映像技術の教科書 ｜07｜ガンマ・ダイナミックレンジ・LOG

はじめに

こんにちは。
虎徹のタキです。
映像技術の教科書、第7回目です。
ガンマとダイナミックレンジについてです。
強敵です。

ガンマとダイナミックレンジ

自然界では、被写体を照らす光が2倍になると、明るさも2倍になります。(鏡面などを除く)
光の強さと被写体の明るさが比例するこの関係をリニア(線形)といいます。

人間の目は光をリニアには知覚しないといわれています。
2倍の光を当てても2倍明るくなったと感じず、明るいものと暗いものをバランスよく認識することができるようになっています。

カメラで撮影を行う時、入力(レンズを通った光)と出力(画像や映像の色や明るさ)がリニアな描写であれば実際の自然界と同じ条件になりますが、画像や映像は0〜255や0〜100%といった数値で表現する必要がある為、自然界のようにリニアな階調を描くと暗い部分や明るい部分を同時に表示することができません。
いわゆる黒潰れや白飛びが発生してしまいます。
例えば輝度50%のシャツを撮影しているときに、絞りを1STOPあけるとリニアの世界では100%のシャツになって飛んでしまいます。これではあまりにも露出のコントロールがシビアすぎます。

しかしながら昨今のカメラセンサー自体は人間の目同様、暗い被写体から明るい被写体までの非常に広い範囲を黒潰れや白飛びなく取得することができます。前回までに学んだRAWデータには、リニアでいうところの0〜1600%(この数値はセンサーによります)にも及ぶ階調が保持されていることになります。
この階調表現の広さをダイナミックレンジといいます。