シャッタースピードとフレームレートの関係

質問

フレームレートとシャッタースピードの関係について教えて下さい。

フレームレートは、単位時間あたりのフレーム（画像）処理数で、24fpsは、1秒間あたり24回画面を書き換えることを意味し、シャッタースピードは、撮像素子への露光時間を意味し、これが短い程、鮮明が画像を記録でき、手ぶれ等が少なくなると聞きました。

ここで、例えば、24fpsでシャッタースピードが24（1/24秒）の場合は、１フレームについて（便宜上、プログレッシブを前提とします）、１回シャッターが切られ、その画像が１フレームに記録されていることになるかと思います。
一方で、24fpsでシャッタースピードが48（1/48秒）の場合は、１フレームについて、２回シャッターが切られていることになりますが、この場合は、１フレームの画面にはどのように画像が記録されるのでしょうか？

２回シャッターが切られているとすると、２枚の画像が出来上がっているはずですが、フレーム数は変わっていないので、２枚の画像を１フレームで処理することになってしまいます。
イメージとして、フレームとはキャンバスのようなもので、そこにシャッターできった画像を張り付けたようなものをイメージしているのですが、そうだとすると、１つのキャンバスに２枚の画像が重なることになってしまいます。

シャッタースピードとフレームレートの関係について、ご説明頂ければと思います。

また、シャッタースピードは、フレームレートの倍が適正という話を聞きました。
これの理屈はどういったものなのでしょうか？

ご回答よろしくお願い致します。

回答No.5

asciiz · ベストアンサー

＞もしasciiz様が学習に使用した書籍等があれば、是非ご紹介頂きたく思います。

うーん、特に自分で読み込んだ書籍ってのは特定できないのですが…
Web上の記事はだいぶ読んだ気がします。

一番最初は、「デジカメで綺麗に写すテクニック」みたいなところから、カメラで物が写せる原理みたいな話になり、カメラってのは結局、物の光をとらえるだけのシャッター解放時間が必用なんだ、と。
(スチルカメラ・ビデオカメラなど関係なく、カメラならば共通する根本原理)

物の光が弱ければ、それだけシャッター解放時間が必要になります。
→ISO感度を上げればシャッター速度を早くできますが、その分画質が荒れます。
→→フラッシュを当てれば、光量を補助し、シャッター速度も一瞬ですみます。でも、真正面からの光では、立体感が失われてしまいます……やはりフラッシュなしで撮りたい。
→→→結局、暗いところのものを綺麗に写すには、ISO感度を下げ、三脚を使って手振れをなくし、十分に遅いシャッター速度で撮影すればよい！ 止まってるものなら……。
動く物の場合には仕方ありません、感度を上げ、画質を犠牲にしてでも、まず写せることが重要。
…なんて経験を重ねてきたわけなんです。

そうすると、ビデオカメラで暗いところを撮影するときに、フレームレートが落ちるのは、1/30秒や1/24秒のシャッター速度では十分な光量にならないため、1/10秒や1/6秒などになる、そうすると、動画もそれに応じてフレームレートを落とさざるを得ない。という理解が出来たり。

今回の話も、「24fps＝秒間24回」で「シャッター速度1/48秒」の機械があったらどう動くか、ってのを頭の中で想像したところ、回答No.4のような絵が思い浮かんだので、それをもとに回答を書いてみました。
大きく間違ってはいないと思います^^;

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ただカメラの話を終えて、動画そのもの・動画データということになってくると、これもまたコーデックの違いとかインターレースの話が出てきます。
それの元は、日本のTV放送(アナログ)がインターレースだったことに端を発していて、そこからコーミング(くし状)ノイズのことや動画形式変換時の注意すべき点にもかかわってきて。

面白い記事がありました。

＞インターレース映像とプログレッシブ映像の違い
＞http://dtv.sakura.ne.jp/contents1/007.html

インターレース映像は、奇数ラインと偶数ラインの絵が交互にデータ化されています。
ここで、奇数ライン画像+偶数ライン画像が、1枚絵の画像、というわけではないんです。
奇数ライン画像は、前の偶数ライン画像と次の偶数ライン画像の間の画像だし、
偶数ライン画像は、前の奇数ライン画像と次の奇数ライン画像の間の画像なんです。

