動画編集【基礎知識編】

Topics

■ 「4K」動画撮影には高機能PCが必要

基礎知識

■ 基本ビデオ設定
■ 解像度
■ ピクセル縦横比
■ フレームレート
■ エンコード
■ ビットレート
■ 推奨映像ビットレート
■ コンテナ
■ コーデック
■ 画像走査 「インターレース方式」と「プログレッシブ方式」
■ 「1080p」と「1080i」の違い


■ 「HDR」と「SDR」の違い


■シャッタースピード
■光感度（ISO）
■色温度
■フリッカー対策

初心者の方が、
「4K動画」を始めるのは、
少々大変です。
4Kカメラを購入しても、編集ができません。

動画撮影に必要なのは、
・動画カメラ
・編集用PC
・動画編集ソフト
が最低限必要になります。

加えて、「4K動画」を編集するには、
かなりの高性能なPCでなければ、
「4K動画」を再生・編集することもできません。
所有しているのノート型PC「MacBook Pro」では、
「4K動画」の編集は、機能不足で全くできません。
なので、
編集可能な性能を持つPCがなければ、
30万円以上ぐらいのPCを購入する必要があります。
必要なのは高スペックなPCです。

加えて、
「動画編集ソフト」をPCにインストールする必要があります。
プロも使用する「Adobe premiere Pro」であれば、
毎月2500円（年間3万円）ほどで使用可能になりますが、
色々なソフトを利用するには、毎月6000円（年間8万円）ほどです。
「Adobe premiere Pro」で検索してみてください。


まとめると、
「4K動画」を始めるには、
「動画カメラ」の価格 + 40万円ぐらい
がかかる可能性があると考えた方が無難。
本格的な「4K動画」撮影の場合は、
「動画カメラ」にはオプションもあるので、
「動画カメラ」本体価格に、
プラス5万円ぐらいも予想した方が良い場合もあります。


とにかく、現時点では、容量の大きくなる「4K動画」は、
少しハードルが高いのをお忘れなく。


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基本ビデオ設定には、
・解像度（幅サイズ・縦サイズ）＝縦横比
・フレームレート
・ビットレート
・色温度
・ISO（光感度）
・シャッタースピード
・絞り値
・テレビ方式（NTSC・PAL）
などの設定項目がある。
他にも細かい設定を入れると、
もっと設定項目はある。

最近の動画撮影機材は、
自動で設定してくれたりして、
初心者は設定のことを気にしないで、
動画の撮影をできるようになっています。

「撮影時の設定」と「動画編集時の設定」などもあり、
意外と動画は、色々と覚えることが多いです。


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映像の縦横比は、「アスペクト比（サイズ比）」と呼ばれ、 最近では、アスペクト比「16:9」がよく使われている。


■4320p（スーパーHV(8K)）: 7680px*4320px
■2160p（ウルトラHD(4K)）: 3840x2160
■1440p（WQHD）: 2560x1440
■1080p（Full HD(2K)）: 1920x1080
■720p（HD（ハイビジョン））: 1280x720
■480p（SD（エスディ））: 854x480
■360p: 640x360
■240p: 426x240


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「ピクセル縦横比」は、
「ピクセルアスペクト比（Pixel Aspect Ratio：PAR）」といって、
デジタル映像を表現する「1粒の点」の「縦」と「高さ」の数値比率のことを意味しています。
「ピクセル比」とも呼ばれます。


通常、
デジタルデータとして扱う「ピクセル（画素）」は、
「1:1」が基準ですが、
動画などの映像コンテンツでは、
「1:1」以外の「ピクセル比」が使用されることが多くある。



