※ 本記事では、基本情報技術者試験の対策として私が勉強したことを備忘録的にまとめておきたいと思います。
少しでも参考になれば嬉しいです。
はじめに
さて今回は、基本情報技術者試験対策として、解像度とVRAMの容量計算方法についてまとめたいと思います。
前回ディスプレイの種類と特徴についてまとめましたが、そもそもの解像度や画像を保存するためのVRAMの話もすごく重要になります。
特に、容量の計算方法はしっかりと覚えておくようにしましょう！テストでも結構問われる内容ですからね～。
ちなみに私はこの参考書を使って勉強してました。
漫画形式で読みやすく、分かりやすい内容になっているため、無理なく学習を進められると思います。
過去問を解きまくり、不明点があれば参考書で知識を補う、このサイクルで試験対策するのが私のオススメです！
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少し内容が異なる部分もあるかもしれませんが、大まかには変わらないはずですので、安心して下さい。
解像度
解像度とは、デジタル画像やディスプレイの精細さを表す指標の一つです。具体的には、一定の面積内にどれだけの情報（ピクセル）を詰め込むことができるかを示します。解像度が高いほど、画像はより鮮明で詳細になります。
ピクセル（ドット）とは、簡単に言うと「点」です。ディスプレイの画面には、この「点」が大量に並んでおり、画像を出力しています。
ここまでくれば、解像度はイメージできますね？？要するにこの「点」が大量にあると、その分細かく画像を描画できるので、綺麗な映像となります。逆に「点」が少ないと、ガビガビで粗々な映像となります。
ちなみに解像度については別の記事でもまとめていますので、そちらも是非ご覧ください！
色の表し方
ついでに色の表し方も簡単に説明しておきます。
ディスプレイ上は「点」をたくさん並べて画像を出力するとお話しました。これによって画像の解像度を表しているというわけですね。
ここまでは画像の滑らかさのお話でしたが、画像の色はどのようにして表しているのでしょうか？？
昔は白黒（私は知らない世代ですが・・・）でしたが、今は全てカラーですよね。その表し方についてお話します。
光の三原色
色の表し方のお話をするためには、「光の三原色」を知っておく必要があります。
光は、原色と呼ばれる三つの色を組み合わせて様々な色を作り出すことができます。具体的には、赤（R：Red）、緑（G：Green）、青（B：Blue）の三色が光の三原色とされています。
この三色の頭文字を取って、「RGB」なんて表したりもしますね。
例えば、赤 + 緑 = 黄色、緑 + 青 = シアン（水色）、青 + 赤 = マゼンタ（紫色）、三原色をすべて組み合わせると、白色、的なイメージです。
ディスプレイの構成
さて、光の三原色は理解できたかと思います。
では、ディスプレイ上はどのような構成になっているのでしょうか？？
先ほど、ディスプレイはたくさんのピクセル、「点」で構成されているとお話しましたね。
実はこの「点」をさらに細かく見てみると、「点」の中に赤、緑、青の色を放つさらに細かな「点」（いったんサブピクセルと表現しましょう）が存在します。このサブピクセルが絶妙に明るさを調整することで、様々な色を表現しているわけです。
VRAM
VRAMとは？？
VRAM（Video Random Access Memory）は、ビデオカードやグラフィックカードに搭載されているメモリの一種で、コンピュータが画像を表示するために使用します。具体的には、GPU（Graphics Processing Unit）が画像を生成する際に、ディスプレイに表示する画像データを一時的に保存する役割を果たします。
VRAMの容量は、コンピュータのグラフィックス性能に大きな影響を与えます。VRAMが不足すると、GPUはシステムメモリから画像データを取得する必要がありますが、これはVRAMから取得するよりも遅いため、画像の描画速度が遅くなります。
逆に、VRAMの容量が十分にある場合、GPUは高速に画像データを処理することができ、スムーズなグラフィックス性能を提供します。特に、ゲームや3Dモデリングなどのグラフィックス集約的なタスクでは、大容量のVRAMが必要となります。
