タイムラプスで疑似全画素読み出し撮影

タイムラプス撮影は静止画で作成するので、実質全画素読み出し動画と同じです。

最近の動画デジカメのセンサーは1000万画素超が普通になりました。一方、民生用動画の最大サイズ、フルハイビジョンは約200万画素(1920*1080|2,073,600画素)です。

高画素デジカメでの動画撮影では必ず画素の「間引き」が発生しています。全画素読み出してリサンプルしている訳ではありません。

ちょっと調べてみると、例えばPanasonicのGH2の動画撮影は「画素混合方式」、CanonのEOSは「ラインスキップ方式」だそうです。各社とも高画質維持のための工夫をいろいろ行っているようです。

以前、FinePix F900EXR動画の基本性能を調べた時には、間引きの間隔が大きいのか、斜めの線が点線になっていました。

仮にセンサーの情報をすべて読み出し、リサンプルでFHDの動画を作成したらどのくらい高画質になるのでしょうか。

センサーからの全画素読み出しを擬似的に行なうために、タイムラプス動画(大量の静止画連写を元に作成した早回し動画)の撮影を行なってみました。


YouTubeでみる

カメラはPanasonicのGH1を使用しました。1000万画素(4352*2448=1065,369)のjpeg連写から作成した動画と、FHDのAVCHD動画を比較しています。

ディティール比較

作成した動画をキャプチャーし、200%表示で比較しています。解像力に明らかな差があります。

センサーからの読み出し速度、転送バス幅、処理速度、使用電力、発熱……。

技術上、何がボトルネックになっているのかはよくわかりませんが、動画撮影ではレンズやセンサーの潜在能力をまだまだ使い切れていないようです。

逆に、良いスチルカメラが良い動画撮影機とは限らない、ということでもあります。

思わぬところに動画撮影に優れたカメラが存在しているかもしれません。

YouTube「動画エディタ」の画質検証

YouTubeおよびYouTube「動画エディタ」の画質を検証してみました。実用上、問題ありませんでした。

.mtsファイルとYouTube「動画エディタ」の組み合わせ、大変気に入りました。

ですが、「動画エディタ」編集による再エンコード、どの程度画質は劣化するのでしょうか。

キャプチャーして比較してみました。


◎オリジナル(※1)の.mtsファイル(のキャプチャー|オリジナルサイズはこちら


◎上記の.mtsを無編集でアップしたYouTube(のキャプチャー|オリジナルサイズはこちら


◎上記の動画を「動画エディタ」で編集後のYouTube(のキャプチャー|オリジナルサイズはこちら

640*360の縮小表示ではほとんど判別できません。アスファルト道路の質感などが若干もやもやとソフトになっている程度です。1080p表示の中央部分を原寸で比較してみました。


◎オリジナル


◎YouTube


◎「動画エディタ」

植木の表現などがだんだんと甘くなって、細かなディティールが失われていくのがわかります。
やはりエンコードの度に劣化するようですが、実用上は問題なさそうです(※2)。YouTube HDは思いのほか高画質でした。

※1 Lumix GH1(ファームウェアハック済)+20mm/F1.7で撮影した24p FHD動画です。映像ビットレートは約30Mbps(29,783kbps)です。
※2 フレームレートだけはどうしても落ちてしまうので、動きの滑らかさは損なわれてしまいます。

GH1 改造ファームテスト中

GH1 改造ファームテスト中です。簡単で効果もあります。

PanasonicのLumix GH1のファームウェアをハックして、より高画質な動画を撮影するテストを始めています。
まだほんの少ししか撮影していませんが、備忘録として現時点で気づいた事をエントリーしておきます。

◎設定を1080pに変更してご覧ください。

////////////////////////////
使用ツール
改造ファームの作成には、フリーのアプリケーション「PTool」を利用しています(要Windows環境)。
操作はとても簡単でした。いろんなサイトにやりかたが書かれていますが、アプリケーションのTipsを読みながら設定するのが最も確実だと思います。

