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フォーマットについて
XBM(X BitMap)は、1987年頃にMITでX Window Systemの一部として定義されたモノクロ(1ビット)画像フォーマットです。XBMファイルは画像フォーマットの中で唯一有効なCソースコードであるという点でユニークです。各ファイルは画像の幅、高さ、およびオプションのホットスポット座標(カーソル画像用)を指定する#defineステートメントに続いて、パックされたピクセルデータを含むstatic unsigned char値の配列として画像を定義します。ピクセルデータは波括弧内の16進バイト値として格納され、各ビットが1ピクセルを表し(1 = 前景、0 = 背景)、各バイト内でLSBファーストの順序です。この設計は意図的でした — XBM画像はX Windowアプリケーションのソースコードに直接#includeしてバイナリにコンパイルでき、外部ファイルの読み込みやランタイムでのフォーマット解析が不要になります。このフォーマットはX11エコシステム全体でカーソル形状、ウィンドウアイコン、ツールバーボタン、その他の小さなUI要素に使用されていました。XBMの利点の一つはフォーマットのソースコード性です。XBMファイルはテキストエディタで編集でき、バージョン管理でdiffおよびマージ可能で、シェルスクリプトで生成でき、画像読み込みライブラリなしにCプログラムに直接コンパイルできます — バイナリ画像フォーマットでは実現できないレベルのツールチェーン統合です。X Windowの標準の一部としての役割により、すべてのX11対応ツールキットおよびアプリケーションに理解されることが保証されています。モノクロのみで圧縮はありませんが、XBMのシンプルさはビットマップ表現の理解のための優れた教育用フォーマットとなっています。XBMファイルはすべてのX11アプリケーション、ImageMagick、GIMP、ウェブブラウザ(レガシーウェブフォーマットとして)、プログラミング環境でサポートされています。
YUVは、画像データを輝度成分(Y'、明るさを表す)と2つの色度成分(U/CbとV/Cr、色差信号を表す)に分離するY'UVカラーモデルで画像を格納する生ピクセルデータフォーマットです。YUVカラーモデルはアナログカラーテレビ放送に起源があります — 具体的には1953年に採用されたNTSCシステムと1967年のPALシステム — 既存の白黒受像機との下位互換性のために明るさ情報と色情報を分離する必要がありました。デジタルイメージングでは、ITU-R BT.601規格(1982年)がアナログYUVモデルから派生したデジタルYCbCrエンコーディングを正式に定め、事実上すべてのデジタルビデオおよび放送システムで使用される変換行列とサンプル精度を定義しました。YUV生ファイルにはヘッダー、圧縮、メタデータがありません — 指定された順序(4:4:4、4:2:2、4:2:0、またはその他のサブサンプリング比)の輝度および色度サンプルのフラットなシーケンスであり、寸法、ビット深度、サブサンプリング方式の外部指定が必要です。4:2:0サブサンプリングモード(色度が輝度の水平・垂直ともに半分の解像度を持つ)が特に一般的で、H.264、H.265、AV1、およびほとんどのコンシューマービデオコーデックで使用されています。YUVの利点の一つはビデオパイプラインとの直接的な互換性です。YUVデータはビデオエンコーダー、ハードウェアディスプレイコントローラー、カメラセンサーISPのネイティブ入力フォーマットであり、フレーム精度のビデオ処理と分析のための最もダイレクトな表現です。YUVカラーモデルの知覚的効率もまた根本的な強みです — ルマとクロマを分離することで、目に見える影響を最小限に抑えながらカラーデータを半分または4分の1にする効果的なサブサンプリングが可能になります。YUVデータはFFmpeg、ImageMagick、およびすべてのビデオ処理ツールで処理されます。