「映像コンテンツ」の「ピクセルアスペクト比」

コンテンツ	横:縦
NTSC準拠のSDTVのピクセルアスペクト比	10:11
NTSCワイドスクリーン（16:9）	40:33
PALスタンダード（4:3）（e.g. 576i） 720×576	12:11
PALスタンダード（4:3）（e.g. 576i） 704×576	12:11
PALスタンダード（4:3）（e.g. 576i） 352×288	12:11
PALワイドスクリーン（16:9） 720×576	16:11
PALワイドスクリーン（16:9） 704×576	16:11
PALワイドスクリーン（16:9） 352×288	16:11
デジタルHDTV（16:9） 1440×1080	4:3
デジタルHDTV（16:9）960×720	4:3
デジタルHDTV（16:9）1920×1080	1:1
デジタルHDTV（16:9）1280×720	1:1

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１秒間に何枚の画像で、
動画を表現するか指定するのが「フレームレート」。

フレームレートが高ければ、
多くの画像で動きを表現するので、動きが滑らかだが、データサイズは大きくなる。

フレームレートが低ければ、
動きがカクカクした映像になるが、データサイズは小さくなる。



「フレームレート」の種類

フレームレート	説明
24 fps	標準的な「フィルムカメラ」の「フレームレート」。
25 fps	「PAL ビデオ規格」の「フレームレート」。
29.97 fps/29.97 dfps	「NTSC ビデオ規格」の「フレームレート」。 カウントは「ドロップフレーム」「ノンドロップフレーム」のどちらかを選択可能。
30 fps/30 dfps	かつて「白黒放送の NTSC 規格」で採用されていた「フレームレート」。

表示形式には、

フレームレートとタイムコード	説明
29.97fpsドロップフレームタイムレコード	「ドロップフレーム」をするタイムコード
29.97fpsノンドロップフレームタイムレコード	「ドロップフレーム」をしないタイムコード
フィート＋フレーム（16mm）	「16mm」は、「1フィート＝40フレーム」
フィート＋フレーム（35mm）	「35mm」は、「1フィート＝16フレーム」
フレーム	「フレーム数」でカウントするタイムレコード

などがある。



「ドロップフレーム」と「ノンドロップフレーム」の違い


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エンコード(encode)は、信号やデータを一定の規則に基づいて変換することで、 「符号化」「暗号化」「記号化」などの意味を持地ます。

動画のエンコードは、動画ファイルのデータを「圧縮」「変換」する作業を意味する。
動画の容量を圧縮し、視聴が可能な動画形式に変換する作業が、動画のエンコード。


エンコード設定には、
・パフォーマンス（ソフトウェアエンコーディング
・ハードウェアエンコーディング）
・プロファイル
・レベル
などの設定項目がある。


エンコードには大きく分けて「ソフトウェアエンコード」と「ハードウェアエンコード」の2種類がある。

「ソフトウェアエンコード」は、コンピュータを用いてソフトウェア上でエンコードを行う方法で、 動画編集ソフトを使って動画エンコードしたりするのが「ソフトウェアエンコード」です。
エンコーダとしては、Adobe社の動画をエンコードするエンコーダー「Adobe Media Encoder」が有名。

「ソフトウェアエンコード」のメリットは、ソフトウェアの設定を変更・拡張などの自由度が高く、切り替えが多様で、 様々な形式のエンコードに対応している。
ソフトウェアを入手することで、エンコードが可能となる。
「ソフトウェアエンコード」のデメリットもある。
使用するPCの性能によって処理速度が決まってしまい、PCの性能によっては処理速度が低くなることがある。


「ハードウェアエンコード」は、特定のエンコード処理に特化したICチップを搭載した外部機器を用いてエンコードする方法。
「ハードウェアエンコード」のメリットは、CPUに負荷がかからず、PCの性能や状況にも左右されないこと。
「ハードウェアエンコード」のデメリットは、設計時に組み込まれた特定のデータ形式にのみ対応しているので、それ以外の形式には対応できない。
その上、「ハードウェアエンコード」は、「ソフトウェアエンコード」と比較して、エンコーダが高額。
ハードウェアエンコードは、特定の形式にのみエンコードすれば済む「デジタル家電」などの機器に使用されていることが多い。


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「ビットレート」は、
動画の場合は、
１秒間の動画に含まれる
「動画情報」のサイズを意味しています。

