Name: 気づいてた？暗い画面に出る濃淡の縞「バンディング」とは
Uploaded: 2022-02-27T21:01:10.000Z
Duration: 6 min 16 s

The dark doesn't look very good these days.

最近、暗いところがあまり良くないですね。

頻度を表す副詞

And I'm really sorry if you're one of the lucky ones who's never noticed this, because now I point it out,

もしこのことに気づかなかった幸運な一人なら、本当にごめんなさい。というのも、

法助動詞 A2

now I artificially increase the brightness on the dark parts in this video so you can see what the shadows behind me actually look like....

今、この映像の暗い部分の明るさを人工的に上げて、私の後ろの影が実際にどのように見えるかを見てもらうためです。

In movie trailers, in dark scenes in even prestige television, in YouTube videos where there are nice, calm gradient backgrounds: you see this dreadful color banding.

映画の予告編でも、テレビの暗いシーンでも、YouTube の落ち着いたグラデーションの背景でも、このひどいカラーバンディングを見ることになります。

And the first is that there aren't enough colors.

1つ目は、色数が少ないということです。

In most modern digital video, there is a grand total of about 16.7 million possible colors.

最近のデジタルビデオでは、約1670万色という膨大な数の色が用意されています。

And that number comes from how your screen works.

この数字は、画面の仕組みから来るものです。

When you watch a video, your phone, computer or TV takes that compressed digital signal that's being sent to you, and it converts it into instructions.

動画を見るとき、携帯電話やパソコン、テレビは、その圧縮されたデジタル信号を取り込んで、指示に変換しているのです。

Those instructions go to the screen, which changes the brightness of each of the millions of red, green, and blue lights that make up your screen, up to 60 times a second, perfectly.

その指示が画面に伝わり、画面を構成する数百万個の赤、緑、青の光のそれぞれの明るさを、1秒間に最大60回、完璧に変化させるのです。

It's incredible technology that we just take for granted.

当たり前のように使っているすごい技術なんです。

But those little lights can't be adjusted to any brightness.

しかし、その小さなライトは、明るさを調整することができません。

The simplest digital signal would just tell the screen whether to turn each light on or off.

最も単純なデジタル信号では、それぞれのライトを点灯させるか消灯させるかをスクリーンに伝えるだけです。

Each instruction would take a single bit, a single one or zero.

各命令は1ビット、つまり1か0を取ることになります。

So for each pixel, each combination of red green and blue, that gives you eight possible colors: two times two times two.

つまり、1つの画素に対して、赤と緑と青の組み合わせで、2×2×2の8色の可能性があるのです。

というと、あまりいい印象はないですね。

So, okay, let's add another bit for each color.

よし、各色ごとにもう1ビットずつ追加しましょう。

Two bits gives us four options for each light: off, dark, sorta-bright, and completely on.

2ビットで、それぞれのライトに「オフ」「暗い」「やや明るい」「完全に点灯」の4つの選択肢を用意しました。

Now we've got four times four times four, 64 colors!

これで4×4×4、64色になったぞ。

For a modern screen, you need eight bits for each pixel, so you've got 256 shades each of red, green, and blue, which gives you those 16 million colors that you're used to.

現代の画面では、1ピクセルに8ビットが必要で、赤、緑、青の各色を256階調にすることで、1600万色を実現しているのです。

And that ought to be enough, right? It seemed to be, when the standards were written.

それで十分でしょう？規格が書かれた当時はそうだったようです。

And to be fair, every bit you add means more data to transmit and more expensive equipment.

公平に見て、ビットを追加するごとに送信するデータ量が増え、機器も高価になります。

It seemed like a pretty good compromise at the time.

当時は、かなり良い妥協点だと思いました。

Professionals, like people working in digital cinema, they go further, they might use ten bits for each pixel, giving them about a billion total possible colors instead.

デジタルシネマのようなプロフェッショナルは、さらに進んで、1ピクセルに10ビットを使い、約10億色の可能性を持たせるかもしれません。

And you may well have a fancy screen that can show those more precise billion colors, but the picture quality is determined by the weakest link in the chain.

また、より正確な10億色を表示できる高級スクリーンを持っていても、画質は連鎖の最も弱い部分で決まります。

A ludicrously expensive HDR monitor isn't going to fix the color banding on that regular YouTube video.

とんでもなく高価なHDRモニターでは、普通のYouTube動画のカラーバンディングを修正することはできません。

Anyway, it was decided that 256 shades each of red, green, and blue, combined however you like, that should be enough for most people.

とにかく、赤、緑、青を256色ずつ、好きなように組み合わせれば、ほとんどの人が満足するはずだということになったのです。

ほとんどすべてのものに対して、そうなのです。

But at full resolution, this video is 1,920 pixels wide.

しかし、この動画はフル解像度では幅1,920ピクセルになります。

緑の濃淡は256通りしかありません。

So if I have a green gradient across the whole video, even if you use every single shade of pure green that's possible on this format, then you're still going to have a color band every seven or eight pixels.

映像全体に緑のグラデーションをかけた場合、このフォーマットで可能なすべての純緑の色合いを使ったとしても、7〜8ピクセルごとにカラーバンドが発生することになります。

And if everything's much darker than that, suddenly you might only have half a dozen different shades of green available across the whole picture.

また、それよりもずっと暗い場合は、突然、画面全体で半ダースの異なる色調の緑しか使えなくなる可能性があります。

Even if you're using a bit of red and blue in there as well, there just aren't that many available dark colors.

