画面表示に必要なビデオメモリ容量を解像度と色深度から求める計算
VRAM(Video RAM=ビデオメモリ)とは、画面に表示する1枚の絵のデータを一時的に置いておく専用メモリのことです。画面は無数の 画素(ピクセル)=色を持った点の集まりでできており、その1つ1つの色を VRAM に保存しています。
VRAM容量計算とは、「この画面を表示するには、最低どれだけのビデオメモリが要るか」を求めることです。画素の数(解像度)が多いほど、また1画素の色の細かさ(色深度)が深いほど、必要なメモリは増えます。
身近な例えで言うと、方眼紙にぬり絵をするようなものです。マスの数が多いほど、また1マスに使える色数が多いほど、色の指定を書き留めるノート(VRAM)はたくさん必要になります。上のツールでスライダーを動かすと、各項の数値とVRAM容量がどう連動するか確認できます。
VRAMの必要容量は、次の式で求められます。
VRAM = 解像度(横×縦) × 色深度(bit) ÷ 8
式の各項が何を表すかを順番に見ていきましょう。
・解像度(横×縦):画面全体の画素の総数。たとえばフルHDなら 1920×1080 = 約207万画素
・色深度(bit):1画素の色を何ビットで表すか。値が大きいほど表現できる色数が増える
・÷ 8:bit(ビット)を byte(バイト)に直す換算。1byte = 8bit なので 8 で割る
ポイントは、容量はふつう「バイト」で扱うのに対し、色深度は「ビット」で与えられることです。だから ÷ 8 でバイトに揃えます。色深度の代表値は次のとおりです。
・8bit:2⁸ = 256色
・16bit:2¹⁶ = 約6.5万色
・24bit:2²⁴ = 約1677万色(フルカラー)
さらに大きな単位に直すには、1KB = 1024byte、1MB = 1024KB として割っていきます。バイト数が大きくなったら MB(メガバイト)で表すと分かりやすくなります。
実際に値を当てはめて計算してみましょう。フルHD(1920×1080)でフルカラー(24bit)の画面に必要なVRAMを求めます。
① 総ピクセル数
1920 × 1080 = 2,073,600 px
② 1画素あたりのバイト数
24bit ÷ 8 = 3 byte
③ 総バイト数
2,073,600 × 3 = 6,220,800 byte
④ MBに換算(÷ 1024 ÷ 1024)
6,220,800 ÷ 1,048,576 ≈ 5.93 MB
つまり、フルHD・フルカラーの1画面を保持するには約 5.93MB のVRAMが要ることが分かります。色深度を 8bit に下げれば 1画素 1byte になるので約 1.98MB と3分の1で済みます。
計算のコツは 「ピクセル数 → 1画素のバイト数 → 掛ける → 単位換算」の順に分けて進めることです。
・色深度を上げると、その比率でそのまま容量が増える(8bit→24bitで3倍)
・解像度を上げると、横と縦の積に比例して増える(4KはフルHDの約4倍の画素数)
・÷8 と ÷1024 を忘れない:bit→byte、byte→KB→MB の換算でつまずきやすい