目的に応じたデジタル化
1 秒 187 MB の動画が、なぜ送れるのか。捨ててよいものを捨てるのが圧縮
50分教師用メモ
準備 教室コードは新しいものにする。「教師」を押す。体験 01・03 は端末内で完結する。
時間配分 前回まとめ・目標 4分 ／ 節1 同じものをまとめる 14分 ／ 節2 戻せるか 12分 ／ 節3 点か線か 14分 ／ まとめ・自己評価・ふりかえり 6分
教科書: 新編情報Ⅰ 17 目的に応じたデジタル化（p.48）。
この回の評価（指導要領 (2) ア(ア) イ(ア)。可逆圧縮と非可逆圧縮、ラスタ形式とベクタ形式、画質とファイルサイズのトレードオフ。単元設計は 単元設計のページ）
- 知識・技能 ランレングス圧縮の手順、可逆・非可逆の違い、ラスタとベクタの違いを説明している（体験01・03・まとめ）
- 思考・判断・表現 データの用途から可逆・非可逆を選び（体験02）、圧縮率を自分で計算している（体験01）。表現したい方法に応じた形式を選べる
- 態度 身のまわりのファイルの拡張子や画質設定に興味を持ち、目的に応じて選ぼうとしている（ふりかえり）
ふりかえりの枚の自己評価の分布を見て、「まだ」が多い目標を次回冒頭で拾い直す。
動画は 1 秒 187 MB ｜ そのままでは送れない
それでもスマホで動画が見られる。誰かが、意味を保ったままデータを小さくしている。今日はそれを自分の手でやる
「白白白白白黒黒黒」を、もっと短く言えるか
教師用メモ
「白 5、黒 3」と言える生徒がいれば、それがランレングス。前回「まだ」の目標があれば 2 分拾う。
授業の終わりにできるようになること
塗った絵を短く書く
用途で選ぶ
拡大して比べる
同じものをまとめる
「ラーメン 1 つ」を 4 回言うより「ラーメン 4 つ」
塗った絵を、繰り返しでまとめて短くする
8×8 のマスを塗る（なぞれる）。右に、そのままの 64 ビットと、「同じ色が何個続くか」で書き直したデータが出る。どんな絵が縮み、どんな絵が縮まないかを試す
教師用メモ
進め方（10分）
- 「縞にする」→ 横一列が同じ色なので大きく縮む。「バラバラにする」→ 縮まず、むしろ増える（1 区切りに 4 ビット使うため）。
- 「圧縮率」が 100% を超える場合を見せる。圧縮は必ず縮むわけではない。データの並びに繰り返しがあるときだけ効く。
- 自分で N の字や自分の頭文字を描いて、圧縮率を隣と比べる。
言葉 ランレングス圧縮 = 同じ値が続く部分をまとめて符号化する可逆圧縮。「すもももももももものうち」（13 文字）→「す 1 も 8 の 1 う 1 ち 1」。圧縮率 = 圧縮後 ÷ 圧縮前 × 100%。目標 01。
圧縮 ｜ 意味を保ったまま、データ量を減らす
| 圧縮 | データを効率よく保存・伝送するために、意味を保ったまま一定の手順でデータ量を減らす処理。戻すことを展開（解凍）という |
| ランレングス | 同じ値が連続する部分を「値と個数」にまとめる。縞や単色の面には効く。バラバラの並びには効かず、増えることもある |
| 圧縮率 | 圧縮後のデータ量 ÷ 圧縮前のデータ量 × 100%。小さいほどよく縮んでいる |
※ 1 秒 187 MB の動画が数 MB になるのは、これに加えて「人が気づかない部分を捨てる」からで、それが次の節
教師用メモ
目標 01。動画は前のフレームと「変わった部分だけ」を送る、という発想も繰り返しの省略の一種と一言。
戻せるか
完全に戻せる圧縮と、戻せないけれど小さい圧縮
完全に戻す必要があるか
可逆圧縮＝完全に元に戻せる（ランレングスなど）。非可逆圧縮＝人が気づきにくい部分を捨てて大きく縮めるが、完全には戻らない。下のデータはどちらで圧縮すべきか。タップして分け、「答え合わせ」
教師用メモ
進め方（7分） 3 分で答え合わせ。「写真は可逆でないと困るのでは？」という声には、「印刷用の元データは可逆（PNG など）、SNS に送るなら非可逆（JPEG）」と用途で答える。同じデータでも目的で変わる、が要点。