動画を書き出す時に、
設定することができ、
動画の「画質」を調整することのできる「設定値」でもあります。

「ビットレート」は、
数値を高く設定するほど、
「画質」「音質」が良く、多くの動画情報が含まれます。

「映像ビットレート」の数値が高いほど、
ピクセルすべてに正確な「色情報」を伝達できることになります。
しかし、
数値の高い「高ビットレート」になるほど、
再生する際の「負荷」が高いので、
再生時に「フリーズ」「停止」「再生不可」になってしまうこともある。


ビットレート設定には、
・ビットレートエンコーディング
・ターゲットビットレート（Mbps）0.19-240
・最大ビットレート（Mbps）0.19-240
などの設定がある。

「ビットレート」は、「映像」「音声」のそれぞれにあり、 2つの「映像ビットレート」「音声ビットレート」を合計したものを、「オーバルビットレート（総ビットレート）」と言い、「動画のビットレート」となっています。

「映像ビットレート」「音声ビットレート」の両方が高い場合もあれば、片方が高い場合もあり、映像は綺麗でも音質が微妙なこともある。
「音声ビットレート」は、映像に比べて、サイズが小さいので、高品質にしても、それほどファイルサイズは大きくならない。


低ビットレートの場合、すべてのドット（ピクセル）に正確な色情報を割り当てることができないので、 同じような色が連続する場合、優先的に同じような色のピクセル情報を省略・削減しようとし、 同じような色の塊となる「ブロックノイズ」が発生しやすくなる。


音声ビットレートの場合、
・サンプリングレート＝44000Hz
・ビット深度＝24bit
の場合、1秒間を44000個に分割し、1個当たり24bitを使って音を表現して音を保存している。
・サンプリングレートを上げる＝滑らかな音になる。
・ビット深度を上げる＝音の細かさ・音量などの表現が広がる。


ビットレートは、もともとの動画の画質を変更できるものではなく、 現状の動画の品質を維持するために設定するものなので、高ビットレートにしても、元動画以上に画質は良くなりません。

「HDR動画」をアップロードする際の推奨映像ビットレート

タイプ	標準フレームレート（24、25、30）	高フレームレート（48、50、60）
2160p（4k）	44〜56 Mbps	66～85 Mbps
1440p（2k）	20 Mbps	30 Mbps
1080p	10 Mbps	15 Mbps
720p	6.5 Mbps	9.5 Mbps
480p	サポート対象外	サポート対象外
360p	サポート対象外	サポート対象外

「SDR動画」をアップロードする際におすすめの映像ビットレート

タイプ	標準フレームレート（24、25、30）	高フレームレート（48、50、60）
2160p（4k）	35～45 Mbps	53～68 Mbps
1440p（2k）	16 Mbps	24 Mbps
1080p	8 Mbps	12 Mbps
720p	5 Mbps	7.5 Mbps
480p	2.5 Mbps	4 Mbps
360p	1 Mbps	1.5 Mbps

アップロードする動画の推奨音声ビットレート

タイプ	音声ビットレート
モノラル	128 kbps
ステレオ	384 kbps
5.1	512 kbps

1秒間に必要なビットレートの計算式

ファイルサイズの計算式

ビットレートエンコーディング（ビットレートのエンコード方式）には、
などがある。

可変ビットレート（VBR）

ビットレートに制限をかけない方法。
常にビットレートは不定（=Variable）で、動画に合わせて必要なだけビットレートを使用できる。
画質はきれいになるが、「解像度」や「フレームレート」が大きい映像だとファイルサイズが大きくなりすぎることもある。
データ量の少ない動画では、ビットレートも下がるので合理的。

固定ビットレート（CBR）

ビットレートを一定（=Constant）にして制御する方法。
動画内容に関係なく指定したビットレートに固定されるので安定する。
データ量が多い部分では、指定値内に収まるように動くため、画質が悪くなったりして不安定になる。
データ量の少ない部分は無駄になる。

