ビデオ録画用のグローバルシャッター：価値はあるか？

ローリングシャッターとその限界を理解する

ほとんどのカメラ、特にスマートフォンやデジタル一眼レフカメラに搭載されているカメラは、ローリング シャッターを使用しています。このタイプのシャッターは、センサー全体を一度に露出しません。代わりに、通常は上から下へ、センサーを 1 行ずつスキャンします。多くの用途では効率的ですが、この連続スキャンにより、特に動きの速い被写体を撮影する場合やカメラ自体が動いている場合には、不要なアーティファクトが発生する可能性があります。

ローリング シャッターに関連する主なアーティファクトは歪みです。これはいくつかの形で現れます。

• 揺れ (ジェロ効果):カメラを素早くパンすると、垂直の物体が曲がったり揺れたりするように見えます。
• 歪み:オブジェクトが傾いたり歪んだりして表示されます。特に、急速に移動する被写体では顕著です。
• 部分的な露出:画像のさまざまな部分がわずかに異なる時間に露出されるため、明るさや色に不一致が生じます。

これらの歪みは気が散る原因となり、ポストプロダクションで修正するのが難しいため、ローリング シャッターはプロのビデオ作業にとって大きな制限となります。

グローバルシャッター技術の利点

グローバル シャッター テクノロジーは、ローリング シャッターに固有の問題に対するソリューションを提供します。グローバル シャッターは、イメージ センサー全体を同時に露出します。つまり、すべてのピクセルがまったく同じ瞬間に光を捉えるため、シーンのより正確で歪みのない表現が可能になります。

ビデオ録画にグローバルシャッターを使用する主な利点は次のとおりです。

• 歪みの除去: ✔高速で移動する物体やカメラの動きが、揺れ、歪み、その他のローリング シャッター アーティファクトなしにキャプチャされます。
• 画質の向上: ✔歪みがないため、より鮮明でクリーンな、プロフェッショナルな外観の画像が得られます。
• 強化されたモーション キャプチャ: ✔グローバル シャッターは、正確なモーション表現が不可欠なスポーツや野生動物などのテンポの速いアクションをキャプチャする場合に特に役立ちます。
• ポストプロダクションが簡単: ✔ポストプロダクションで歪みを修正するために必要な時間と労力が減り、編集ワークフローが合理化されます。

正確で精密なモーションキャプチャを必要とするアプリケーションの場合、グローバルシャッターテクノロジーは大きな利点となります。

グローバルシャッターとローリングシャッターの詳細な比較

グローバルシャッターの利点を十分に理解するには、グローバルシャッターとローリングシャッター技術の主な違いを理解することが重要です。

• 露出方法:ローリングシャッターはセンサーを順番に露出しますが、グローバルシャッターはセンサー全体を同時に露出します。
• 歪み:ローリング シャッターでは歪みアーティファクトが発生しやすいですが、グローバル シャッターでは歪みアーティファクトが排除されます。
• 画質:グローバル シャッターは、一般的に、特に動きの速いシーンでは、より鮮明でシャープな画像を生成します。
• コスト:グローバルシャッター技術を搭載したカメラは、ローリングシャッターを搭載したカメラよりも高価になる傾向があります。
• 光感度:グローバル シャッター センサーは、センサー アーキテクチャがより複雑なため、同様のサイズとテクノロジのローリング シャッター センサーと比較して、光感度がわずかに低くなることがあります。

ローリング シャッターとグローバル シャッターのどちらを選択するかは、ビデオ プロジェクトの特定の要件と利用可能な予算によって異なります。

グローバルシャッターの欠点

グローバルシャッターには大きな利点がありますが、欠点がないわけではありません。これらの制限は、ビデオ撮影者の意思決定プロセスに影響を与えることがよくあります。

重要な考慮事項は次のとおりです。

• コスト: ❌グローバル シャッター センサーを搭載したカメラは、ローリング シャッター センサーを搭載したカメラよりも一般的に高価です。センサーの設計と製造プロセスの複雑さが増すことが、価格の上昇につながっています。
• 光感度: ❌歴史的に、グローバル シャッター センサーは、同様のサイズとテクノロジのローリング シャッター センサーと比較して、光感度が低くなっています。これは、各ピクセルの領域の一部が読み出し前に電荷を蓄積するために使用され、光を捉えるために使用できる領域が減少するためです。ただし、センサー テクノロジの進歩により、この問題は徐々に緩和されています。
• ダイナミック レンジ: ❌場合によっては、グローバル シャッター センサーのダイナミック レンジは、ローリング シャッター センサーに比べてわずかに狭くなることがあります。ダイナミック レンジとは、シーンの最も明るい領域と最も暗い領域の両方で詳細をキャプチャするセンサーの能力を指します。
• ブルーミング: ❌初期のグローバル シャッター センサーは、画像の非常に明るい領域でブルーミング アーティファクトが発生しやすい傾向がありました。ブルーミングは、露出オーバーのピクセルからの余分な電荷が隣接するピクセルに溢れ、縞模様や輝きを生み出すときに発生します。最新のグローバル シャッター センサーは、センサーの設計と製造技術の改善により、この問題を大幅に克服しました。

グローバルシャッターが適切な選択であるかどうかを判断する際には、これらの欠点と利点を比較検討することが重要です。

グローバルシャッターに投資する価値があるのはいつですか?

グローバル シャッター テクノロジーを搭載したカメラに投資するかどうかの決定は、行うビデオ作業の種類、予算、ローリング シャッター アーティファクトに対する許容度など、いくつかの要因によって決まります。

グローバルシャッターは、次のようなシナリオで特に役立ちます。

• アクション スポーツ ビデオ撮影:このジャンルでは、歪みなくテンポの速いアクションを撮影することが不可欠です。
• 野生動物の映画制作:動きの速い動物を追跡するには、動きを正確に表現できるセンサーが必要です。
• 仮想現実 (VR) と拡張現実 (AR) コンテンツの作成:没入型エクスペリエンスには、正確な空間表現が不可欠です。
• 産業用アプリケーション:マシン ビジョン システムやその他の産業用アプリケーションでは、歪みのない正確な画像キャプチャが必要になることがよくあります。
• ハイエンドの映画撮影:可能な限り最高の画質とプロフェッショナルな外観を求める映画制作者にとって、グローバルシャッターは価値のある投資となります。

ビデオ撮影で高速モーションを頻繁に撮影したり、正確な画像キャプチャが必要な場合、グローバル シャッターの利点が欠点を上回る可能性があります。ただし、主に静止シーンを撮影する場合や予算が限られている場合は、ローリング シャッター付きのカメラで十分です。

グローバルシャッターの代替

グローバルシャッターはローリングシャッターアーティファクトに対する最も直接的な解決策を提供しますが、ある程度この問題を軽減できる代替技術もあります。

これらには以下が含まれます:

• より高いフレーム レートの使用:より高いフレーム レートで撮影すると、1 秒あたりにキャプチャされるフレーム数が増えるため、ローリング シャッター歪みの程度を軽減できます。
• カメラの動きを遅くする:急激なパンやティルトを避けることで、揺れや歪みを最小限に抑えることができます。
• ソフトウェア安定化の使用:ポストプロダクション ソフトウェアを使用してローリング シャッター アーティファクトを修正できますが、これにより他の望ましくない効果が発生する場合があります。
• 電子画像安定化 (EIS): EIS システムは、カメラの揺れを軽減し、ローリング シャッターの歪みを最小限に抑えるのに役立ちます。

これらの代替手段では、ローリング シャッター アーティファクトが完全に除去されるわけではありませんが、多くの場合、ビデオの全体的な品質が向上します。