共通テスト 情報Ⅰ・3-9

図形の表現と動画の仕組みの一問一答

共通テスト「情報Ⅰ」の「デジタル化とコンピュータ」から、図形の表現と動画の仕組みに関する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13-9・基礎

画像を、色の情報を持つ小さな点(画素)の集まりとして縦横に並べて表す形式を何というか。

  • ①ベクタ形式
  • ②コンテナ形式
  • ③ラスタ形式
  • ④テキスト形式
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正解 ③ラスタ形式
解説
正解は「ラスタ形式」。ビットマップ形式ともいいます。

なぜ
ラスタ形式は、画像を細かい点(画素)に分けて、点ごとに色を記録します。写真のように色が細かく変わる画像に向いています。

ひっかけ注意

・「ベクタ形式」…点の座標や、点を結ぶ線・面の情報から計算して図形を描く形式。拡大しても輪郭が粗くならないため、ロゴや図面に向きます。
・「コンテナ形式」…映像や音声のデータを1つのファイルにまとめる入れ物の形式(例:MP4)。画像の表し方の名前ではありません。
・「テキスト形式」…文字コードで表した文字だけを記録する形式。画素の色は記録しません。
問23-9・基礎

ベクタ形式で描いた円を、画面上で大きく拡大表示した。見え方の説明として最も適切なものはどれか。

  • ①輪郭に階段状のギザギザが目立つ
  • ②輪郭がぼやけて色がにじんで見える
  • ③円の内側の色が拡大率に応じて薄くなる
  • ④輪郭はなめらかなまま表示される
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正解 ④輪郭はなめらかなまま表示される
解説
正解は「輪郭はなめらかなまま表示される」。ベクタ形式は、表示のたびに図形を計算し直して描くからです。

なぜ
ベクタ形式は、円なら中心の位置や半径などを記録しています。拡大しても、その大きさに合わせて輪郭を計算し直すので、画質が落ちにくいのです。

ひっかけ注意

・「輪郭に階段状のギザギザが目立つ」…ラスタ形式の画像を拡大したときの見え方(ジャギー)。画素の数が増えないために起こります。
・「輪郭がぼやけて色がにじんで見える」…これもラスタ形式の画像で、画素の間を中間の色で補って拡大したときに起こりやすい見え方。
・「円の内側の色が拡大率に応じて薄くなる」…拡大しても記録された色の値は同じため、薄くはなりません。
問33-9・基礎

ラスタ形式の画像で、斜めの線や曲線の輪郭に現れる階段状のギザギザを何というか。

  • ①ジャギー
  • ②アンチエイリアス
  • ③モアレ
  • ④ノイズ
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正解 ①ジャギー
解説
正解は「ジャギー」。画素が四角いマス目なので、斜めの線や曲線は階段のような段々になってしまいます。

なぜ
ラスタ形式では、1つの画素は1つの色しか持てません。斜めの線をマス目で表すと、どうしても階段のような形になります。画素が大きく見えるほど、この段差は目立ちます。

ひっかけ注意

・「アンチエイリアス」(アンチエイリアシング)…ギザギザを目立たなくするための処理の名前。輪郭の画素に中間の色を置いてぼかすもので、現象そのものではありません。
・「モアレ」…模様の細かさと画素の間隔のずれなどで現れる、しま模様。ジャギーと同じく、画素で表すために起こる現象(エイリアシング)の一つです。
・「ノイズ」…元のデータにない不要な乱れ(ざらつきなど)のこと。輪郭の段差だけを指す言葉ではないため、ここでは当てはまりません。
問43-9・標準

図は、ベクタ形式で記録した円と直線を表示したもので、図の中の値は、その図形を描くために記録した情報の一部である。ベクタ形式で図形を記録するとき、ふつう記録する情報に当てはまらないものはどれか。

中心(150,160)半径80始点(330,260)終点(560,60)太さ4・青
自作の模式図(座標の値は説明用)
  • ①線の始点と終点の座標
  • ②画素ごとの色の値
  • ③線の太さと線の色
  • ④円の中心と半径
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正解 ②画素ごとの色の値
解説
正解は「画素ごとの色の値」。これはラスタ形式が記録する情報です。

なぜ
図の円は中心と半径、直線は始点と終点の座標と太さ・色で描かれています。ベクタ形式は、図形を座標や長さなどの数値で表し、表示するときに計算して描きます。画素1つ1つの色は記録せず、表示する大きさに合わせてその都度決まります。

