動画の基礎: フレームについて

動画の基礎: フレームについて

動画とコマの関係

動画は、実はたくさんの絵が連続して表示されることで動いているように見せているものです。この絵のことを「こま」と呼びます。パラパラ漫画を思い浮かべてみてください。パラパラ漫画は、少しだけ違う絵が描かれた紙を何枚も重ね、それを素早くめくることで、絵が動いているように見せるものです。動画もこれと同じ仕組みで、一枚一枚のこまを高速で切り替えることで、滑らかで自然な動きを作り出しているのです。

このこま一枚一枚は、動画の中では「フレーム」とも呼ばれます。動画はこのフレームを基本単位として構成されており、フレームの数が多ければ多いほど、動画は滑らかに見えます。パラパラ漫画を例に挙げると、一枚の絵と次の絵の変化が小さければ小さいほど、めくった時により滑らかに動いて見えますよね。動画も同じで、フレームレートと呼ばれる、1秒間に表示されるフレームの数が多ければ多いほど、より滑らかで自然な動きを表現できるのです。

例えば、テレビのニュース番組やスポーツ中継など、動きが激しい映像では、通常1秒間に30枚のこまが使われています。これは30fps（フレーム毎秒）と表現されます。一方、映画では1秒間に24枚のこまが使われることが多く、24fpsと表現されます。このように、動画の種類や用途、表現したい動きによって、最適なフレームレートは異なってきます。

つまり、動画を作る上で、こま、つまりフレームを理解することはとても重要です。フレームレートを調整することで、動画の滑らかさを変えたり、特殊な効果を生み出したりすることもできます。動画制作を始めるにあたって、まずはフレームという概念をしっかりと理解しておきましょう。そうすることで、より質の高い動画制作が可能になります。

コマの仕組み

動画は、実はたくさんの静止画が連続して表示されることで、動いているように見えています。この静止画一枚一枚を「コマ」と呼びます。コマ送りのように、パラパラ漫画を想像すると分かりやすいでしょう。一枚一枚の絵がわずかに変化することで、動いているように見えるのと同じ仕組みです。

では、このコマはどのようにして画面に表示されるのでしょうか。昔ながらのブラウン管テレビを例に考えてみましょう。ブラウン管テレビの中には電子銃と呼ばれる装置があり、そこから電子ビームという光線のようなものが発射されます。この電子ビームが、テレビ画面に塗られた特殊な塗料に当たると、塗料が光ります。電子ビームは、画面の左上から右下へ、一行ずつ線を引くように動いていきます。この線を走査線と呼びます。走査線は、まるで筆で絵を描くように、画面全体をくまなく照らしていきます。一本の走査線だけでは何も見えませんが、たくさんの走査線が重なり合うことで、一つの絵、つまり一つのコマが完成します。

例えば、日本のテレビ放送で使われていた仕組みの一つである「NTSC方式」では、525本の走査線を使って一つのコマを描いていました。525本もの線が、上から下へと順番に描かれ、一つの画面を作り上げます。このコマが、一秒間に数十回という速さで次々と切り替わることで、私たちは動画として認識しているのです。まるで、パラパラ漫画をめくる速さをとても速くしたようなものです。コマが切り替わる速さは、動画の滑らかさに関係します。コマ数が多ければ多いほど、滑らかな動画になります。

このコマの仕組みを理解することは、動画の画質や表示方法について深く理解する上でとても大切なことです。画面の大きさや鮮やかさといった要素も、このコマの仕組みと密接に関係しています。コマという小さな単位が、どのようにして動画を作り上げているのかを知ることで、動画の見え方が変わってくるかもしれません。

飛び越し走査について

動画は、まるでパラパラめくりのように、たくさんの静止画を連続して表示することで動いているように見せています。この静止画一枚一枚をフレームと呼びます。画面を構成する細かい横線は走査線と呼ばれ、この走査線をどのように描いていくかという方法を走査方式と言います。

飛び越し走査は、インターレース方式とも呼ばれる走査方式で、かつてテレビ放送でよく使われていました。この方式の特徴は、一つのフレームを描くのに二つの行程に分けて行うところにあります。まず、奇数番目の走査線だけを上から順番に描いていきます。これを最初のフィールドと呼びます。次に、偶数番目の走査線だけを同じように上から順番に描いていきます。これが二番目のフィールドです。そして、この二つのフィールドを組み合わせることで、一つの完全なフレームが作り出されるのです。

