ビデオのビット深度と演色性を理解する
8ビット、10ビット、12ビットの色—違いは何ですか？特に色再現に関しては、ビット深度が画像の品質を決定するのにどのように役立つかを見てみましょう。
ピート・トムキーズ著-フィルム画像をキャプチャする場合、色と色合いの間の滑らかなグラデーションを再現するビデオカメラの機能は重要な要素です。ビデオカメラがキャプチャできる色の範囲は、記録に使用されるファイル形式のビット深度によって決まります。
ビット深度とは何ですか？
すべてのビデオカメラは、映像をデジタルファイルとして記録します。これらのバイナリデジタルファイルは、ビットと呼ばれる1または0のデータで構成されています。
ビデオ画像は、ピクセルと呼ばれる色のポイントで構成され、各ピクセルの特定の色は混合によって定義されます。赤、緑、青の色の異なる量を一緒に。ビット深度とは、各ピクセルのカラーチャネルを記録するために使用されるデータのビット数（1と0）を指します。
8ビットビデオ：8ビットビデオファイル形式では、各カラーチャネルで使用可能な8ビットのデータストレージ（2進数の00000000から11111111の範囲）があり、チャネルごとに256シェードのバリエーションがあります。結果として得られる赤、緑、青の256の色合いの組み合わせは、8ビットのビデオ画像に16,777,216（256 x 256 x 256）の可能な色があることを意味します。
10ビットビデオ：バイナリ範囲の10ビットビデオ番号の場合、0000000000〜1111111111が各カラーチャネルの説明に使用されます。これは、チャネルごとに1,024の可能なシェード値があり、10ビット画像に合計1,073,741,824の色があることを意味します。
12ビットビデオ：12ビットビデオの色は、000000000000から111111111111までの番号を使用して保存され、赤、緑、青のそれぞれ4096の色調で、合計680億色を超えます。
ビット深度を増やすと、より多くのデータが記録されるため、ファイルサイズも大きくなります。ただし、10ビットのビデオファイルは同等の8ビットファイルよりも20％大きい場合がありますが、前者はチャネルごとに4倍のレベルの色を提供します。
カメラとモニター
デジタル一眼レフカメラとハイエンドプロシューマービデオカメラは、8ビットビデオを内部で記録します。キヤノンとニコンのデジタル一眼レフカメラはMOVファイル形式のバリエーションを使用し、パナソニックとソニーはAVCHD形式を使用します。これらのカメラで外部レコーダーを使用して10ビット形式（ProResなど）で記録することはできますが、ほとんどのカメラは8ビット信号しか出力できないため、メリットは限られています。
Panasonic Lumix GH5は、ミラーレスカメラの中でも珍しいものです。4Kフッテージを内部で10ビットフォーマットで最大30pのフレームレートで記録でき、10ビット信号をより高いフレームレートで外部レコーダーに送ることができます。
EOS CinemaシリーズのCanonのC200は、選択したフレームレートに応じて、10ビットまたは12ビットのCinemaRAW形式で4Kを記録し、MP4ファイル形式で4KUHD8ビットの映像を記録することもできます。
Blackmagic Design、RED、ArriなどのCinema Cameraは、10ビットのProResビデオファイルを記録できますが、RAWフッテージを12ビットのファイル形式で記録することもできます。一部のSonyプロフェッショナルカメラには、外部レコーダーのアップグレードを使用して16ビットビデオを録画するオプションもあります。
現在市場に出回っている消費者向けモニター、テレビ、プロジェクターの大部分は8ビットデバイスであり、10ビットビデオモニターも利用できますが、仕様が高いため、割高な価格になっています。
10ビットのコンピューターモニターがより一般的ですが、ほとんどのコンピューターグラフィックスカードは、ビデオゲームを表示するときに10ビットの信号しか出力しません。 Adobe Premiere Pro、Final Cut、Davinci Resolveなどのビデオ編集およびグレーディングソフトウェアは、内部で10ビット以上で動作しますが、ビデオ再生の10ビットプレビュー信号を供給するために追加のビデオ出力デバイスが必要になる場合があります。
ドルビーのリファレンスモニターなど、12ビットモニターの範囲は限られていますが、これらはハイエンドのプロの編集およびカラーグレーディングスイートを対象としています。
ビット深度が重要なのはなぜですか？
人間の目では約1,000万色しか区別できないため、ほとんどのディスプレイデバイスが8ビットで、すでに1,670万色を生成している世界では、なぜより高いビット深度のビデオファイルが必要なのですか？
多くの状況で、多くのアプリケーションでは、8ビットのビデオ形式で十分です。 10ビットまたは12ビットのビデオを操作するには、データストレージを増やし、フッテージを編集するためのより強力なコンピューターが必要です。ただし、各カラーチャネルに256シェードしかないという、8ビットの制限により、画像の青空など、色調のグラデーションの領域にカラーバンディングが発生する可能性があります。
10ビット画像のシェードの追加範囲（1024対256）により、露出不足または露出過多のビデオのハイライトや深いシャドウを修正するための自由度も高まります。一般に、ビット深度の高いフッテージの追加情報は、画質が急速に低下し始める可能性がある8ビットフッテージと比較して、カラーグレーディングの範囲がはるかに広くなります。カラーグレードの10ビットフッテージを作成したら、8ビットファイルに戻りたくないでしょう！
拡大された色調範囲により、グリーンスクリーンフッテージを撮影したり、デジタルエフェクトを操作したりするときに、ビットレートの高いビデオファイルがはるかに優れたものになります。コンピューター生成画像は通常、より高いビット深度で生成されるため、8ビットビデオと合成すると、デジタル生成要素はより低いビット深度に縮小され、画質が低下する可能性があります。
結論
ビット深度は、ビデオファイル形式の1つの側面にすぎません。記録される画像の品質は、カラーサンプリング（例：4：2：0、4：2：2、4：4：4）や記録されるデータレートなどの要因にも依存します。ただし、ビット深度を理解しておくと、特定のジョブにどのカメラを選択するかをより適切に評価できます。