ひっかけ注意

・「線の始点と終点の座標」…直線を描くのに必要な、ベクタ形式の基本の情報。2つの点の座標があれば線が決まります。
・「線の太さと線の色」…線をどう描くかを決める情報で、ベクタ形式でも数値として記録します(例:太さ2、色#FF0000)。
・「円の中心と半径」…円を計算で描くための情報で、ベクタ形式で記録します。拡大するときは半径を大きくして描き直します。
問53-9・標準

学校のロゴマークを、名刺の小さな印刷から垂れ幕の大きな印刷まで、さまざまな大きさで使いたい。保存する形式とその理由の組合せとして最も適切なものはどれか。

  • ①ラスタ形式:拡大しても輪郭が劣化しにくいから
  • ②ラスタ形式:画素ごとに色を細かく指定できるから
  • ③ベクタ形式:拡大しても輪郭が劣化しにくいから
  • ④ベクタ形式:写真の細かな色の変化を表しやすいから
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正解 ③ベクタ形式:拡大しても輪郭が劣化しにくいから
解説
正解は「ベクタ形式:拡大しても輪郭が劣化しにくいから」。大きさを変えて使う図形には、計算で描き直せるベクタ形式が向いています。

なぜ
ロゴは線や面でできた図形です。ベクタ形式なら、垂れ幕の大きさまで拡大しても輪郭をきれいに描けます。
形式記録するもの向いている例
ラスタ画素ごとの色写真・自然の風景
ベクタ座標・線・面ロゴ・図面・イラスト


ひっかけ注意

・「ラスタ形式:拡大しても輪郭が劣化しにくいから」…理由が逆。ラスタ形式は画素の数が決まっているため、拡大すると輪郭が粗くなります。
・「ラスタ形式:画素ごとに色を細かく指定できるから」…ラスタ形式の特徴としては正しいが、大きさを変えて使う場合には拡大で粗くなるため合いません。
・「ベクタ形式:写真の細かな色の変化を表しやすいから」…形式は正しいが理由が誤り。写真のように色が細かく変わる画像なら、ラスタ形式が向きます。
問63-9・基礎

少しずつ異なる静止画を短い間隔で次々に表示すると、動いているように見える。このとき利用している、目で見た像がすぐには消えずに少しの間残る性質を何というか。

  • ①明順応
  • ②暗順応
  • ③加法混色
  • ④残像効果
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正解 ④残像効果
解説
正解は「残像効果」。動画はこの性質を利用して、静止画の切り替わりを動きとして見せています。

なぜ
前の画像の像が目に残っているうちに次の画像が表示されるので、画像と画像がつながって見えます。こうして、1枚ずつの静止画(フレーム)が動きに見えます。

ひっかけ注意

・「明順応」…暗い所から明るい所へ出たとき、目が明るさに慣れていく働き。明るさの変化に慣れる働きで、静止画の切り替えを動きに見せる仕組みとは違う。
・「暗順応」…明るい所から暗い所へ入ったとき、目の感度が上がって弱い光も見えるようになる働き。感度が最も高くなるまで20〜30分ほどかかる。
・「加法混色」…光の三原色(赤・緑・青)を重ねて色を作る方法。ディスプレイが色を表す仕組みで、RGB各8ビットなら約1677万色を表せる。
問73-9・標準

図は、0.1秒の間に表示するフレーム(静止画)を、30fpsと60fpsで比べたものである。圧縮しない動画で、画素数・1画素のビット数・再生時間を変えずに、フレームレートを30fpsから60fpsにした。変化の説明として最も適切なものはどれか。

30fps60fps0.1秒
自作の模式図
  • ①動きがなめらかになり、データ量は約2倍になる
  • ②動きがなめらかになり、データ量は変わらない
  • ③動きがぎこちなくなり、データ量は約半分になる
  • ④画像が高精細になり、データ量は約4倍になる
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正解 ①動きがなめらかになり、データ量は約2倍になる
解説
正解は「動きがなめらかになり、データ量は約2倍になる」。1秒あたりのフレーム(静止画)の枚数が2倍になるからです。

なぜ
図のとおり、0.1秒の間のフレームは30fpsで3枚、60fpsで6枚になります。フレームレートは1秒間に表示するフレームの数です。枚数が増えると、1枚ごとの動きの差が小さくなり、なめらかに見えます。一方で、保存する静止画の枚数も2倍になります。