平均ビットレート（ABR）

ビットレートを全体の平均（=Average）になるように自動調整する。
その平均値になるように、動作するため、データ量の多い部分と少ない部分では不安定なる。
レートコントロールが高度なため、エンコードにも時間がかかる。

最大ビットレート（MBR）

「上限（=Maximum）」ビットレートの範囲内で制御される。
基本的には可変ビットレート同様。
映像に合わせて常にビットレートは変化するが、指定した最大値を超えると、解像度やフレームレートを下げて対応するので、画質が低下することがある。「可変ビットレート」と「固定ビットレート」の利点を持つモード。


動画のビットレートエンコーディングには、 「パス」を指定できるようになっていて、 「パス」の種類は、
・1pass（シングルパス）
・2pass～（マルチパス）
がある。

1pass

「1pass」は、動画の内容を予測しながらエンコードする方法で、 必要そうなビットレートを予想指定して、エンコードする。
予想以上にビットレートが必要になった場合は、画質・音質が悪くなってしまう。
一般的に、被写体の変化が少ない動画に向いているエンコード。
「1pass」は、内容のチェックをせずに、すぐにエンコードに取りかかるので、「2pass」以上の内容チェックをするパスよりエンコード速度が速い。
エンコード速度は、「2pass」に比べて、単純に2倍ほど速い。

2pass

「2pass」は、エンコード時に１回動画内容を事前チェックして、必要なビットレートを確認してからエンコードする。
事前チェックによって、必要なビットレートを確認できるので、確実にエンコードできるのが特徴だが、 事前チェックの分だけ、時間がかかる。
内容の変化が激しい動画に向いているエンコード。

3pass以上

「3pass」以上は、「2pass」で行う事前チェックが「NPass-1」回分行われるので、 エンコードの時間がかかるが、チェックの回数が複数回になるだけで、「2Pass」とエンコーディング内容は変わらない。
複数回、事前チェックを行うので、正確性が高くなる。
「2pass」で行った時に、エンコードが上手くいかない時に行うのが良いらしい。


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「コンテナ（プレビューファイル形式）」は、
動画データを入れる「箱」です。

「コンテナ」は種類によって、
「動画情報」「動画画像」などの情報の
「格納配置」が異なっています。


簡単に言えば、
どこに「動画画像」が格納されていて、
ヘッダー情報である「動画情報」は、どこ当たり。
というような、
決められた格納規則を「コンテナ」と言います。



「コンテナ」と「コーデック」の違いは、
「コンテナ」は、どのように配置して動画情報を収納しているかで、
「コーデック」は、「動画の画像情報たち」をどのように圧縮したりして、ひとまとめにしているかの情報で、
まったく違うものとなっている。

簡単に言えば、
・「お弁当箱の種類（配置）」が「コンテナ」
・お弁当の「おかず１品（動画画像）の調理方法」が「コーデック」
となっています。


動画ファイルの「拡張子」を見ると、
「コンテナ（プレビューファイル形式）」の種類がわかります。




動画で使用される「コンテナ（プレビューファイル形式）」の種類

コンテナ名	拡張子	説明
MP4	.mp4	主にMPEG-4関連の動画・音声の記録に用いられている標準コンテナ。 「QuickTime file format(MOV)」がベース。 「QuickTime Player」「Windows Media Player」などで再生可能。 よく利用されている「コンテナ」の一つ。
QuickTime file format	.mov	「QuickTime Player」の標準コンテナ。 「Apple」が開発したコンテナだが、「Apple MacOS」「Windows」共に利用されている。 よく利用されている「コンテナ」の一つ。
AVI（Audio Video Interleave）	.avi	以前「WindowsOS」の標準だったコンテナ。 「RIFF」をベースに作成されている。
DivX Media Format (DivX, DMF)		「AVI」形式を一部拡張したコンテナ。 「DivX」コーデック専用。
Advanced Systems Format	ASF	「Microsoft」の「WMA」「WMV」用の標準コンテナ。 「WindowsOS」の「ストリーミング配信用」の主要フォーマット。
RealMedia		「RealVideo」「RealAudio」用の標準コンテナ。
Flash Video (FLV)		「Adobe Flash」で使われいるコンテナ。 「FLV」では、コーデックとして「H.263」「VP6」「H.264」などが使われている。

