動画の仕組み

動画の仕組み

皆さんは動画は好きですか?
ユーチューブを見たことがありますか?
動画はどのようにできているのでしょうか?
それをまずは説明します。

色が分かる仕組み

 私たちはどのように世の中の色を認識しているのでしょうか? これには二つの認識のしかたがあります。

光の三原色

 真っ暗な部屋を想像してみましょう。そこにテレビがあり映っています。我々はそのテレビの色を認識することができます。テレビは有色の光を発しておりそれが目に届いて色を認識しています。赤緑青の光が合わさると白になります。テレビの画面を虫眼鏡で見ると赤緑青の素子を確認することができます。赤と緑と青の光を互いに強めたり弱めたりしながらほかの色を表現しています。 この三つの色を「光の三原色」と呼びます。 光の三原色の組み合わせは右の通りです。赤と緑が組み合わさるとイエローになり、緑と青はシアン、赤と青はマゼンタという色になります。

光の三原色

色の三原色

 真っ暗な部屋を想像してみましょう。そこに赤いリンゴがあります。赤いリンゴは赤と認識できるでしょうか?認識できないと思います。何故かというと 赤いリンゴは光をあてることによって赤い光だけを反射しそれが目に入って認識しています。 逆に緑と青の光は反射せず吸収されています。色の三原色は光がないと色を認識できないというのが特徴です。 色の三原色の組み合わせは右の通りです。光の三原色の二色が重なった色すなわちマゼンタ、イエロー、シアンです。 プリンターにはこの三色が入っています。 また、右の図のようにマゼンタは青と赤の光を反射し、緑の光は吸収しています。 シアンは青と緑の光を反射し、赤の光を吸収しています。 イエローは赤と緑の光を反射し、青の光を吸収しています。

色の三原色 色の原理

動く仕組み

動画はなぜ動いて見えるのでしょうか?

残像現象

 皆さんはぱらぱら漫画を作ったことがありますか?本の隅に一ページずつ違う絵を描いていき後でページを一気にめくると中の絵が動いて見える漫画です。 動画も同じような仕組みで動いており一秒間に静止画を何枚も連続的に再生することで 動いて見えるように見せることができます。 下に一例をのせます。

再生する静止画

上にあるように、十枚の静止画を一秒に再生するコマ数を調整しながら再生していきます。

3.3フレーム

この動画は一秒間に3.33コマの静止画で成り立っています。 次に一秒間に10コマの静止画を表示させます。

10フレーム

上よりも滑らかに動いていることがわかります。

フレームレート

では一般的な動画は一秒に何コマの静止画からできているでしょうか? 一秒間に切り替える静止画の数をフレームレートといい、fpsという単位で表します。 テレビは29.97fpsであり、映画は24fpsです。映画が少しカクカクなのはフレームレートが24fpsだからでありテレビより遅いからです。

コマ送り

圧縮

 動画は静止画を何枚の組み合わせることから動画のファイルサイズは膨大になります。
しかし、ファイルサイズが大きくなることは、動画をほかの場所へ送信するときや、保存するときの障害となります。なぜなら送信するためのインターネット回線や保存するための媒体の容量には限りがあるからです。
そこでファイルサイズを小さくする必要がありますが、そのための技術を圧縮と呼んでいます。
圧縮には、動画の視聴に影響が出ない範囲で動画に含まれる静止画の画質を低くするほか、それらの静止画のうち変化のない部分を抽出し削除するなどの技術があります。
これらの技術が規格化したMPEG-1やMPEG-2、MPEG-4などがあります。

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