・11 の 2 × 2 ＝ 4通り（4階調）。1ビット増えるごとに2倍になります。
②4ビットなら 2 × 2 × 2 × 2 ＝ 16通りです。
③したがって、白から黒までを16段階で表せます。

ひっかけ注意

・「8階調」…3ビット（2×2×2）のときの階調数です。4×2 と掛け算した誤りでもあります。
・「4階調」…ビット数をそのまま階調数とした誤りです。2ビット（2×2）のときの階調数です。
・「256階調」…8ビット（2を8回掛けた数）のときの階調数です。4ビットの16倍です。

問73-7・標準

図は、同じ範囲を撮影した画像の一部を、左は横3画素×縦2画素で表し、右は横と縦の画素数をそれぞれ2倍にしたことを示した模式図である（右のますは描いていない）。このように横と縦の画素数をそれぞれ2倍にしたとき、1画素あたりのビット数を変えなければ、圧縮しない場合のデータ量は何倍になるか。

自作の模式図

①4倍
②2倍
③8倍
④16倍

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正解 ①4倍

解説
正解は「4倍」。横が2倍、縦も2倍なので、画素の総数は2×2＝4倍になります。

手順
①図の左は3×2＝6画素。横と縦をそれぞれ2倍にすると6×4＝24画素になり、4倍になる。画素の総数は、横の画素数 × 縦の画素数です。
②横2倍・縦2倍なら、2 × 2 ＝ 4倍になります。
③1画素あたりのビット数が同じなので、データ量も4倍です。

ひっかけ注意

・「2倍」…横か縦のどちらか一方だけを2倍にしたときの値です。
・「8倍」…2を3回掛けた値です。画像は縦と横の2方向なので、2を2回だけ掛けます。
・「16倍」…縦と横をそれぞれ4倍にしたとき（4×4）の値です。

問83-7・標準

次の表の条件で、画像を1画素1ドットとして印刷する。

項目	値
画像の横の画素数	1,200画素
印刷の解像度	300dpi（1インチあたり300ドット）
1インチ	2.54cm

印刷される横幅はおよそ何cmか。

①約4.0cm
②約10.2cm
③約1.6cm
④約0.6cm

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正解 ②約10.2cm

解説
正解は「約10.2cm」。まず何インチになるかを求め、次にcmに直します。

手順
①表の値から、インチを求める：1,200 ÷ 300 ＝ 4インチ
②cmに直す：4 × 2.54 ＝ 10.16cm
③およそ10.2cmです。

ひっかけ注意

・「約4.0cm」…インチの値（4インチ）を、cmに直さずに答えた誤りです。
・「約1.6cm」…4インチを2.54で割った誤りです（4÷2.54≒1.6）。インチからcmへは2.54を掛けます。
・「約0.6cm」…300 ÷ 1,200 と割る向きを逆にした誤りです（0.25インチ×2.54≒0.6cm）。

問93-7・標準

ディスプレイの細かさは、長さ1インチ（約2.54cm）あたりに並ぶ画素（ピクセル）の数を表す ppi（pixels per inch）で示されることがある。画面の大きさが同じとき、ppi の値が大きい画面ほどどうなるか。最も適切なものを選べ。

①1つの画素が大きくなり、粗く表示される
②1秒間に表示される静止画の枚数が増える
③1つの画素が小さくなり、細かく表示される
④1画素で表せる色の数が増えて色が細かくなる

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正解 ③1つの画素が小さくなり、細かく表示される

解説
正解は「1つの画素が小さくなり、細かく表示される」。同じ大きさの画面に、より多くの画素を並べることになるからです。

なぜ
ppi は、1インチの長さに何個の画素が並ぶかを表します。画面の大きさが同じなら、ppi が大きいほど画素の数が多くなり、1つ1つの画素は小さくなります。そのため、文字や写真のふちがなめらかに見えます。プリンタなどで1インチあたりの点（ドット）の数を表す単位は dpi です。資料によっては、画像の解像度を dpi で表すこともあります。

ひっかけ注意

・「1つの画素が大きくなり、粗く表示される」…ppi が小さい画面のときの説明。同じ大きさで画素の数が少ないと、1つの画素が大きくなる。
・「1秒間に表示される静止画の枚数が増える」…これはフレームレートの話で、単位は fps（frames per second）。例えば30fpsなら1秒に30枚。
・「1画素で表せる色の数が増えて色が細かくなる」…色の数は1画素あたりのビット数で決まる。24ビットなら16,777,216色で、ppi とは関係がない。

問103-7・基礎

画素の集まりで表した画像（ラスタ形式の画像）を、元の大きさの何倍にも拡大して表示したときに起こりやすいこととして、最も適切なものはどれか。

①画素が細かく増え、輪郭がなめらかになる
②表せる色の数が増え、色の差が細かくなる
③画素の色が薄まり、全体が白っぽく見える
④画素が目立って、輪郭がギザギザに見える

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正解 ④画素が目立って、輪郭がギザギザに見える

解説
正解は「画素が目立って、輪郭がギザギザに見える」。画素の数は増えないので、1つ1つの画素が大きく引き伸ばされます。

なぜ
ラスタ形式の画像は、決まった数の画素でできています。拡大しても新しい細かさは生まれず、画素の四角が大きく見えるだけです。そのため、斜めの線や曲線の輪郭が階段のようなギザギザ（ジャギー）に見えます。

ひっかけ注意

・「画素が細かく増え、輪郭がなめらかになる」…拡大しても元の画素数は変わらないため、細かさは増えません。拡大してもなめらかなのは、図形を計算で描くベクタ形式の場合です。
・「表せる色の数が増え、色の差が細かくなる」…色の数は1画素あたりのビット数で決まります（24ビットなら16,777,216色）。拡大では変わりません。
・「画素の色が薄まり、全体が白っぽく見える」…拡大しても各画素の色の値は同じため、色は薄まりません。1つ1つの画素が大きく見えるだけです。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。