※おまけ
以前、RAMやROMについてもまとめています。基本情報では問われる知識なので合わせて覚えておきましょう！
VRAMとGPUの違い
GPU（Graphics Processing Unit）は、グラフィック専用の「CPU」のようなもので、画像処理の計算を行います。コンピュータの画像や動画を表示させるための部品で、グラフィックボード（ビデオカード）とも呼ばれます。
GPUについては以前まとめていますので、合わせて読んでもらえると嬉しいです！
一方、VRAM（Video RAM）は、グラフィック専用の「メモリー（記憶装置）」で、GPUが効率的にアクセスできるようにするための専用メモリです。VRAMは、画像データを一時的に保存し、再び処理する際に必要なデータを読み込む場所です。
メインメモリ（RAM）がPC全体の作業全般のデータ保存に使われているのに対し、VRAMはグラフィック特化で、映像に関する処理のみ行っています。また、VRAMは構造上メインメモリより高速な処理が求められるため、専用の高速メモリ半導体が使用されることが一般的です。
したがって、VRAMとGPUの主な違いは、VRAMがグラフィックデータを一時的に保存するためのメモリであり、GPUがそのデータを処理するためのプロセッサであるということです。これらは、コンピュータが高品質なグラフィックを効率的に表示するために共同して働きます。
VRAMの容量計算方法
VRAMの容量計算もテストで問われますので、しっかりと覚えておきましょう。
VRAMの容量はどの程度の重さの画像を保存したいかによって、必要な容量が変わってきます。
この際、計算に必要なのは、「総ピクセル数」と「色の種類」です。
「総ピクセル数」はイメージしやすいですね、ピクセルの数が多ければ大きいほどデータが重くなりますので、その分容量が必要になります。
「色の種類」も大切な情報です。何色の色を必要とするかで、容量が変わってきます。
例えば、2色でよいのであれば、1ビットの容量で足りますよね？？1ビットは「0」か「1」の2パターンを表すことができるからです。こう考えると、2ビットで4色、3ビットで8色、4ビットで16色といったように、2のビット数乗分の色を表現できるというわけです。イメージできましたかね？？
| ビット数 | 色の種類 |
|---|---|
| 1 | 2 |
| 4 | 16 |
| 8 | 256 |
| 16 | 65536 |
| 24 | 16777216 ※フルカラー |
とまぁこのように、「総ピクセル数」と「色の種類」が容量計算に必要になってくるわけです。
それでは例を見ながら、必要な容量計算もできるようにしておきましょう。
例えば、1920×1080ピクセルのディスプレイ（Full HD）で65536色の色を表示させたい場合、必要なVRAMの容量はいくつになるのでしょうか？？
計算は以下の通りです。
1920ピクセル * 1080ピクセル * 16ビット
=33177600ビット
↓
33177600ビット / 8ビット （1バイト=8ビット）
=4147200バイト
=4.15Mバイトとまぁこんな感じです。単純に掛け合わせていくだけなので、全く問題ないですね。
最後に
さて今回は、基本情報技術者試験対策として、解像度とVRAMの容量計算方法についてまとめました。
解像度とはどんなもんか？？VRAMとは何か？？容量はどうやって計算するのか？？
いずれもテストで問われますので、しっかりと覚えておくようにしましょう。
★解像度
デジタル画像やディスプレイの精細さを表す指標。ピクセル（ドット）の数が多いほど、映像が滑らかに表示される。
★VRAM
ビデオカードやグラフィックカードに搭載されているメモリの一種。画像データを一時的に保存し、再び処理する際に必要なデータを読み込む。
前回まとめた記事も読んでもらえると嬉しいです！
基本情報以外の勉強記事も是非！
オススメ参考書 & Udemy講座
過去問編
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