動画・映像制作用語
【ダイナミックレンジ】
dynamicrange
「ダイナミックレンジ」とは、信号の最も強い部分と最も弱い部分の比率、またはその範囲を表す言葉です。画像や音声、映像など、さまざまな分野で用いられます。
1. 音声におけるダイナミックレンジ
音声におけるダイナミックレンジは、録音・再生できる最も大きな音と最も小さな音の比率を表します。
広いダイナミックレンジ
小さな音から大きな音まで、幅広い音量の音を歪みなく録音・再生できます。音楽の繊細なニュアンスや、映画の迫力あるサウンドを再現できます。
狭いダイナミックレンジ
小さな音が聞き取りにくかったり、大きな音が歪んでしまったりすることがあります。
2. 画像におけるダイナミックレンジ
画像におけるダイナミックレンジは、カメラやディスプレイなどの機器が表現できる最も明るい部分と最も暗い部分の比率を表します。
広いダイナミックレンジ
明暗差の大きい風景や、逆光の場面でも、白飛びや黒つぶれを抑え、より自然で美しい画像を表現できます。人間の目に近い、豊かな階調表現が可能です。
狭いダイナミックレンジ
明暗差の大きい場面では、明るい部分が白飛びしたり、暗い部分が黒つぶれしたりすることがあります。階調表現が乏しく、平坦な印象の画像になることがあります。
3. ダイナミックレンジの単位
ダイナミックレンジは、dB（デシベル）という単位で表されることが一般的です。dB値が大きいほど、ダイナミックレンジが広いことを意味します。ダイナミックレンジの計算式は、対象とする信号の種類によって少し異なりますが、基本的な考え方は同じです。
一般的な計算式
ダイナミックレンジ（DR）は、以下の式で計算されます。
DR [dB] = 20 × log10 (最大値 / 最小値)
DR [dB] は、ダイナミックレンジをデシベル（dB）で表した値
log10 は、常用対数（底が10の対数）
最大値は、信号の最も強い部分の大きさ
最小値は、信号の最も弱い部分の大きさ
例：画像のダイナミックレンジ
画像のダイナミックレンジを計算する場合、最大値はカメラセンサーが捉えられる最も明るい光の強度、最小値は最も暗い光の強度となります。例えば、あるカメラセンサーが捉えられる最も明るい光の強度が100,000、最も暗い光の強度が1の場合、ダイナミックレンジは以下のようになります。
DR [dB] = 20 × log10 (100,000 / 1)
DR [dB] = 20 × log10 (100,000)
DR [dB] = 20 × 5
DR [dB] = 100 dB
つまり、このカメラセンサーのダイナミックレンジは100 dBとなります。
例：音声のダイナミックレンジ
音声のダイナミックレンジを計算する場合、最大値は録音・再生できる最も大きな音の音圧、最小値は最も小さな音の音圧となります。
4. 注意点
ダイナミックレンジは、あくまで理論値であり、実際の機器やシステムでは、ノイズや歪みなどの影響によって、理論値よりも狭くなることがあります。ダイナミックレンジの単位は、通常dBですが、場合によっては、ビット数で表されることもあります。
【関連用語】
1. HDR（ハイダイナミックレンジ）
複数の異なる露出で撮影した画像を合成することで、より広いダイナミックレンジを実現する技術です。
テレビやスマートフォンなどのディスプレイにも搭載されています。
2. RAWデータ
カメラのセンサーが捉えた光の情報を、ほぼそのまま記録するデータ形式です。JPEGなどの圧縮されたデータ形式よりも、広いダイナミックレンジの情報を保持しています。
3. 階調
ダイナミックレンジが「記録できる最暗部から最明部までの幅」を表すのに対し、階調はその幅の中での明るさの段階的な変化を指します。階調が多いほど、色の変化が滑らかになり、より自然な表現が可能になります。
4. コントラスト比
画像の最も明るい部分と最も暗い部分の輝度比です。ダイナミックレンジと密接に関係しており、コントラスト比が高いほど、明暗差が大きく、ダイナミックレンジも広いと言えます。
5. ビット深度
デジタル画像や音声において、一つの画素や音のサンプルを表現するために使用されるビット数です。ビット深度が高いほど、より多くの階調を表現でき、ダイナミックレンジも広くなります。