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URSA Cine 12K – ブラックマジックのRGBWセンサーテクノロジーを解説

URSA Cine 12K - ブラックマジックのRGBWセンサーテクノロジーを解説

これは、Leon BarnardによるBlackmagic URSA Cine 12Kに関するゲスト記事。レオンは監督、撮影監督、編集者であり、次世代の映像クリエイターの育成に情熱を注いでいる。彼はTeam 2 Filmsを通じて、カメラ機材やDaVinci Resolveに関する貴重な見識を提供し、クリエイターの技術を磨く手助けをしている。

先日、 Blackmagic URSA Cine 12K LFで撮影する機会を得た 。Blackmagicは過去10年間、素晴らしいカメラを製造してきたが、これはハイエンドのプロダクションをターゲットにした最初のカメラだと多くの人が考えている。言い換えれば、Venice、Alexa、V-Raptorのような業界標準に対抗できるカメラだ。

12Kという名前が目立つため、その解像度に話題が集中しやすい。12Kを必要とする人はいるのか、このような高解像度を実現するために妥協は必要なのか、撮影はどんな感じなのか、といった疑問が湧いてくる。

Blackmagic URSA 12K LFと85mm Tokina Vista Prime、SWIT Bマウントホットスワッププレート、バッテリー。画像クレジット:Leon Barnard

これらの質問にはすぐに答えるが、その前に、このカメラについて誰も話していないような、もっと革命的なことがある。センサーの背後にある技術だ。我々は、この驚くべきテクノロジーをより理解するために、公開されているドキュメントを精査した。

この記事は、Team 2 FilmによるCine 12Kのセンサー技術の解析に基づいている。

詳しくはビデオをご覧いただきたい。

RGBWセンサー技術

ほぼすべての最新カメラは、ベイヤーカラーフィルターアレイ(CFA)を使用している。Alexa、Venice、V-Raptorもこれに含まれる。ベイヤーセンサーは、2×2のグリッド上で繰り返される赤、緑、青のフォトサイトの繰り返しパターンを使用する。各2×2セグメントには、2つの緑のフォトサイト、赤と青のフォトサイトが各1個ある。対照的に、ブラックマジックは新しいCFAを開発した。これは6×6グリッドで繰り返され、赤、緑、青、白のフォトサイトが混在する。

3つの異なるCFA;ベイヤー、2×2グリッドで繰り返す従来のRGBW、6×6グリッドで繰り返すブラックマジックのRGBW。画像クレジット:Leon Barnard

このデザインには、少なくとも2つの重要な利点がある。

  1. 通常、センサーの解像度が上がると、各フォトサイトのサイズが小さくなるため、センサーの低照度性能が低下する。Blackmagicのデザインはそうではない。白いフォトサイトは、前面にカラーフィルターがないため、より多くの光を吸収することができる。赤、緑、青のフォトサイトのカラーデータと組み合わせることで、低照度でのセンサーの感度が大幅に向上する。
  2. ほとんどのカメラでは、解像度の選択肢が限られている。センサーのネイティブ解像度で撮影するか、より低い解像度を望む場合は妥協しなければならないことが多い。例えば、Red V-Raptorは、低解像度で撮影するために、視野を変更するウィンドウ処理を使用している。ソニーのVeniceはセンサー全体を使って4K撮影が可能だが、ダウンサンプリングされた画像は現在のところX-OCNでは記録できない。一方、Blackmagicのユニークなセンサーアーキテクチャーは、12Kから8Kまたは4Kへのインセンサースケーリングを、アーティファクトなし、ウィンドウ処理なし、コーデック変更なしで可能にする。

その方法を説明しよう。

ブラックマジック独自のセンサーアーキテクチャー

各6×6グリッドにおいて、フォトサイトの半分は白だ(ワイドバンドフォトサイトとも呼ばれる)。残りの半分は、赤、緑、青に均等に分かれている(ナローバンドフォトサイトとも呼ばれる)。その6×6の繰り返しパターンはマクロセルに分割される。各マクロセルには、斜めに対向する2つのワイドバンドフォトサイトと、それに一致する2つのナローバンドフォトサイトが含まれる。

ブラックマジックのRGBW CFAは6×6グリッドで繰り返される。9つのマクロセルに分割されている。各マクロセルには、2つの広帯域フォトサイトと2つの狭帯域フォトサイトが含まれる。画像クレジット:Leon Barnard

カメラが12Kモードで動作しているときは、各フォトサイトは個別に読み取られる。カメラを8kまたは4kモードに切り替えると、各マクロセル内の2つのナローバンドフォトサイトは、2つのナローバンドフォトサイトと同様にペアになる。

その結果、各マクロセルを処理する際、カメラは4つの個別の値を読み取る必要がなく、2つの値を読み取るだけで済む。このため、8kまたは4kモードで動作する場合、センサーの読み出しは2倍速くなる(約6ms)。

