PCX

PCX はPiCture eXchangeの略で、現在は倒産した米国ジョージア州マリエッタのZSoft Corporation が開発した画像ファイル形式です。PC Paintbrushのネイティブファイル形式で、最初に広く受け入れられたDOSイメージング標準の 1 つになりましたが、その後、 BMP、JPEG、PNGなどのより洗練された画像形式に引き継がれました。PCX ファイルは通常、2 色または 4 色から 16 色および 256 色までのパレットインデックス画像を保存しますが、この形式はトゥルーカラー (24 ビット) 画像も記録できるように拡張されています。^[2]

PCX は PC ディスプレイ ハードウェアの開発初期に設計されたもので、サポートされていた形式のほとんどは現在では使用されていません。以下の表は、最も一般的に使用されている PCX 形式のリストです。最新の画像編集プログラムは、古いハードウェアに一致する PCX ファイルを読み取れない場合があります。

PCXは、 ACDSee、FastStone、GIMP、ImageMagick、IrfanView、LView、Netpbm、PaintShop Pro、Photoshop、Visio、PMview、XnView、GraphicConverterなどの一般的な画像処理ソフトウェアでサポートされています。^{[3] [4]} FFmpegバージョン2.1.4では、rgb24、rgb8、bgr8、rgb4_byte、bgr4_byte、gray、pal8、 monobのPCXピクセル形式をエンコードおよびデコードできました。^[5]

PCXには複数ページのバージョンがあり、一部のコンピュータファックスや文書管理プログラムで使用され、ファイル拡張子は です.dcx。DCXファイルは、後続のPCXファイルのセットを紹介するヘッダーで構成されています。^[6]

PCXファイルはIBM互換PC用に設計されており、常にリトルエンディアンのバイト順序を使用します。PCXファイルには、次の順序で3つの主要なセクションがあります。

1. 128バイトのヘッダー
2. 画像データ
3. (オプション) 256色パレット

PCX ファイルのヘッダーには、識別子バイト (値 10)、バージョン番号、画像のサイズ、16 色の​​パレット、カラー プレーンの数、各プレーンのビット深度、および圧縮方法の値が含まれています。PCX のバージョン番号は 0 から 5 までで、これはもともとPCX ファイルを作成するために使用されたPC Paintbrushプログラムのバージョンを示していました。ヘッダーには常に 16 色分のスペースがありますが、使用される色の数は画像のビット深度によって異なります。^{[説明が必要]} ヘッダーは 18 のフィールドで構成されています: ^{[7] [2]}

すべてのPCXファイルは同じ圧縮方式を使用し、圧縮値は常に1です。他の値は定義されておらず、圧縮されていないPCXファイルはありません。ある情報源では0（非圧縮）が許可されていると主張していますが、それをサポートするソフトウェアは多くありません。^[8]

PCX 画像データは、上から下へ、行またはスキャン ラインに格納されます。画像に複数のプレーンがある場合は、プレーンごとに行に格納されます。つまり、行 0 のすべての赤データの後に、行 0 のすべての緑データ、すべての青データ、アルファ データが続きます。このパターンは、次の表に示すように、各行で繰り返されます。

画像のビット数が1ピクセルあたり8ビット未満の場合、各行は次の偶数バイト境界までパディングされます。^[7]たとえば、画像に幅22ピクセルの1ビットデータ（モノクロ）のプレーンが1つある場合、各行の長さは4バイトになり、行あたり32ビットになり、10ビットは使用されません。

PCX 画像データは、ランレングス エンコーディング(RLE)を使用して圧縮されます。これは、同じ値を持つ 3 つ以上の連続するバイトを 2 バイトのペアにまとめる、単純なロスレス圧縮アルゴリズムです。バイトの最上位 2 ビットは、指定されたデータが指定されたパレット インデックスまたはカラー値の 1 つのピクセルを表すか、または単一の値の複数のピクセルの連続を表す RLE ペアを表すかを判断するために使用されます。

1. 両方のビットが 1 の場合、バイトはランレングスとして解釈されます。これにより、実際のランレングス値に 6 ビットが残り、範囲は 0 ～ 63 になります。
2. それ以外の場合、バイトは単一のピクセル値として解釈されます。これにより、ビット #7 とビット #8 が同時に 1 ではないすべての値が残ります。これにより、192 未満のすべての値を 1 バイトでエンコードできます。

最上位 2 ビットをフラグとして使用するため、192 から 255 までのピクセル値 (最上位ビットがすでに設定されている) は、連続して 1 ピクセルまたは 2 ピクセルしか出現しない場合でも、RLE バイト ペアに格納する必要があります。一方、カラー インデックス 0 から 191 は、直接または RLE バイト ペア (どちらでもスペース効率が良い方) に格納できます。したがって、実際の圧縮率は、パレット エントリを適切に並べ替えることで最適化できますが、ファイルがカラー パレットを他の画像と共有する必要がある場合は、これは実現できません。たとえば、最もよく使用される色をパレット位置 0 から 191 に配置し、最も使用頻度の低い色をパレットの残りの 4 分の 1 に割り当てることで、パレットを最適化できます。

RLE アルゴリズムのもう 1 つの非効率性は、長さが 0 のチャンクを保存できるため、ファイル内に空白が入る可能性があることです。これにより、PCX ファイルは、本来想定されていたプロセッサでわずかに高速に解凍できるようになりました^{[どのように? ] 。 [矛盾]}

PCX 圧縮アルゴリズムを適用するにはプロセッサのパワーやメモリをほとんど必要としません。これは、このアルゴリズムが設計された当時のコンピュータ システムにとって大きな懸念事項でした。新しい画像形式で使用される圧縮アルゴリズムは、写真やディザリングされた画像、あるいは複雑なグラフィックなどの画像を圧縮する場合に、より効率的です。

PCX ファイルのヘッダーには、16 色の​​パレット用のスペースがあります。256 色の VGA ハードウェアが利用可能になると、PCX ファイルにはパレット用のスペースが足りなくなり、ヘッダーの後の 54 バイトの未使用バイトでも足りなくなりました。そこで選択された解決策は、パレットをファイルの末尾に配置し、その存在を確認するためのマーカー バイトを追加することでした。

PCX ファイルに 256 色のパレットがある場合、ファイルの末尾から 768 バイト目にあります。この場合、パレットの前のバイトの値は 12 (0x0C) になります。パレットは RGB トリプルのシーケンスとして保存され、使用可能な長さは画像内の色数によって定義されます。PCX パレットのカラー値は、画像のビット深度に関係なく、常に 8 ビットを使用します。