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動画の基本
動画とは言ってもaviやmovでは基本的に静止画と音声ファイルを同期させたものとなっています。これらの静止画を一枚一枚を素早く切り替えることで動きを表現しています。
一般的に動画には様々な要素から成り立っています。これらのことを理解することは非常に重要になってきます。下記に重要な要素を記載しましたので参考にしてください。
- フレームレート
- フレームレートは1秒間にどれだけの静止画(フレーム)で構成されているかというものでfpsで表現されます。
- 日本で使用されているTVはNTSC規格で30fps*、ヨーロッパ等で使用されているPAL規格で25fpsでそれぞれ1秒間に30フレーム、25フレームとなります。ちなみに映画は24fpsです。
- *厳密には30fpsはNTSC白黒TVの規格です、カラー化に伴ったデータ量の変化により実際は29.97fpsとなりこれをドロップフレームと呼びます
- 単純にフレーム数が多ければ滑らかな再生になりますがデータ量が増えるためPC上ではフレーム数を間引きします。つい最近までは大体15fps程度が主流でした。
- ビットレート（Bitrate）
- ビットレートはあらゆる動画データの質を決定するもっとも重要な要素です。ビットレートの数値は1秒間に流れるデータ量を表し数値が大きいほど画質が良くなります。但しビットレートが増えればそれに比例してファイルサイズが増えますのでトレードオフの関係と言えます。
- ビデオフォーマット、特にMPEG系ではプロファイルとレベルという区分けにおいてビットレートが厳密に決まっている場合もあります。これは再生機器が家電である場合が多いためで例えばVideoCDであれば1.12Mbps前後、DVD-Videoであれば1.5Mbps～9Mbpsというようになります。
- ビデオファイルの場合、制限が無ければ出来るだけ高いビットレートを使用しますが大体は収録するメディアのサイズ、ストリーミングであればインターネット上の回線速度により制限されます。この制限の中で出来るだけ低ビットレートで高画質を得るために高圧縮コーデックを使用することになります。
- 一般的にアナログモデム向けで約54kbps、ADSLやCATVで250kbps～1Mbps程度が一番使われているビットレートです。
- 通常はkbps、もしくはMbpsと表記されます。bpsを付けずに表記するとバイトと誤認しますのでbpsまで付けることをお薦めします。
- ビットレートにはフォーマット、使用するコーデックにより固定ビットレート（CBR)と可変ビットレート（VBR）と二つを使い分けられます。固定ビットレートでは常に同じビットレートでエンコードしますが可変ビットレートはその名の通り状況によりビットレートを可変させ無駄を最小にして画質を向上させることが出来ます。
- ビットレートが同一であれば解像度を変えてもファイルサイズは変わりません。
- コーデック（CODEC）
- 動画データは解像度ｘ表示色ｘフレームレートという計算になります。これをフルサイズ、フルフレームで扱う場合640x480ｘ3ｘ30=27,648,000となり毎秒26MBというとてつもないデータ量となります。これだけの速度でHDDからデータを取り出すことはもはや不可能ですのでデータを圧縮する必要性があります。これを行うのがコーデックと呼ばれるものです。
- コーデック(CODEC：compression/decompressionの略)はその名の通りデータを圧縮、復元するプログラムでavi、movそれぞれに多数のものが用意されています。
- aviやmovに使うためのコーデックとRealVideoやWindowsMediaといった完結したシステムで使うコーデックとあります。この場合後者は汎用的なaviなどには使用することが出来ません。
- 圧縮の方法もコーデックの種類だけあるのですが基本的にはフレーム内圧縮(空間圧縮)とフレーム間圧縮(時間圧縮)という二つに分けられます。まずフレーム内圧縮(空間圧縮)ですがこれはフレーム枚にデータを圧縮します。JPEG技術を使ったMotionJPEGがその典型で1フレーム1フレームの静止画をJPEG圧縮する方法です。もう一つがフレーム間圧縮(空間圧縮)で隣り合うフレームデータの差分だけを記録するという方法です。通常MotionJPEG以外のコーデックはこれら二つを組み合わせて最適な圧縮率を稼いでいます。
