HDR(ハイダイナミックレンジ)について(第2回)

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     HDRについての解説、第2回です。
    引き続きREDのホームページから、拾ってみましょう。
    例によって引用するREDのサイトは

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

    です。

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    HOW IT WORKS
    HDRx™ is a proprietary HDR video solution that was invented for RED’s EPIC and SCARLET cameras. It works by recording two exposures within the interval that a standard motion camera would record only one:

    HDRxの実際
    HDRx™はREDのEPICとSCARLETのために開発された、独自のHDR(High Dynamic Range)技術です。これは、通常のビデオカメラが1フレーム記録する間に、2つの異なった露出のフレームを記録します。

    The primary exposure is normal, and uses the standard aperture and shutter settings (the “A frame”). The secondary exposure is typically for highlight protection, and uses an adjustable shutter speed that is 2-6 stops faster (the “X frame”). For example, if the A frame is captured at 24 fps and 1/50 second shutter speed, then specifying 2 stops HDRx causes the X frame to be captured at a shutter speed of 1/200 second.

    第1ショットの設定はノーマルで、スタンダードの露出とシャッタースピードです。(これをAフレームとします) 第2ショットの設定は通常明るい部分に適するように設定し、だいたい2~6 Stop早いシャッタースピードにします。(これをXフレームとします) 例えば、Aフレームが24fpsで1/50秒のシャッタースピードだとすると、HDRxを2 Stopにした場合は、Xフレームは1/200のシャッタースピードで記録することになります。


         Aフレーム                         Xフレーム

    Both frames are then recorded as separate tracks within the same R3D file. The net result is two video streams that can be either used separately, or combined to encompass a higher dynamic range than any film stock.

    それぞれのフレームは別々のトラックに同じR3Dファイルで記録されます。即ち2つのビデオストリームが独立して作成され、それぞれ別々に使用することも、合成して高いダイナミックレンジの映像として残すこともできます。

    MERGING FOR HDR
    Merging for HDR in REDCINE-X works by effectively stacking the tonal levels from the A and X frames:

    This approach produces tones that appear as though they were taken with a single higher dynamic range exposure, unlike the often artificial-looking HDR effect with stills that typically shows haloes and other artifacts. It also preserves the original tonal hierarchy, which means tones can be accurately mapped back to linear light for special effects or custom LUTs.

    HDRとして合成する
    合成はREDCINE-Xで行い、AフレームとXフレームから効果的に色調を重ねます。

    この手法は、あたかも大きなダイナミックレンジを持つカメラで、ワンショットで撮影されたような映像を作り出しますが、それはよくあるような、写真の人工的に作ったようなHDRとは全く異なるものです。そのようなものにはハレーションやその他の現象が出てしまっているものもあります。また、この手法はオリジナルの諧調を殺すことはありませんが、それは特殊効果やカスタムLUT(Look Up Table)に沿って滑らかな諧調を再現できるからです。


                HDRxで合成されるイメージ


                    HDRxで合成された画像

    However, whenever you try to squeeze 13-18+ stops of dynamic range into a display with only 8-10 stops or less, the image will appear flat unless other measures are taken. Tools such as contrast curves, manual compositing and adaptive tone-mapping are all used to make high dynamic range images appear more natural on a standard display. Within REDCINE-X, the easiest approach is to apply a more aggressive contrast curve:

    しかし、13~18Stop以上もあるダイナミックレンジをたかだか8~10Stopしかないディスプレイに表示しようとする度に、何もしないと、映像は平坦なものになってしまいます。コントラスト曲線やマニュアルコンポジティングやアダプティブトーンマッピングといったツールは、大きいダイナミックレンジの映像が通常のディスプレイでも自然に見えるようにしています。REDCINE-Xでは、もう一歩進んでコントラストを当てるのが最も簡単に結果を出せる方法です。


          Xフレーム                    普通にHDRxで合成した画像


              コントラストを強調したHDRx合成画像

    Optimal results are typically achieved by usingonly as much HDRx as necessary, and no more. A higher HDRx setting can make the blend more difficult since the A and X frames have less in common. The dynamic range of RED’s cameras is already quite high, so a little extension often goes a long way. When possible, it’s also always better to expose optimally using single exposures than to use HDRx to compensate for poor technique. Similarly, in post-production, it is easy to take the HDR effect too far. If an object was darker than the sky in the original scene, footage will lose its sense of realism if this tonal hierarchy is reversed in post-production.

    一番良い結果は、概して必要なだけHDRxを使うことに尽きますが、使いすぎてはいけません。HDRxをやりすぎると、AフレームとXフレームが違いすぎて、合成が難しくなります。REDのカメラのダイナミックレンジは、もとより相当優秀です。それゆえ、多少なりともやり過ぎは悪い方向に向かいます。できれば撮影テクニックをHDRxで補うより、適正な露出でワンショットで撮影したほうが、往々にして良い結果が得られるでしょう。ポストプロダクションにおいても、同じことが言えます。もしオリジナルで撮影対象が空よりも暗いからといって、ポストプロダクションでそれを逆にすると結局非現実的なものになってしまうのです。

    Alternatively, sometimes having more dynamic range isn’t absolutely necessary, but instead saves time and reduces production costs. HDRx can decrease the chance of having to shoot at another time of day, use extensive ND filters or install additional lighting. Dialogue scenes within a moving car might require ND filters on the windows, for example, but with HDRx the car could remain unmodified.

    だからと言って、大きなダイナミックレンジのカメラが絶対必要ということではありません。HDRxがあれば、時間を節約し、コストも節約することができます。HDRxを使うと、わざわざ別の時間に、しかも減光フィルムやライティングを使って撮影しなければならないということもなくなるわけです。例えば、車の中での対話シーンでは、ウインドウに減光フィルムを貼り付ける必要があるでしょう。しかしHDRxを使えば、クルマに手を加える必要は無いのです。

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    ということで、HDRxというのはREDオリジナルのHDR機能ということですね。HDRという機能、即ち、通常1枚撮るところを、露出を変えて2枚撮り、後で合成するという機能自体は静止画の世界で、今までにもあったのですが、動画でこれを実現したというところがHDRxの新しいところです。

    HDRは明らかにダイナミックレンジが大きくなったことを実感できますので、ついつい使ってしまうのですが、REDも上で言っているように、使いすぎには注意が必要です。
    何でもかんでも使うのではなく、ダイナミックレンジがHDRを使わなくても良い場合は、普通に撮ったほうが良いに決まっています。
    どういった場合に使うと良いのか、ある程度使い込むと分かってくるのではないでしょうか。


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