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映像技術の世界(その3)ドロップとノンドロップ
映像やアニメのお話は、とりあえず今日まで。
今日は軽めにいきます。

さて、前回まで散々TVや、ビデオは1秒30コマだと言ってきましたが、実はこれも正確ではありません。
実際は29.97コマなのです。

つまり1秒につき、0.03コマ
100秒で3コマのズレがおきます。
1分40秒で3コマずれるとは・・・結構大きなズレです。

アニメの現場を見ていると演出さんがストップウォッチをもって、自分で台詞いったりしてタイミングを計っています。
映像の尺を正確に合わす為です。

絵コンテでそれぞれのシーンの長さを割り振り、作画さんはタイムシートをつけ演技をつけていきます。
そんな苦労をしながら作っていくアニメですが、どんなに頑張ってもずれていってしまうのです。

29.97コマで流れていく映像を24コマで考え、最終的にテレシネで30コマになってしまうからです。
1分40秒経つ度に、作った映像が3コマずつ長くなっていく・・・・・・・

あぁ・・・どうすればいいのでしょう。

これを解決するために、カレンダーでいう、うるう年のような調整を行います。

10分単位で考えてみましょう
1分が60秒ですから、10分は
10×60=600秒です。

100秒で3コマずれていく訳ですから、600秒で18コマずれます。
10分で18コマ分、長くなってしまうのです。

技術書に目を通すと、10分で割り切れない各分の頭に2フレームスキップとあります。

つまり映像10分の間で考えて、1分、2分、3分、4分、5分、6分、7分、8分、9分になった瞬間に2コマ間引く訳です。、
10分の間に10で割り切れない分は9回やってきます。その時2フレーム間引くわけなので、9×2=18フレーム の調整が行われるという訳ですかね。

2フレームも間引いて大丈夫なんですかね・・・・しかし
アニメは元々24コマで、テレシネ23変換されてますから、調整される瞬間24コマ中の2コマか、もしくは約1.7コマが消失している計算になるのではないでしょうか。

ちなみにズレを補正しながら録画することを、ドロップ方式。
ズレを気にせずまんま録画することをノンドロップ方式 といいます。

個人的には、TVアニメは30コマで作った方がいいのではないかと思ったりもしてるのですが・・・
デジタルアニメが始まった頃は、秒間30コマのタイムシートもありましたが、いつの間にか24コマのシートだけになってしまいました。

まあ、書き手さんのことを考えると統一はしたほうがいいんですけどね。
映画とかあるので、そしたら24なのかな。

テレシネも兼ねて書き出す撮影ソフトも多いので、まあ24に統一されたんでしょうね。

次からは又、ActionScript3とかのブログに戻る予定・・・・かな
又、機会があったら映像の方も、なんか載せたいと思います。

テーマ:動画 - ジャンル:コンピュータ

カテゴリー:映像 | TM(0) | CM(0)
映像技術の世界(その2)インターレースとプログレッシブ
地上デジタル放送完全移行も近づいてきて、液晶テレビやプラズマテレなどの大型テレビ
が普及してきました。
家電量販店やネットやカタログを見てどれにしようかなぁ・・・って悩んでる方もいるでしょう。

さて、カタログやネットで商品紹介を見ていると「1080P」とか「1080i」とかの言葉が出てきます。
新型ゲーム機も「1080P」を売りにしています。

この最後についてる「P」とか「i」ってなんなんでしょう。
これはプログレッシブの「P」、インターレースの「i」なのです。

話をデジタルアニメーションに置き換えてみます。
デジタルアニメは、システムにもよりますが今までの地上アナログ放送は最終的に640×480ピクセルで映像を作っていきます。
厳密に言うとまた変わってきますが、話を判りやすくする為に、1画面を、この640×480ピクセルという事で話を考えてみましょう。

つまりTV画面に対して横に640個、縦に480個の四角い枠があって、この枠それぞれに色がついて画面が出来上がっています。
この四角一つ一つをピクセルと言ったり、ドットと言ったりします。

この四角が横に640個、縦に480個ですから
1画面 640×480 = 307200 個の四角で1画面が出来てます

TVは1秒30コマですから、この画面が1秒間に30回変わる訳です。
しかし、フリッカーを防ぐために同じ画面を2回流して秒間60回の画面変化を起しているのは前回話した通りです。

この同じ画面を2回流すという仕組みにプログレッシブとインターレースが関わってくるのです。
ちなみに現行アナログTV放送はインターレース方式です。

まずインターレース方式とは、なにかを見ていきましょう。

話はTV放送が始まる直前まで、さかのぼります。
画面の四角の数が多くなればなるほど、画面はきめ細かくなって綺麗になっていきます。
しかし、四角の数を増やせば増やすほど電波で流す情報量や、TVの仕組みも複雑になっていきます。