- MotionJPEGなどのフレーム内圧縮(空間圧縮)の場合すべてのフレームを圧縮するためPCの多大なパワーを必要とします。単純にソフトウェアだけでは対応出来ないためハードウェアにMotionJPEGコーデックを実装するキャプチャーカードが多数発売されています。圧縮をハードで行うためPCに余計な負担をかけず高画質でキャプチャーすることが可能になるためハイエンドのキャプチャーボードの主流となっています。但しハードウェアに実装されているMotionJPEGコーデックは汎用的な互換性が無いため他のPCでは再生することが出来ません。このため他の人とファイルのやり取りを行う場合は汎用的なソフトウェアコーデックを使用します。
- コーデックは圧縮したときに使用したコーデックが再生側のPCにインストールされていない限り視聴することは出来ません。特にソフトウェアコーデックは常に新しいものが開発されるため注意が必要です。
- 再生コーデックは無償でもエンコード用のコーデックは有償というものもありますのでよく確認してください
- 以前は動画にだけコーデックを使用し音声には使用しないのが主流でしたが最近は音声にMP3やOGG、AAC等を使ったものもあります。これにより相対的なファイルサイズ抑えられるという利点もあります。動画だけ、音声だけしか再生出来ない場合それぞれのコーデックを確認してみてください。
- 解像度
- NTSCの走査線は525本。とは言ってもTV画面に表示されない部分を含んでいる為実際は水平解像度は450本ほどとなります。これに4：3というアスペクト比をPCに置き換えると640x480のVGAサイズとほぼ同様になります。このためPC上では同じアスペクト比で使えるVGAサイズをフルサイズとしています。
- VHS等では水平解像度300程度ということもありMPEGのようにVGAの半分である320x240というハーフサイズも使用されています。ちなみに家電製品のDVでは720x480というサイズが採用されておりPCでアスペクト比を考慮しないと歪んだ画像となってしまいます。
- ビデオフォーマット、特にMPEG系ではプロファイルとレベルという区分けにおいて解像度が厳密に決まっている場合もあります。これは再生機器が家電である場合が多いためです。
- 解像度を変えてもビットレートを変えない限りファイルサイズは変わりません。
- インターレス／プログレッシブ
- 現行のTVでは(NTSC)走査線525本となっています。しかし実際はこの525本を同時に表示することはありません。この525本を上から一本おきに半分である262.5本を最初に描写し続いて残りの半分を描写します。これをインターレス(飛び越し走査)と言いPCで扱う場合非常に厄介な問題になります。
- インターレスに対してプログレッシブは全ての走査線を描きます。PC上ではプログレッシブ表示ですからTV等からフルサイズ、フルフレームでキャプチャーした画像に横線が入っているのはこのインターレスのせいなんですね。
- ついでによくTVやPCのモニターをビデオカメラ等で写すと上から順に黒くなっていくのがわかります。通常、人の目では認識出来ないものも機械を使うことでその存在を認識出来るんですね(^^;)
- 色情報
- ブラウン管は色情報を光の三原則であるRGBで表示します。これはTVでもPCのモニターでも一緒なんですがTVでは途中の伝送で輝度信号とふたつの色信号にエンコードしたものを使用します。このエンコード方法は様々な種類がありYUVとかYCCとYIQなど多数のものが存在します。これらはみな輝度と色差で表します。
色情報は4：X：Xというような表示がされますがこれは輝度4に対して色差がどれくらいあるかを表します。TVの場合は4：2：2、家庭用DVでは4：1：1が使われています。
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ストリーミ
ング保存ソフトMPX Gyao、DMMなど主要サイトに対応
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