センサーがこのモードにあるとき、カメラは高品質のRAW8K画像と高品質のRAW4K画像の両方を非常に簡単に抽出できる。これは、6×6のフィルターパターンが3×3のマクロセルのグリッドで構成されているためだ。4と8はどちらも3の階乗で12に分割される。4K画像の処理には別のフィルターカーネルが使われ、8K画像の処理には別のフィルターカーネルが使われる。

これは非常に大きなことだ。このカメラは、同じセンサーから妥協のない4K、8K、12Kのオープンゲート画像を提供できる。

このカメラの名前には12Kと大きく入っているが、この驚くべきテクノロジーのおかげで、8Kや4Kのカメラと同等の能力がある。ピクセルペアリングテクノロジーがセンサーの読み出しを劇的に減らし、S/N比を向上させ、より優れた低照度性能を提供するという事実を考えれば、8Kカメラとしてより高性能だと言うことさえできるだろう。

ISO3200で撮影。画像クレジット:Leon Barnard

この技術は、3速ギアボックスのようなものだと考えることができる。車は毎分7000回転まで回転させることができるかもしれないし、時速120マイルで走ることができるかもしれない。実際のところ、ほとんどの場合、そのようなスピードや回転数は必要ない。ギアボックスは、そのパワーを低速で使える有用なものに変換する。サードギヤはエンジンとホイールを1:1のレシオでつなぎ、12Kのパワーをすべて使うことができる。2速や1速に落とすと、より大きなトルクが得られる。12Kが8Kや4Kに凝縮されるからだ。

再起動することなく、簡単に解像度を切り替えることができる。画像クレジット:Leon Barnard
カメラの12、8、4Kモードは同じ画角で、すべてBlackmagic RAWで記録できる。画像クレジット:Leon Barnard

URSA Cine 12Kの画質

ベイヤーであろうとRGBWであろうと、どんなセンサーCFAでも不要な効果が発生する可能性がある。我々は、Cine 12Kの画像に欠陥があるかどうかを確認することにした。下の街並みは、どのカメラにとっても厳しいテストだ。細かいディテールや繰り返されるパターンは、カメラが持つモアレやエイリアシングの問題をすぐに浮き彫りにする。誰もが撮影するような典型的なシーンなので、無理なテストではない。

画像をどこまで拡大しても、 問題は見つからなかった。しかし、私たちの言葉を鵜呑みにすることなく、以下の画像、あるいは 動画で自分の目で確かめて ほしい。

12Kでの撮影(編集部注:12Kの画像をサイトに埋め込むことはできない。) 画像クレジット:Leon Barnard
600%まで拡大しても、1:1ピクセルをはるかに超えても、モアレやエイリアシングは見られない。画像クレジット:Leon Barnard
再度、600%(1:1ピクセルをはるかに超える)に拡大しても、微細な繰り返しパターンに驚くほどのディテールがありモアレは確認できない。

我々は、Cine 12K LFが厳しい制作条件に耐えられるかを確かめたかった。そこで、ロンドンのバービカンセンターでファッションスタイルの仕様撮影を計画した。これは手入れされた撮影ではなく、低照度でのミックスライティングを多用した。

Cine 12Kをテストするために、厳しい条件で撮影を行った。画像クレジット:Leon Barnard
Image credit: Leon Barnard

結果はビデオでご覧いただきたい。最後に、主観を排除するために、LAを拠点とする経験豊富なカラリスト、Tashi Trieu氏とテスト映像を共有した。彼のインタビューはビデオに含まれている。

まとめ

Cine 12Kは破壊的だ。私の意見では、その性能はほとんどすべてのカテゴリーで画期的だ。

RGBWセンサーで12Kを撮影し、8TBのストレージを搭載し、10GBのネットワーク接続を統合している。その上、8Kモードで約6msのシャッター読み出し、最高224フレーム/秒の撮影が可能で、内蔵NDを搭載し、価格は15,000ドル以下だ。

URSA Cine 12Kの大判RGBWセンサー。画像クレジット:Leon Barnard

ほとんどのカメラは、どこかしら妥協しているように見える。あらゆるものを搭載していても、住宅ローンの頭金と同じ値段かもしれない。あるいは、手頃な価格だが機能が不足している場合もある。Cine 12K LFには大きな妥協はないようだ。信じられないほど手頃な価格で、機能も充実している。我々が批判できる唯一の点は、そのサイズと重量だが、大きなカメラを扱うために必要な用意がある大規模プロダクションにとっては問題ではない。

Venice、Alexa、V-Raptorは素晴らしいカメラだ。それぞれが異なる点で優れているため、どのカメラがベストかを言うのは難しい。とはいえ、我々が見た限りでは、Cine 12K LFは定評あるハイエンドカメラと肩を並べるほどの素晴らしいクオリティを提供している。Cine12K LFのパッケージ一式が15,000ドル以下で購入できるのであれば、無視できないカメラだ。是非自分の目で確かめてほしい。

編集部注: 先日公開した Blackmagic URSA Cine 12Kラボ テストや 、カメラデータベースもご覧ください。

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