HDR(ハイダイナミックレンジ)について

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    HDR(High Dynamic Range)という機能をご存知でしょうか?
    ちょっと高級なデジカメに付いています。
    これは、露出を変えた2枚、あるいは複数の映像を瞬時に撮影して、合成する機能です。
    ダイナミックレンジが大きいシーン、例えば室内から窓を通して外を映すような場合、室内に露出を合わせれば、外の景色が白とびしてしまいます。
    そうかといって、窓の外に露出を合わせると、室内が暗くなって、何があるのか分からなくなります。
    そこで、外の景色に適した露出で1枚撮影し、もう一枚室内に適した露出で撮影します。
    これを瞬時に行います。
    そして、これら2枚の画像を、「いいとこ取り」して合成するのです。
    今まで露出で苦労していたのは何だったんだ、と言いたくなるような、逆転の発想ですね。

    さて、これら2枚の映像は瞬時に撮られる必要があります。
    そうでなければ2枚の映像は、正確に同じフレーミングでなくなってしまいますので、合成できません。
    比較的やりやすい静止画では、かなり以前から採用されていました。
    しかし、それこそ常に連続撮影している動画では実用化されていませんでした。
    SCARLET-Xに搭載されたHDRxという機能は、まさにこれを動画で実現したのです。

    それでは、HDRx機能について、REDのホームページを引用しながら、何回かに分けて説明してみたいと思います。
    なお、引用するREDのHPは、

    http://www.red.com/learn/red-101/hdrx-high-dynamic-range-video

    にあります。

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    BACKGROUND
    A camera’s dynamic range describes how much subject intensity can vary before being recorded as featureless black or white. Having a higher dynamic range therefore improves exposure and post-production flexibility, expands the possibilities for dramatic and unevenly-lit scenes, and enhances image quality and detail.

    HDRの背景
    カメラのダイナミックレンジとは、単純な白黒の信号に変換するにあたり、どれほどの強さの範囲で変換できるか、ということです。大きなダイナミックレンジを持つということは、露出設定や、ポストプロダクションでの自由度を高めるとともに、濃淡が強く、均一でないライティングのシーンの表現の可能性を広げ、画質やディテールを向上させます。




    Dynamic range is typically specified in terms of stops, where each unit increase translates into a doubling of dynamic range. Current RED cameras capture over 13 stops of dynamic range in standard mode, which not only surpasses high-end DSLR cameras, but is also comparable to color film negatives. Although this is more than enough for most applications, sometimes even more is desired.

    ダイナミックレンジは、通常"Stop"であらわされ、1Stopごとにダイナミックレンジは2倍になります。REDのカメラは、スタンダードモードでは13Stopsのダイナミックレンジを持っていますが、これは高級デジタル一眼レフカメラをしのぐばかりか、フィルムのネガに相当します。ほとんどの場合、これで必要十分ですが、それ以上必要な場合もあります。

    To effectively extend the dynamic range a camera can capture, many cinematographers employ graduated neutral density (GND) filters. This approach is typically used for simple intensity gradations, such as the linear transition from dark foliage to a brighter sky in landscape scenes. However, GND filters have to be physically positioned prior to capture, and cannot handle scenes with doorways, windows and other uneven lighting geometries.

    多くの映画人たちは、カメラのダイナミックレンジを広くするために、GND(Graduated Neutral Density)フィルターを使いました。この手法は、暗い木陰から明るい空までといった風景で、光の濃淡を表現する場合によく使われました。しかし、撮影前にいちいち装着する必要があるうえ、戸口とか窓とか、あるいは均一でないライティングの場合は使えませんでした。

    To overcome these limitations, stills photographers created a technique called high dynamic range (HDR) imaging, which utilizes multiple exposures and a tripod-mounted camera. This has the power of handling virtually any lighting geometry, and is fully customizable in post-production. However, HDR has been elusive with video cameras, in part because this requires special-purpose electronics and software. Furthermore, mainstream stills HDR tools have become an artistic style as opposed to a dynamic range extension, so their look isn’t always desirable or realistic with cinema.

    このような制限を克服するため、スティルフォトグラファーは、複数回露光機と三脚に乗せたカメラを使ってHDR(High Dynamic Range)と呼ばれる技術を創り出しました。これにより実質的にどのような照明環境でも撮影でき、ポストプロダクションで完璧に処理できるようになったのです。 しかしビデオカメラでは、特殊な回路やソフトウエアを必要としたので、長い間対応できませんでした。そのうえ、スティルカメラのHDRはダイナミックレンジの拡張というよりは、芸術性のほうに向かったため、映画撮影にはかならずしも好都合ではなかったし、現実性も少ないものだったのです。

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    上に出てくるGNDフィルターというのは、いわゆるハーフNDフィルターのことです。
    使っている方はお分かりと思いますが、上下にグラデーションのついたNDフィルターで、空が明るすぎたりする場合、上部だけNDをかけられます。風景写真などでは使えるのですが、窓越しのシーンなどといった場合には使えませんね。

    露出を変えて、連写するという機能は、現在の一眼レフなら普通に持っている機能です。
    しかし、これは単に露出に迷った場合、明るめと暗めの両方撮っておいて、どちらかいいほうを使うというもので、HDR機能とは異なります。
    HDR機能は、この2枚を合成して、良いとこ取りをするわけです。
    最近の気の利いたカメラなら、カメラが合成してくれます。

    (つづく)



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