拡張子: JPEG・MP3・MP4 は非可逆、PNG・ZIP は可逆。スマホの写真は JPEG か HEIC。目標 02。
可逆と非可逆 ｜ 目的が決める
繰り返しを省略する（ランレングスなど）
文章・プログラム・データ・設計図
PNG、ZIP
人が認識しにくい部分（近い色・聞こえない音）を削る
写真・動画・音楽の配信
JPEG、MP3、MP4
高音質・高画質とは、標本化を細かく、量子化を細かく、圧縮を少なくすること。そのぶん重い。画質とファイルサイズはトレードオフ。目的に応じて選ぶ
教師用メモ
目標 02。「雑に非可逆圧縮すると 184 KB → 4 KB になるが画質は悪い」の実例をスマホの写真アプリの画質設定で見せてもよい。
点か線か
拡大すると、ぎざぎざになる画像と、ならない画像
拡大して、違いを見つける
同じ円と文字を 2 つの方法で描いてある。つまみで拡大する。左は「点（画素）の集まり」、右は「中心と半径、座標」の情報で描いている。どちらが、どう変わるか
教師用メモ
進め方（10分） 拡大を 1 → 8 に。左は輪郭にぎざぎざ（画素が見える）、右はなめらか。「右はなぜぎざぎざにならない？」→ 描くたびに形の情報から計算し直しているから。
言葉 ラスタデータ（ビットマップ）: 画素を並べて表現。写真に向く。拡大するとぎざぎざ。ベクタデータ: 形状・座標・色・大きさの情報で表現。ロゴ・図・文字に向く。拡大しても劣化せず、データが小さいことが多い。
見分け方: 拡大してぎざぎざが出るか（教科書やってみよう 17）。フォントもベクタ（第4回）。目標 03。
ラスタとベクタ ｜ 表したいものに合わせて選ぶ
| ラスタデータ | 画素を並べて表す。写真のように細かい色の変化に向く。拡大すると輪郭がぎざぎざになる。データ量は画素数で決まる |
| ベクタデータ | 形状・座標・色・大きさの情報で表す。ロゴ・地図・文字・図に向く。拡大しても劣化しない。要素が少なければデータは小さい |
| 目的に応じて | 写真はラスタで非可逆、ロゴはベクタ、文章は可逆。同じ「画像」でも、何を表したいかで形式が変わる |
デジタル化は必ず何かを捨てる。何を捨ててよいかを決めるのは目的。それが「目的に応じたデジタル化」
教師用メモ
デジタルの仕組みはここまで。次回から情報デザイン（伝える側の設計）。「捨ててよいものを決める」は次回の抽象化そのもの。
ランレングス法で、かえって増えるデータ
道具でいろいろな模様をためし、ランレングス法で「かえって増える」データを 1 つ見つけて出す
- 「この枚で開く」を押す
- 同じ画像を 2 つの方法で圧縮する
- 戻したときの差を見る
- 「この枚で開く」を押す
- 縞模様と、こまかい模様で試す
- 縮まない場合があることを確かめる
教師用メモ
進め方 見つけた人から出す。全員に同じ答えを求めない。出てきたものを 2〜3 個読み上げ、共通点を言葉にする。
6分。ランレングスは手で数えた結果と突き合わせる。ハフマンは発展。
道具は外で公開されている Web アプリ。この授業のページの中で開くので、別のページへは移らない。閉じれば、そのままこの枚に戻る。ブラウザの中で動き、入力はこの授業のサーバーには送られない。
3つの目標に、自分の操作で答える
今日の目標、自分はどこまで
3 つの目標それぞれに、できた／だいたい／まだ、を 1 つ選ぶ。右の帯にクラス全体の分布が出る
教師用メモ
1 分。「まだ」が多い目標は、次回の冒頭で拾い直す。
自分のスマホで、画質や容量を選んだ経験
一文でよい。「〇〇のとき、△△を選んだ（選ぶ）」の形。今日の言葉（可逆・非可逆・ラスタ・ベクタ）を 1 つ使う。自分のスマホでの経験が無い人は、学校の端末で写真や動画を扱ったときのことでよい
教師用メモ
3 分。次回から情報デザイン。「捨ててよいものを決めるのは目的」を持ち越す。