綺麗に映したいけど、技術には限界があります。最低でもニュースの文字とかは、見えないといけません。
人間の目にスムーズな映像(画面の切り替え)を映すためには、最低でも秒間16コマ以上くらい。
秒間30コマであれば、自然な動きとして人間の目は捉える訳です。

そこで目安として640×480の画面を秒間30回流すという事になったのでしょう。
しかし、前回の話の通り秒間30コマではフリッカー現象が起きてしまいます。
同じ画面を使うとは言え画面を1秒60回変化させる必要が出てきたのです。

しかし、ここが問題でした。
当時の技術は640×480の画面を、秒間30回流すことは出来ても、秒間60回流すのは無理だったのです。
秒間60回流すには、コマの回数が倍になる変わりに、1画面の情報量を半分に減らす必要性が出てきました。
1画面を640×240にすれば、秒間60回流すことが可能だったのです。

640×480を秒間30回流すのは可能だが、フリッカーが起きてしまう。
640×240であれば、秒間60回流すのは可能だが、画像がぼやけてしまう。
当時の技術者達は悩んだそうです。

一体どうすればいいのか・・・・・・・・
そして一つの結論を導きだしたのです。

それは、640×240の画面を60回流して、640×480の画面を30回作ろう! というものでした。
これがインターレース理論です。

では、インターレース理論を見ていきましょう。

秒間30の1コマは実は秒間60の2コマで、ビデオの静止画は2コマのループを見ているというのは前回話したとおりです。
でも2回同じ画像を流しているのだから。そんな事をせずに、1コマをずっと止めていてもいいはずです。

この静止画でも常に2コマループさせないといけないのもインターレースに関わりがあるのです。

この2回流すうちの最初の1回は、縦にみて480個の四角の打ち1個目、3個目、5個目と奇数だけを流します。
つまり640×240だけを流すわけです。
インターレース1

そして次の1回は、縦にみて480個の四角の打ち2個目、4個目、6個目と偶数だけを流します。
インターレース2
また640×240だけを流すわけです。

縦に見ての240個分は、1回目と2回目では、それぞれ違うところのピクセルを表示しています。
この2回を一瞬のうちに連続で見ることで480の画面全てが埋まるのです。
プログレッシブ

これで640×480の画面が出来上がります。
まさに640×240の画面を60回流して、640×480の画面を30回つくっているのです。

さてここまで秒間30コマの1コマ、秒間60コマの1コマと言ってきましたが、実際は秒間30コマ60フィールドと言います。
フィールドはみての通り半分情報が欠けてますが、奇数フィールド、偶数フィールドと言ったりTopフィールド、Bottomフィールドと言ったりします。

静止画で2フィールドをループさせるのは、こういうカラクリがあったのです。

しかしながらインターレース方式は、秒間30コマで考えると、1コマあたり1画面が出来上がってますが秒間60フィールドの世界で見ると一瞬たりとも画面は完成していません。

一瞬一瞬の目の残像を使った錯覚を利用して1秒30コマの画像を作っているのです。
当然、この一瞬一瞬も情報をカットせずに完全な画像を流してやると画面の綺麗さ、クッキリさは格段に良くなってきます。

この情報をカットせずに完全な画像を2回流すことをインターレースに対してプログレッシブ方式と言うのです。
DVDプレーヤーや、ゲーム機でも、このプログレッシブを売りにしている機種があります。

プログレッシブ対応の再生機でプログレッシブ対応のTVに映すと、完全な画像が1秒間に60回流れるので綺麗なのです。

ちなみに最新のゲーム機は、60コマを1080Pとして機能のアピールをしてますが、同じ画像を2回流して30コマにするのではなく、ちゃんと60コマ違う画像を縦に1080完全な画像を流す、すっごく綺麗な画面とこれを実現するパワーを売りにしてるわけです。

映像は秒間30フレームですが、ゲーム機はフィールド単位でも同じ画面を2回流さずに、ちゃんと60回アニメさせているものも多いようです。
プレイすると、あきらかに60コマのゲームの方が動きがいいので、人間の目の限界は未だ未だ上なんでしょうね。

さてハイビジョンは最初、1080iだった気がしますが、1080iに対して1080Pのことをフルハイビジョンと表現するのをよく聞きます。

1080iでも十分綺麗ですが、やはり1080Pの方がいいに決まってますよね。

という事で、とりあえず後1回
お題は その3、ドロップとノンドロップ の予定。

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映像技術の世界(その1)テレシネ
クリエイトウェーブは、コンテンツ制作、最近で言うと主にFlashがメインの会社なんですが、独立前はアニメ制作をやってたり、アニメ制作のシステムも作ったりしてました。

で、今も人脈的には結構アニメ関係と繋がってたり、アニメ制作会社のビルの1室を借りてたりします。
仕事としては、めっきり関係しなくなったアニメなんですが、ここ最近、久々にアニメに関わってきてます。まあ・・いまのところ、自分だけですが。