////////////////////////////
ビットレート(上限)の変更
FHD/SH撮影時のビットレートをPTool推奨値の中で最も大きい50,000,000(44Mbps)にしてみました。常時44Mになるわけではありません。動きの少ない場面であれば、デフォルトの17Mbpsより下回る場合もあります。撮影内容によってビットレートはかなり変わります。Class10のメディアを使用していますが、書き込みエラーは今のところ発生していません。(110116追記|まだまだ余裕がありそうなので、現在は60,000,000辺りを試してみています)

////////////////////////////
Wrapperの変更
FHDでの保存設定を、(通常60iのところを)Native24pに設定にしました。FHD撮影時のセンサー出力は本来24fpsなので、無駄なフレームがなくなる分、容量的にも節約になります。

注意 この設定にするとなぜかOSXのiMovie ’09では取り込めなくなってしまいます。また、GH1の付属アプリでも利用できなくなります。1080/24pは、AVCHDの規格の範囲内なのですが……。

////////////////////////////
GOP Length
今回は変更していません。デフォルトの15fのままとなります。間隔を狭めて12fとか8fとかにすると動きに強くなるかもしれません。ネイティブ編集時にも有利だと思います。ただしファイルサイズはその分大きくなるはずなので、様子をみながらベストな値を探そうと思います。(110116追記|GOPを1/3秒にするとエラーが多発してしまいました。1080/24pなら12f、720/60pなら30f、1/2秒までが安心のようです)

////////////////////////////
音声
音声のビットレートは変更していません。大きくするとカメラ側で再生できなくなる(110116追記|音声のみが再生されないのでなく、映像自体が再生できなくなります)とのことなので、デフォルト値の192Kbpsのままです。また、サンプリングレートもデフォルトの48,000Hzのままです。

////////////////////////////
サンプル動画について

◎オリジナルは84.9MB(音声含む)で59秒の.MTSファイルです。画面にほとんど動きがないのでデフォルトの上限値17Mbpsよりも低い、11.5Mbpsほどしか出ていません。

◎無編集・無変換でオリジナルの.MTSファイルをWeb画面から直接アップロードしています。取り込み/書き出し時の変換がない分、劣化が少なく高画質のような気がしました。アップロードも軽快だったように思います。

////////////////////////////
その他

◎色空間はsRGBにしてあります。動画のカラーマネジメントはさっぱりわかりません。

◎ISO値は100固定です。

◎カメラの色調設定は「スタンダード」をベースに、コントラスト-2、シャープネス-2、彩度+2、ノイズリダクション+2としています。

◎-1/3の補正をかけて、オートで撮影しました。

◎レンズはズイコー50mm/f1.4を使用しています。絞り値はF2.8です。

この方のサイトがGH1改造ファーム/GH2比較など、たいへん詳しいです。

2段絞ってF2.8

2段絞ってもF2.8。大口径ズーム並みの明るさです。

ZUIKOの50mm f/1.4のレンズ、絞って使えば確かに高画質ですが、既存のレンズとかぶります。あえて使う意味がありません。

一方、開放で使うとフレア爆発。描写の癖が強すぎます。

結局、少し絞って使うことにしました。2段絞ってF2.8、それでも大口径ズームレンズ並みの明るさです。

また、フルサイズ対応のレンズの、APS-Cよりもさらに狭い領域の中央部分だけを使用する、大変贅沢な(無駄の多い)使い方です。高画質が期待されます。


こんな感じです。被写界深度の浅さと画質が両立します。オリジナルはこちら


画面中央部です。(周辺含め)高画質です。おや、羽虫が。


ありがちな写真も撮りました。やはり高画質です。実サイズで花びらの描写なども確認してみてください。オリジナルはこちら


これまたありがちな写真。光源に現れる絞り形状は八角形です。オリジナルはこちら


もともとは標準レンズですが、実質100mm相当になります。それなりに深いフードを付けて使っています。フードは実用重視、ゴム製の折りたたみ式です。Hamaだったかな。