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「コーデック」は、
「圧縮のアルゴリズム」のことで、
「音声」「映像」の情報を、
どのように圧縮しているかを示していて、
どのように圧縮したか、「動画情報」に「コーデック名」が記述されます。

圧縮を利用せず、
圧縮していない動画データを

・非圧縮動画
・無圧縮動画
・Raw動画

と呼ぶ。

「画質」や「音質」の良さは、
で決まります。





「コーデック」の種類

コーデック名	拡張子	画質目安	再生負荷目安	ファイルサイズ目安	説明
非可逆
AOMedia Video 1	.mkv .webm	95	30	0.2	「Apple」「Google」「Microsoft」「Amazon」などの大手企業が共同開発した「コーデック」。 最も有望とされているらしい。
H.265/HEVC	.mp4	90	20	0.3	コーデック「H.265」は、 コーデック「H.264」の「画質向上」させたコーデック。 同じビットレートでの画質は、 「H.264」の「2倍」ほど綺麗になる。 DVDで使用されているコーデック「MPEG-1」「MPEG-2」と比較すると、 「H.265」の方が、「MPEG-2」の「4倍」綺麗、「MPEG-1」の「8倍」綺麗になる。
H.264/MPEG-4 AVC	.mp4 .m2ts	85	13	0.6	2020年には、最も良く使用されている「コーデック」。 「YouTube」「ニコニコ動画」でも推奨されている「コーデック」。 「低ビットレート」でも画質が良いのが特徴的で、良く利用されている。 再生時の負荷は大きめ。
VP9	.webm	90	20	0.3
WMV9	.wmv	80	10	0.6
MPEG-4	.mp4 .mpg	80	8	0.8
MPEG-2	.mpg	50	4	1.2
MPEG-1	.mpg	40	2	2.4
Xvid	.avi	75	6	0.7
DivX	.divx .avi	75	6	0.7
Motion JPEG	.avi .mov	20	1	4
DV	.avi	22	1	4
可逆
HuffYUV	.avi	100	5	20
Ut Video	.avi	100	5	20
Lagarith	.avi	100	5	20
MLC	.avi	100	5	20
AMV2,3,4	.avi	100	5	20
非圧縮（RAW）
なし	.avi	100	0	100

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「画像走査」は、
画面の左右から張り巡らされている
光を発する「ライン（線）＝走査線」で、
光をコントロールし、
映像を表示するための仕組みのことをいいます。


「走査線」が光ることで、
映像を表示することができ、
光らせる仕組みであるには、
2つの方式があります。


「画面走査」の仕組みには、

・インターレース方式
・プログレッシブ方式

の2種類があります。

「インターレース方式」とは

「プログレッシブ方式」とは

「1080p」と「1080i」の違い

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「HDR」と「SDR」の違いは、
色表現の仕方の違いです。
「SDR」が通常の色の階調（グラデーション）を表現しているとすれば、
「HDR]は、10倍ほどの階調（グラデーション）を表現できます。
細かい階調（グラデーション）による配色によって、
立体的でリアルな映像を表現できるようになりました。



「HDR」は、
「High Dynamic Range（ハイダイナミックレンジ）」の略称。
従来の「SDR」より「約10倍」ほどの階調（グラデーション）を持つ。
豊富な色彩の階調（グラデーション）によって、
より立体的なリアルな映像を表現できるようになっています。


「SDR」は、
「スタンダード・ダイナミック・レンジ」の略で、
「4K」以外の「HDTV」や「映画館」によく使わている「ビデオ標準」。
「HDR」が作成される前から使われているスタンダードな階調（グラデーション）。
「SDR」の中にも、
優れた画質を表示するハイエンド「SDR」があり、
ローエンド「HDR」と同等ほどの階調を持っている。