ここも書こうと思ってることがいくつか溜まってるんだけど、ちょっと横道にそれて映像技術の話など書いてみようかと思ったりして・・・全3回の予定です。

まずは、テレシネからスタート。
アニメは通常、1秒を24コマで制作してます。
これは、おそらくフィルムで作成していた時の名残だと思われます。フィルムが1秒24コマだったからです

でもTV放送は日本の場合、1秒30コマです。 DVDも日本の場合、1秒30コマです。

コマというのは、1秒間に何枚の画像が切り替わるかって単位で、1秒24フレームとか1秒30fpsと表現することもありますが、全部同じ意味です。
テレシネ1

このままでは放送したりビデオに落としたりできません。
そこで24コマを30コマに変換する必要性がでてきます。

この24コアの映像を30コマに変換することをテレシネと言ったりします。
しかし、24コマを30コマに変換するというのは、厳密に言うと正しい表現ではありません。

実際は24コマや、30コマでは映像が、かなりちらつくフリッカー現象というのがおこります。
フリッカーを防ぐ為には、部屋のような明るい空間の場合、秒間50コマ以上必要と言われています。

そのため、フィルムでは24コマの1コマを2回ずつ、TV等は30コマの1コマを2回ずつ流しているのです。映画館は暗いのでフィルムの48回はギリギリセーフ。

つまり、画像自体は秒間24回か30回変わってるのですが、画面は48回か、60回映しています。
ややこしいですが・・・
テレシネ2

TVの場合、広い見方をすると1コマは、60分の1秒の2コマをさします。
実際ビデオやDVDのポーズ(静止画)は60分の1秒の2コマのループをみているのです。

さて24コマから30コマへの変換のテレシネですが、実際は24コマを60コマに変換する作業のことをさします。

ただ24を2回流しても48で60に足りないし、3回流すと72で60を超えてしまいます。
60丁度にしなければ、同じ1秒になりません。

しかし、よく考えてみると24を2回流すと48なので60に12だけ足りません。 12という数字は24の丁度半分です。これを応用します。

つまり24コマの1コマを2回にに、その次のコマを3回に、その次のコマを2回に、また次は3回にと1コマ置きに3回流すのです。
23変換(にーさん変換とかツースリー変換)と呼ぶのを聞いた事があります。
テレシネ3

しかし、TVやDVDは映像的には本来1秒30コマです。 そして1秒30コマの1コマとは1秒60コマの2回連続のことを指しています。
さっきも書きましたがDVDやビデオの静止画像は60分の1秒で考えると2回のループをみています。

さてここでビデオの理論を考えてみましょう。
テレシネ4

これは・・・・なにか気づきませんか!

テレシネ5

あろうことか、ビデオの1コマ(普通の30コマ換算)に、それぞれ前後のフィルムのコマ画像が入ってしまっています。
一瞬、これでいいのか疑ってしまいます。

しかし!これはしょうがないのです。
実際こう変換されて24コマ映像は30コマ映像に変換されて放送なりDVD化されています。

VHSとかは、同期がいいかげんなので静止映像をみると前後2枚の絵が重なってみえたりしますが、業務用ビデオとか民生用でもLDの標準Disc(両面で60分 でももう持ってる人は少ないでしょうが)は静止画(ポーズ)をかけるとこの混ざった画像が交互にちらちらと交換される状態がみれます。
60分の1秒単位で2コマのループをみていて、それが違う画像になっているからです。

さて、ここでめでたしめでたしと言いたいとこですが・・・・
なぜか、実際の映像に落とす録画機の仕様が統一されていないようです。

フィルム考えないでビデオだけの話で考えます。
テレシネ6
画像のTVの照射番号をみてください。
実は録画機は照射番号順に1,2,3と順番に録画してくれるとは限らないのです。

具体的に言うと
1,2,3、4,5,6,7,8,9,10・・・・・・・
と画像のように照射番号を順番通りにとってくれるよう統一されていれば問題ないのですが

2,1,4,3,6,5,8,7,10,9・・・・・・・
と録画する録画機もあるのです。

元々30コマで作られている映像は、どっちを先にとっても同じ画像なので問題ありません。
しかしテレシネ上では話が複雑になってきます。
テレシネ7

画像の黄色い部分を見てください。
ここのフィルム番号が逆になったら、どうしますか。
あべこべな映像が出来上がります。

これを防ぐには、編集とかに使う映像機器と撮影システムのテレシネの仕組みをあわせるしか、ありません。

昔アニメの仕事をやってた時は、ビデオ録画をやってもらう会社と同じ、撮影システムと仕様を合わせれば大丈夫だろうとその会社の撮影システムを一時お借りし、試し撮影を行いそのシステムの23変換の仕組みを解読したものです。大変だったけど、いまはいい思い出かな。

次のお題は
その2 インターレースとプログレッシブ
の予定です。

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