赤や青も少し使うとしても、使えるダークカラーがそんなに多くないんです。

But if you've got plain, bright background, why doesn't that have color-banding all over it?

しかし、無地で明るい背景があるなら、そこにカラーバンドを全面に出せばいいじゃないですか。

Well, the second reason is how human eyesight works.

2つ目の理由は、人間の視力の仕組みです。

There is color banding all over this video. Right now.

この映像は全体にカラーバンディングが発生しています。今すぐに。

If we take a sample of the bright gradient behind me and massively increase the contrast, you can see it's there... but normally, it's invisible.

後ろの明るいグラデーションをサンプルにして、コントラストを大幅に上げると、そこにあるのがわかるのですが、普段は見えないんです。

And that's because while the absolute difference between two bands is still the same, the relative difference is tiny.

2つのバンドの絶対的な差は変わらないものの、相対的な差は微々たるものだからです。

It's the same reason that this chart looks a lot closer than this chart.

このチャートの方がずっと近く見えるのと同じ理由です。

Going from 201 to 202 feels like a tiny change, but going from 1 to 2 is a doubling.

201から202になるのは小さな変化だと感じますが、1から2になるのは2倍です。

Even in both cases, the absolute change is the same: one, we perceive one as being bigger than the other.

どちらの場合も、絶対的な変化は同じで、一方を他方より大きいと認識しているのです。

But even if you don't have enough colors, you can break up gradients another way. You can use dithering.

しかし、十分な色数がない場合でも、別の方法でグラデーションを分割することができます。ディザリングを使うのです。

Instead of going from one color to another at a line, you can steadily transition from one to the other.

ある色から別の色へ一直線に進むのではなく、着実に移行していくことができるのです。

You can make the boundary fuzzy, so that from a distance the colors appear to blend.

境界をあいまいにして、遠くから見ると色が混ざっているように見えるようにすることもできます。

And if you're filming a real-life scene, then that'll happen in-camera, the natural light and the noise in the signal and the sensor will do that for you.

また、現実のシーンを撮影するのであれば、それはカメラの中で、自然光と信号のノイズ、センサーがやってくれるでしょう。

And it actually works really well, it more or less solves the problem... but it won't look like that here.

それは実際にとてもうまく機能し、多かれ少なかれ問題を解決してくれますが、ここではそのようには見えません。

And that brings me to the third reason: compression.

3つ目の理由である「圧縮」に行き着くわけです。

A raw HD video, uncompressed, needs somewhere around a gigabit per second of data.

非圧縮の生のHDビデオは、1秒間に約1ギガビットのデータが必要です。

Even if you have an internet connection that can somehow support streaming all that, it's incredibly wasteful and expensive to use all that data.

たとえストリーミング再生に対応できるインターネット環境があったとしても、そのデータをすべて使用するのは非常に無駄で高価なことです。

So every streaming service, YouTube, Netflix, everyone, uses lossy compression:

YouTube や Netflix など、すべてのストリーミングサービスが非可逆圧縮を採用しているのです。

a program called an 'encoder' takes a massive high-quality video file, and then throws away fine detail to save data.

エンコーダーと呼ばれるプログラムは、高画質の巨大なビデオファイルを取り込み、データを節約するために細かいディテールを捨てます。

The more the video is compressed, the worse it looks, but it'll work on slower and slower connections, and it'll be cheaper and cheaper to run your streaming service.

映像は圧縮すればするほど見栄えが悪くなりますが、どんどん遅い回線でも動くようになりますし、ストリーミングサービスの運営コストも安くなります。

But at some point, the viewers are going to notice that the picture doesn't look great.

しかし、ある時点で視聴者は「この絵はイマイチだな」と気づくはずです。

But the encoder, the compression software, is written by very clever people:

エンコーダー、つまり圧縮ソフトは非常に賢い人たちが書いているのです。

and it works out which bits of the scene the viewer is probably going to be interested in, and puts most of its effort into making that part look good.

視聴者が興味を持ちそうな部分を見つけ出し、その部分を美しく見せることに最も力を注ぎます。

And that's usually a bright, sharp part of the scene, something well lit and in focus, and probably the bits that are moving.

それはたいてい、シーンの中の明るくシャープな部分、よく光ってピントが合っているもの、そしておそらく動いている部分なのです。

Now there are exceptions, where there's some slow, menacing threat out of focus in the background,

例外として、背景にゆっくりとした威嚇のようなものが写り込んでいる場合があります。

but for almost every scene, if it's dark, or out of focus, chances are the director and the viewer doesn't care about it.

しかし、ほとんどのシーンで、暗かったり、ピントが合っていなかったりすると、監督も視聴者も気にしない可能性があります。

So the encoder doesn't care about it either: if there are only fifty kilobits, fifty thousand ones and zeros available to describe each frame of video,

もし、50キロビットしかなければ、5万個の1と0がビデオの各フレームを記述するのに利用できます。

then the encoder will make sure that most of those are spent on where the viewer's likely to be looking.

この場合、エンコーダーは、視聴者が見る可能性のある場所にそのほとんどを費やすようにします。

All that dithering, all the fancy stuff in the background?

ディザリングとか、背景の派手さとか？

Too expensive. Smear it out into just big blocks of solid color, no-one'll notice.

それは高すぎる。誰も気づかないような、無地の大きなブロックに塗り潰します。

Unless it's also very dark. At which point, there will be something nasty lurking in the shadows.

それもよほど暗いところでない限り。どんな時は、厄介なものが影に潜んでいるのでしょう。