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基本情報技術者試験 · 学習ガイド

2013年度 春期 午後の問題・解答解説

旧制度の午前・午後と、2023年度以降の科目A・科目Bの公開問題を区別しています。現在の試験対策では現行シラバスと科目Bの形式を確認してください。公開問題は本試験の全出題を網羅する資料ではありません。

2013年度 春期 午後の概要
30:00

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カラー画像のデータ構造とVRAM容量の計算

ハードウェア · 光の3原色 / プレーンドアクセス方式 / ビットマップ画像 / VRAM容量計算

コンピュータにおけるカラー画像の表現方式およびVRAMへの格納方式に関する問題です。光の3原色(赤・緑・青)の加法混色、プレーンごとにビットを割り当てるプレーンドアクセス方式、階調数と色数、および画面解像度と色数に応じた必要VRAM容量の算出について解答します。

ア
設問1: 011 / 設問2(b): 青 / 設問2(c): 青 / 設問3(d): 2 / 設問3(e): 2 / 設問3(f): 2
イ
設問1: 101 / 設問2(b): 赤 / 設問2(c): 赤 / 設問3(d): 4 / 設問3(e): 4 / 設問3(f): 4
ウ
設問1: 110 / 設問2(b): 黄 / 設問2(c): 黄 / 設問3(d): 8 / 設問3(e): 8 / 設問3(f): 8
エ
設問2(b): 黒 / 設問2(c): 黒 / 設問3(d): 16 / 設問3(e): 16 / 設問3(f): 16
オ
設問2(b): シアン / 設問2(c): シアン / 設問3(d): 32 / 設問3(e): 32 / 設問3(f): 32
カ
設問2(b): 白 / 設問2(c): 白 / 設問3(f): 60
キ
設問2(b): マゼンタ / 設問2(c): マゼンタ / 設問3(f): 64
ク
設問2(b): 緑 / 設問2(c): 緑 / 設問3(f): 120
ケ
設問3(f): 128
コ
設問3(f): 240
解答・解説を表示

解答

設問1 a: イ, 設問2 b: オ, c: ア, 設問3 d: イ, e: オ, f: コ

解説

まず要点:画面の色は、赤・緑・青という光の3原色(光を混ぜて色を作る基本の色)を混ぜ合わせて作ります。プレーンドアクセス方式では、色のもとになるビットを色ごとの面(プレーン)に分けておき、同じ位置のビットを重ねて1つの表示色を決めます。必要な色が増えるほどビット数も増え、画像全体のデータ量は「画素数 × 1画素あたりのビット数」で求め、バイト単位に直します。

解き方

  1. 赤と青でマゼンタ、緑と青でシアン、赤と緑で黄になるという混色のきまりをもとに、RGBの各ビットのオン・オフを判断します。
  2. 16進数のデータを8ビットずつの2進数に開き、指定された画素の位置に対応する各プレーンのビット値を取り出して色を決めます。
  3. 解像度(縦×横)に1画素あたりの必要ビット数(16色なら4ビット)をかけ、8で割ってバイト数を出し、指定の単位換算(1k=1,000)を当てはめます。

小問ごとの答え

小問 設問1 a:イ
マゼンタは赤と青を重ね合わせた色であるため、赤のビットが1、緑のビットが0、青のビットが1となり、対応するビットパターンは101です。
小問 設問2 b:オ
プレーン1(赤)が0、プレーン2(緑)が1、プレーン3(青)が1なので、RGBは011となります。緑と青の混色はシアンです。
小問 設問2 c:ア
16進数表記の各プレーン先頭バイトを2進数展開すると、プレーン1は23=00100011、プレーン2はD2=11010010、プレーン3はA4=10100100となります。6番目のビットは順に0、0、1であるため、RGBは001となり、青色を表します。
小問 設問3 d:イ
緑と青にはそれぞれプレーンが2つずつ割り当てられているため、2ビットで表現可能な階調数は2の2乗で4階調となります。
小問 設問3 e:オ
1画素あたり5ビットで表現されるため、同時に表現できる色数は2の5乗で32色となります。
小問 設問3 f:コ
16色を表現するには1画素あたり4ビット必要です。縦600×横800画素の総ビット数は480,000×4=1,920,000ビットであり、8で割ると240,000バイトとなります。1kバイト=1,000バイトの換算により240kバイトとなります。

覚えるポイント

  • 光の3原色:R+G=黄, G+B=シアン, R+B=マゼンタ, R+G+B=白
  • n色を表現するために必要なビット数は 2^b >= n を満たす最小の整数b
  • 問題文の条件(1kバイト=1,000バイトか1,024バイトか)を必ず確認する

間違えやすいところ

  • 16進数を2進数に開くとき、左端のビットを0番目と数えるか1番目と数えるかを間違えること。
  • 情報処理技術者試験でよく使う1,024バイト換算と、この問題だけの1,000バイト換算を混同すること。

出題の前提:平成25年度春期基本情報技術者試験午後問題問1の出題条件および光の3原色の加法混色理論に基づきます。

出典:IPA『2013年度 春期 午後』
公式問題冊子 p.5 ↗(www.ipa.go.jp) / 公式問題冊子 p.6 ↗(www.ipa.go.jp) / 公式問題冊子 p.7 ↗(www.ipa.go.jp) / 公式問題冊子 p.8 ↗(www.ipa.go.jp)

2013年度 春期 午後

参照した公式資料

IPAが公開した2013年度 春期 午後の問題・解答資料です。