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動画のシャッタースピードは、写真とは違って、動画撮影のフレームレートによって決まるようです。
適切な動画シャッタースピードは、「1秒 / フレームレートの2倍」程度が最適とされているようです。

ちょうど良いシャッタースピードは、
・フレームレート「30fps」＝「1/60秒」
・フレームレート「60fps」＝「1/120秒」
と言われていて、
・シャッタースピードが速すぎる＝カクカクとした動画になりやすい
・シャッタースピードが遅い＝滑らかな動画

動画には、シャッタースピードの下限があります。
・シャッタースピードの下限 = 「1 / フレームレート」
フレームレートは、１秒間に撮影される画像の数なので、 １枚の撮影に必要な時間は「1 / フレームレート」秒なので、 「1 / フレームレート」より遅いシャッタースピードは設定できない。


フリッカー対策を考えると ・東日本でフレームレート「30fps」＝「1/50秒」「1/100秒」
・東日本でフレームレート「60fps」＝「1/100秒」「1/200秒」

・西日本でフレームレート「30fps」＝「1/60秒」「1/120秒」
・西日本でフレームレート「60fps」＝「1/120秒」「1/240秒」
が適性になるらしい。
フリッカー対策については後述を参照してください。


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「光感度（ISO）」は、
光に対しての「反応」の強さを示した「指標」。
「デジタルカメラ」以前の「フィルムカメラ」の時代から、
使用されていた「指標」。
「デジタルカメラ」は、
「シャッター」の奥にある「センサー」に、
「光」が当たり、
その光の色を記憶して、映像を記録しています。

「光感度（ISO）」は、
光を感じる「センサー」の設定値。

「光感度（ISO）」が低い数字の場合、
光に対する「感度」が低く、
多くの光を「センサー」が感じ取ることで、
映像を記憶できます。
感度が低いですが、
その発色が綺麗なので、
綺麗な細かい写真を撮影したいときは、
「光感度（ISO）」を「100」前後にします。

「光感度（ISO）」が高い数値の場合、
光に対する「感度」が高く、
少しの光でも、
映像を記憶することができます。
しかし、
感度が高い半面、
反応が良すぎて、映像がぼやけたり、
全体的に粗い印象になります。

ISO値	光感度	説明
低い	低い	「ISO」値が低いと、 光の感度が低く、画像を記憶するには、 多めの光が必要ですが、 光に繊細に反応するため、綺麗で繊細な写真が撮影できる。
高い	高い	「ISO」値が高いと、 光の感度が高く、 暗い場所でも手ブレの少ない写真が撮れやすくなりますが、 光の感度が良いため、素子一つ一つが粗くなり、 画像全体がボヤける粗い感じになります。 時代とともに、センサー性能も良くなり、 細菌では、「ISO 1600」でも繊細な写真になっている。 商業写真においても、 画像の繊細さギリギリの「ISO」値が、 徐々に高くなっているそうです。

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「色温度」は、光の色の設定で、 晴れた日の太陽だったり、 赤色灯の光だったり、 蛍光灯の光だったりで、 光の色がかなり違ってきます。

通常は、「5200」ぐらいで、晴天の太陽光なので、 人の目でみた光の色と同じくらいになるので、 デフォルトでは「5200」ぐらいに設定しておくのが無難。


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フリッカー対策は、フリッカーと呼ばれるチラつきの対策のことで、
蛍光灯や電球は、電気の流れる周波数によって、高速で点滅しています。
・東日本「50Hz」＝点滅回数「100回」
・西日本「60Hz」＝点滅回数「120回」
点滅回数は、電気の周波数の2倍の回数。
日本は、「静岡県の富士川」と「新潟県の糸魚川」辺りで東西に分かれる。


フリッカーを防ぐシャッタースピードは、
・東日本「50Hz」＝点滅回数「100回」＝「1/100秒」「1/50秒」「1/25秒」
・西日本「60Hz」＝点滅回数「120回」＝「1/120秒」「1/60秒」「1/30秒」「1/15秒」
となる。


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