ひっかけ注意

・「動きがなめらかになり、データ量は変わらない」…1秒あたりの枚数が30枚から60枚に増えるため、非圧縮ならデータ量も約2倍になります。
・「動きがぎこちなくなり、データ量は約半分になる」…フレームレートを下げたとき(例:60fps→30fps)の変化です。
・「画像が高精細になり、データ量は約4倍になる」…1枚の細かさは画素数で決まり、今回は変えていません。縦横の画素数を2倍にしたときなら約4倍です。
問83-9・標準

ラスタ画像のジャギーを目立たなくする処理である、アンチエイリアスの説明として最も適切なものはどれか。

  • ①画像の画素数を増やして、輪郭の段差そのものを細かくする
  • ②輪郭の画素に、背景との中間の色を置いて段差をぼかす
  • ③図形をベクタ形式に変換して、輪郭を計算で描き直す
  • ④使う色の数を減らして、データ量を小さく表示を速くする
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正解 ②輪郭の画素に、背景との中間の色を置いて段差をぼかす
解説
正解は「輪郭の画素に、背景との中間の色を置いて段差をぼかす」。画素数を変えずに、見た目のギザギザを和らげる処理です。

なぜ
黒い線と白い背景の境目に灰色の画素を置くと、離れて見たときに段差がなめらかにつながって見えます。

ひっかけ注意

・「画像の画素数を増やして、輪郭の段差そのものを細かくする」…解像度を上げる方法で、画素数(データ量)が増えます。一方、アンチエイリアスは画素数を変えずに、色で段差をぼかします。
・「図形をベクタ形式に変換して、輪郭を計算で描き直す」…形式を変える方法です。ベクタ形式でも、画面に表示するときは画素で描くため、アンチエイリアスが使われることがあります。
・「使う色の数を減らして、データ量を小さく表示を速くする」…減色の説明です。中間の色が使えなくなるため、むしろ段差は目立ちやすくなります。
問93-9・標準

図は、同じ大きさで表示した斜めの線を、左は横5×縦5の画素、右は横10×縦10の画素で表したものである。ジャギーの目立ち方について述べたものとして、最も適切なものはどれか。

5×5画素10×10画素
自作の模式図
  • ①同じ大きさで表示するなら、画素数が多い画像ほど目立ちやすい
  • ②水平・垂直な線だけでできた図形は、斜めの線より目立ちやすい
  • ③同じ大きさで表示するなら、画素数が少ない画像ほど目立ちやすい
  • ④ベクタ形式で描いた図形は、拡大して表示するほど目立ちやすくなる
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正解 ③同じ大きさで表示するなら、画素数が少ない画像ほど目立ちやすい
解説
正解は「同じ大きさで表示するなら、画素数が少ない画像ほど目立ちやすい」。画素が少ないと、1つの画素が大きく表示されるからです。

なぜ
図の左は1つのマスが大きく、斜めの線の段差がはっきり見えます。同じ大きさの画面に少ない画素で描くと、1マスが大きくなります。マスが大きいほど、斜めの線の段差も大きくなります。

ひっかけ注意

・「同じ大きさで表示するなら、画素数が多い画像ほど目立ちやすい」…逆。画素数が多いほど1つの画素が小さくなるため、段差は小さくなります。
・「水平・垂直な線だけでできた図形は、斜めの線より目立ちやすい」…水平・垂直の線はマス目に沿って描けるため、段差ができにくいです。目立つのは斜めの線や曲線です。
・「ベクタ形式で描いた図形は、拡大して表示するほど目立ちやすくなる」…ベクタ形式は拡大のたびに輪郭を計算し直すため、拡大しても粗くなりにくいです。
問103-9・基礎

次の画像ファイル形式のうち、図形をベクタ形式で記録する形式はどれか。

  • ①JPEG
  • ②PNG
  • ③GIF
  • ④SVG
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正解 ④SVG
解説
正解は「SVG」。Scalable Vector Graphics の略で、名前のとおりベクタ形式です。

なぜ
SVGは、線や円などの図形を座標や大きさの情報で記録します。Webページのアイコンや図などに使われています。

ひっかけ注意

・「JPEG」…写真向けのラスタ形式。非可逆圧縮のため、元の画像に完全にはもどりません。
・「PNG」…ラスタ形式。可逆圧縮で、画素ごとの透明度(アルファ値)を持てるため半透明も表せます。
・「GIF」…ラスタ形式。使える色が256色までで、複数の画像を切り替える簡単なアニメーションもできます。

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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。

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