例えるなら、一枚の絵を完成させるために、まず奇数番目の横線だけを描き、次に偶数番目の横線を描くようなものです。二つのフィールドを組み合わせることで、最終的に全体像が浮かび上がってきます。

なぜこのような複雑な方法が使われていたのでしょうか。それは、当時の技術的な制約に理由があります。一度に全ての走査線を描くには、当時の機器の処理能力では難しかったのです。そこで、走査線を半分ずつ描くことで、必要な情報を減らし、画面を更新する速度、つまりフレームレートを高く見せる工夫がなされていました。少ない情報で動きの滑らかさを実現していたと言えるでしょう。

現在では、プログレッシブ方式という、全ての走査線を一度に描く方式が主流となっています。プログレッシブ方式では、ちらつきなども少なく、より鮮明な映像を見ることができます。しかし、インターレース方式の歴史を知ることは、動画技術がどのように進化してきたかを理解する上で非常に重要です。

コマ数と動画の滑らかさ

動画の滑らかさは、１秒間に流れる絵の数（コマ数）で決まります。このコマ数を専門用語で「フレームレート」と呼び、単位は「fps」（フレーム毎秒）で表します。つまり、フレームレートが高いほど、１秒間に多くの絵が流れ、動画は滑らかに見えるのです。

身近な例で考えてみましょう。映画は通常２４fpsで撮影・上映されています。これは、１秒間に２４枚の絵が切り替わるということです。一方、テレビ放送では３０fps、最近のテレビゲームなどでは６０fps以上が一般的です。これらの数字を比べると、なぜゲームの映像がテレビ放送や映画よりも滑らかに見えるのかが理解できるでしょう。

フレームレートが低いと、動画はカクカクとした印象になります。古い映画を見ると、どこかぎこちなく感じるのは、２４fpsという比較的低いフレームレートによるものです。技術的な制約からコマ数が少なかった時代の映像は、どうしても滑らかさに欠けてしまうのです。現代の技術では、さらに高いフレームレートでの撮影が可能になり、１２０fpsや２４０fpsで撮影された映像は、非常に滑らかで、現実世界を見ているかのような錯覚を覚えるほどです。

スポーツ中継などで見かけるスローモーション映像も、このフレームレートと深く関係しています。スローモーションは、高フレームレートで撮影した映像を、再生速度を遅くすることで実現します。例えば、１２０fpsで撮影した映像を３０fpsで再生すると、４倍のスローモーションになります。コマ数が多ければ多いほど、再生速度を遅くしても滑らかなスローモーション映像を作ることができるのです。このように、フレームレートは動画の見え方に大きな影響を与える重要な要素と言えるでしょう。

コマとデータ量

動画の滑らかさは、コマ数、つまり１秒間に表示される静止画の数で決まります。このコマ数を専門用語で「フレームレート」と呼び、単位は「fps（フレーム毎秒）」で表します。例えば、30fpsであれば、１秒間に30枚の静止画が連続して表示されることを意味します。

フレームレートが高いほど、動画は滑らかに見えますが、同時にデータ量も増加します。なぜなら、フレームレートが高いということは、１秒間に処理しなければならない画像情報が多くなるからです。１枚の絵を想像してみてください。その絵を３０枚用意するのと、６０枚用意するのとでは、どちらが多くの情報量を持っているでしょうか？当然、６０枚の方ですね。動画も同じで、フレームレートが高いほど、多くの情報が含まれるため、ファイルサイズが大きくなります。

大きなファイルは、保存する場所を多く必要とします。パソコンやスマートフォン、動画投稿用の場所など、保存できる量には限りがあります。大きなファイルをたくさん保存すると、すぐに容量がいっぱいになってしまいます。また、ファイルサイズが大きいと、動画の読み込みに時間がかかり、再生開始までに待たされることもあります。場合によっては、読み込みが追いつかず、再生が途切れてしまう可能性も出てきます。

そのため、動画を作る際には、フレームレートとデータ量のバランスを考えることが大切です。高画質で滑らかな動画にしたい場合は、高いフレームレートを選ぶ必要がありますが、ファイルサイズが大きくなることを念頭に置かなければなりません。動画投稿場所に投稿したり、誰かと共有したりする場合は、適切なフレームレートを選ぶことで、データ量を抑えつつ、見る人に快適に視聴してもらうことができます。例えば、動きが激しい場面は高いフレームレートにし、そうでない場面は低いフレームレートにするなど、工夫次第でデータ量を調整することも可能です。