レンズのテストは以上です。お付き合いいただき、ありがとうございました。

f/1.4を開放で撮影

ズイコーの標準レンズ、開放ではフレア出まくり。

F5.6まで絞って使うのであれば純正のズームレンズで十分。

F1.4の開放で撮影してみました。


GH1+ZUIKO 50mm f1.4|F1.4にて撮影。
ほとんどソフトフォーカスレンズのような描写になってしまいました。オリジナルはこちら


原寸で表示。大量のフレアが。

この手の表現っぽい描写はあまり好きではありませんが、動画などにするとよりそれらしい雰囲気に。

今回もやはり結論はありません。大口径レンズf/1.4開放での描写は、レンズによって異なるようです。甘い描写は好みではありませんでした。

ZUIKO 50mm f/1.4

ZUIKO 50mm f/1.4をマウントコンバータを使ってLumix GH1につけてみました。

GH1用のOMマウントアダプター(※)を購入してあったので、学生時代に使っていたOLYMPUSのレンズを使ってテスト撮影をしてみました。OLYMPUSのZUIKO 50mm f/1.4と、LUMIX G VARIO HD 14-140mmを比較しています。


GH1+ZUIKO 50mm|F5.6 1/800sec
……。つまらない写真ですみません。自宅のベランダから撮影したものです。
条件を揃えたら絞り値がF5.6になってしまいました。ここまで絞って使うとレンズの個性は消え、普通に高画質になります。歪曲や周辺光量落ちはありません。オリジナルサイズはこちら


GH1+G VARIO HD 14-140mm|F5.6 1/640sec
高倍率ズーム、ほとんど開放での撮影ですが、十分に高画質です。オリジナルサイズはこちら

////////////////////////////
等倍表示で比較すると周辺に若干の差があります。


ZUIKO 50mm|周辺まで品質は安定しています。


VARIO HD 14-140mm|若干「流れ」が発生しています。


ZUIKO 50mm|raw現像時に補正しましたが、色収差が残ってしまいました。


VARIO HD 14-140mm|色収差は見られません。デジタル補正されています。

結論は特にありません。「絞って使えば古いレンズも高画質」といったところでしょうか。

////////////////////////////
※知らずに純正アダプターを購入しましたが、アクセサリーメーカーのオリジナルを買った方がずっと安くつきますね。

60fps動画を公開するための、5つの方法

60fps動画を公開するのはたいへん。少なくともFlash系は難しい。QuickTime系がいいかも。

60fps動画をweb上に公開するのはなかなか面倒なのですが、やってみました。

////////////////////////////
1. MobileMeで公開する

MobileMeユーザーなので、「MobileMeギャラリー」を利用してアップしました。ビットレートは7.2Mbps、ファイルサイズは180MB、1280px*720pxの動画です。

◎かなり重いです。表示されない場合、何度か再読み込みをしてみてください。

////////////////////////////
2. blip.tvで公開する

blip.tvを利用してアップしました。Flashビデオの方でなく、オリジナルの.movファイルを閲覧してもらいます。ビットレートは2Mbps、ファイルサイズは43MB、640px*360pxの動画です。60fpsのためにサイズはあきらめました。

◎こちらも表示されない場合、何度か再読み込みをしてみてください。

////////////////////////////
3. Veohで公開する

Veoh(Veoh Video Network)でも公開してみました。Flashビデオでなく、Veoh Web Playerを利用してオリジナルソース(.mov)をダウンロードしてください。ビットレートは6.5Mbps、ファイルサイズは140MB、1280px*720pxの動画です。

////////////////////////////
4. ニコニコ動画で公開する(割愛)

ニコニコ動画はファイルサイズの上限だけが規定され(最大100MB)、画像サイズ、ビットレート、フレームレート全て任意で決める事ができるようです。60fpsの動画も変換されずに公開されます。こちらも、実際にはweb上で閲覧するのではなく、rucaDownloaderなどを使ってローカルにダウンロード後、閲覧します。

////////////////////////////
5. 自分のサーバーで公開する(割愛)

無尽蔵にディスクスペースを追加契約できるなら可能かもしれません。ただ、プロバイダーが転送量に制限をかけているかもしれないので調べる必要があります。このblogのサーバー(heteml)はダメっぽいです。

////////////////////////////

◎YouTubeなど、Flashビデオ埋め込み型で60fps動画を閲覧するのは今のところかなり難しいようです。.mp4ファイルや.movファイルを閲覧するしかないようです。

◎エントリーのタイトルですが、ローカルにダウンロードして閲覧するのは「web上に公開」したことになりませんので、実際には3つの方法ですね。

以上となります。ご覧になって下さった皆さん、奇声をお詫びします。