DNxHR!

DNxHRのコーデックを色々と検証していて、特に画質面で驚くことがありました。DNxHRは、素で、トーンジャンプを抑制する「仕込み」をしているようです。‥‥本当のところはわからないので、推測ですが。

 

普通、トーンジャンプ(バンディング、バンド、マッハバンドなどとも呼ばれる)を抑制するのは、コンポジターの役割です。ディザ拡散のような状態を作り出して、単純な画素構成を回避し、トーンジャンプ=画面のシマシマを未然に防ぐわけです。

 

単純なベタ面に単純なグラデーションを加味すると、状況によっては盛大にトーンジャンプが発生しますが、画素の成り立ちを複雑にすれば、ベタ面もグラデーションも複雑化し、単純パターンのトーンジャンプを抑制できるのです。

 

単純なベタ面に単純なグラデーション。‥‥つまり、今の日本のアニメ業界製の映像が陥りやすい画素構成ですが、各社各人、色々と工夫してトーンジャンプを防いでいます。

 

しかし、DNxHRはコーデック自体が、その演算の中で画素の値を拡散し、画素構成を複雑化させて、レンダリングするようです。

 

コーデック自体が値を拡散させてレンダリングする事例は、今は消え去った「Animo」くらいなもので、他には聞いたことがありません。

 

どのくらい拡散させているかというと、8bit換算で「+1」の値です。例えば、[127,127,127]というRGBデータの場合、DNxHRでレンダリングすると、[128,127,128], [127,127,128], [128,127,127]のように、値をRGB別々に(つまり色相方向に)拡散させて出力します。

 

*DNxHRの出力した、RGB値127のSolidLayerの1600%拡大図です。圧縮前提のJPEGだと意味がないので、可逆圧縮のPNGです。値拡散の様子は、ブラウザの表示だと判りにくいかも知れません。

*ブラウザの都合で、PNG画像は表示されない場合がありますので、ご容赦ください。

 

 

この効果は大きく、16bitですらトーンジャンプが発生していた状況でも、この画素値拡散の演算によって、シマシマ模様を抑制しています。

 

下図は、わずかなグラデーションを、DNxHDで出力したものです。よく見ると、横縞=トーンジャンプが見えます。

 

*誇張すれば縞模様が見えやすくなりますが、誇張したら検証にならないので、微妙なままイジってません。

 

同じグラデーションをDNxHRで出力すると、横縞は見えません。かわりに、マダラ模様が見えますが、図は1600%拡大なので、実寸では気になりません。

 

 

代償として、データ容量はかなり大きくなります。同じ内容(=画素値拡散を施した)ProRes4444のムービーファイルの2倍の容量になったのを確認しました。ProRes4444でも「容量がデカい」と言われてましたが、その2倍ですから、ファイルサーバの容量も相当喰うようになるはずです。

 

また、計算速度も相応に時間がかかるようになると思われます。まだ様々な条件の映像を実地で計測していないので、何とも言えませんが、画素1つずつを拡散させると、結構時間を喰うようになります。

 

でもまあ、そうした負荷の甲斐あって、絵そのものはかなり綺麗です。取り急ぎ実施したテスト結果から、DNxHDの画質を大きく改善しているのが読み取れます。DNxHDはかなり心許無い画質でしたが、DNxHRなら「大丈夫かも」知れません(現在のところ、予測しかできないので、「かも」です)。

 

 

ちなみに、DNxHRの出力する画素値拡散と同等の出力は、After Effects上で再現できます。‥‥なので、DNxHRを選ばずとも、綺麗なコーデックを選択すれば(ProRes4444とかCineFormとか)、DNxHRと同等のトーンジャンプ抑制機能は付加できます。

 

‥‥判りにくいですが、数はAfter Effects上でDNxHRの画素値拡散を真似てみたものです。

 

http://img-cdn.jg.jugem.jp/fd7/2754123/20171113_5292358.png

 

 

今回の参考画像は、どれも「微妙な差」ではありますが、こうした基礎技術を現場が有していないと、特に2Dアニメーションのような手作りの映像は、簡単に品質が上下してしまいます。

 

DNxHRのような「トーンジャンプ消し」効能があるコーデックを実際に使うかはともかくとしても、コンピュータの画像を主として扱うアニメーション映像制作にとっては、画素レベルのクオリティコントロールは、この先もずっとつきまとう命題ですネ。

 

 


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