で、こっちはこっちでまたいろんなサイトを読んだりして…というところですか^^;

お礼

ご回答ありがとうございました！
少しずつ勉強をされた感じなんですかね。。
最近勉強を始めたのですが、知らない用語ばかりで気が滅入っていました。
私も頑張ります。

ご回答ありがとうございました。

回答No.4

asciiz

簡単な絵をかいてみました。

野球ボール(ただの丸ですが)が左から右に飛んでいくのを、パラパラマンガで描いたのと、24fps&シャッタースピード1/24秒、24fps&シャッタースピード1/48秒、で撮影した場合。(の、イメージ図)

一番左のパラパラマンガ、3枚の紙に丸1つずつ書いただけです、こんなのでもまあ、脳が補完してしまって動画に見えなくもありませんが。

真ん中の列の、フレームレート＝シャッタースピードの場合、1コマ1コマに映る映像は、ブレています。
しかし、時間軸全体としては落ちているところが無く、再生すると、綺麗に繋がって見えます。

右の列、フレームレートの倍の速度でシャッターを切った場合。
シャッター解放時に動いた部分は映像&ブレとして記録されますが、次の撮影タイミングまでシャッターが閉じてしまうと、その間の絵は記録されません。

シャッタースピードが早くなるほど、一番左のパラパラマンガに近くなり、動画としては不自然になってしまうというわけです。

※話が複雑になるので、今回、インターレースの話は置いておきます。

お礼

絵まで描いて頂いて、ありがとうございました！
おかげさまで、非常によくわかりました。

この手の疑問がよく生じるもので、動画について体系的に勉強したいのですが、一通り体系的に学習できる入門書のような書籍と、詳細な記述がある辞書的な書籍をご存じないでしょうか？

もしasciiz様が学習に使用した書籍等があれば、是非ご紹介頂きたく思います。
よろしくお願い致します。

回答No.3

asciiz

＞一方で、24fpsでシャッタースピードが48（1/48秒）の場合は、１フレームについて、２回シャッターが切られていることになりますが、

こちら、そのようにはなりません。

もしそのような設定をしたとすれば、1/24秒ごとに、1/48秒のスピードでシャッターが切られます。

撮影時間全体のうち、レンズ開放時間は半分。すなわち、動画に映っていない絵が存在することになります。

＞シャッタースピードは、フレームレートの倍が適正という話を聞きました。

それはどちらで聞かれたものでしょうか。

こちらなどでは、「シャッタースピードは、フレームレートの倍までが『許容範囲』」という書かれ方をしています。

＞http://doyano.sytes.net/deziiti/1/index.html

フレームレートに対してシャッタースピードが速くなると、被写体を一瞬一瞬でしか、捉えないことになり、それを再生すると、パラパラマンガのように飛び飛びの動きになってしまう、ということかと思います。

ただ、インターレースの動画では2枚で1画面を構成しますので、「適正」という話も出てくる場合があります。

お礼

＞撮影時間全体のうち、レンズ開放時間は半分。すなわち、動画に映っていない絵が存在することになります。

疑問が解消しました。
「落ちている」画像が生じるわけですね。
ご回答ありがとうございました！

動画は奥深くて、裏で何をやっているのか分からないことがあります。
この手の疑問を解消するのに役立つ、動画の辞典のような書籍はないのでしょうか？
もし、そのような書籍があれば、ご紹介頂きたく思います。

よろしくお願い致します。

回答No.2

Eureka_

>シャッタースピードは、フレームレートの倍が適正
再生1コマに画像2コマあれば、TVのインタレース再生だと滑らかに見えるとかそんな話じゃないですかね？
その辺全然詳しくないですけど。

お礼

ご回答ありがとうございました。
インターレースを前提とした話だったんですね。
すっきりしました。
ありがとうございました。

回答No.1

yama1214

フレームレートに対してシャッターは１回です。説明は難しいので参考に・・

http://news.livedoor.com/article/detail/8549228/

お礼

参照URL拝見させて頂きました。
勉強になります。
ご回答ありがとうございました。