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リアリティを高めるために

自然界と同じような臨場感を再現するためには、色域の拡大、
そして光と影の表現を豊かにすることが命題でした。
従来の映像の限界を超えた表現のテクノロジーをご紹介します。

HDRがもたらす映像表現の広がり
自然界と同じような臨場感を再現

光と影の表現が豊かになること

HDRとは「High Dynamic Range(ハイダイナミックレンジ)」の略で、映像の「輝度」の幅を拡大する技術を指します。現在の放送などで使用されているSDR「Standard Dynamic Range(スタンダードダイナミックレンジ)」に比べると、非常に広いダイナミックレンジで明るさ(輝度)を表現できます。

たとえば、従来までなら明るすぎて白飛びしてしまった太陽などの光源と、黒くつぶれてしまいがちな室内などの暗い部分。こうした明暗差の激しい映像は、明るい方に合わせると暗い部分は白茶けてしまい黒を感じられません。逆に暗い方に合わせると明るい部分は白飛びしてしまいます。HDRなら白飛びや黒つぶれのない、きっちりと階調を持った映像として再現できます。明るい部分はしっかり明るく見えるにもかかわらず、暗い部分は暗いまま表現され、明暗のコントラストが際立ちます。それによって、ハイライトやシャドーの表現が豊かになり、より緻密なディテール表現を可能にします。

奥行き感や立体感と色によるリアリティ

一見すると白だけに見えるような素材のものでも、肉眼では、光のあたり方や素材の表面にある細かい凹凸など、
同じ白でも豊かな階調を感じ取っています。あるいは金属の光沢も、ハイライト部分の輝く光から、暗部のシャドウ部分まで、
光と影のなめらかなグラデーションがあります。HDRならこうした奥行き感や立体感を感じ取れるため、あたかも現実にそこにあるように感じられます。

そしてこの明暗ダイナミックレンジの広さは、HDRの発色のよさにも際立ちます。色を表現するには輝度の明暗の影響も大きく、明るさの階調が豊富なほど、カラーの表現もまた豊かになります。自然の緑を描くときにも、暗いくすんだ緑や、明るさを含んだ鮮やかな緑など、さまざまな緑が豊かに、そしてくっきりと鮮やかに表現できます。それは自然にあるものを肉眼で見ているのと同様の豊富な情報量で、映像であることを忘れリアルを感じるのです。

輝度情報

映像に収録されている輝度情報が拡大

左:従来映像 右:HDR映像

スポットライトの輝き感と
和紙のディティールを表現

SDR映像 HDR映像

ハリウッドが求めた臨場感と迫力
すでに始まっているHDRの映像

従来より格段に進化した映像規格

HDRを楽しむには、映像ソースがHDRに対応している必要があります。今、急速にHDRへの関心が高まっている理由のひとつに、4Kブルーレイと呼ばれる「Ultra HD Blu-ray Disc(UHD BD)」の発売があげられます。

UHD BDは、解像度が従来のフルHD(1920×1080)の4倍の4K(3840×2160)になり精密に、BT.2020という従来よりもずっと表現力の高い色域をサポートし、明暗のダイナミックレンジの広いHDRにも対応します。この規格が策定されたことで、ハリウッドをはじめとする映画会社などがコンテンツ作成に力を入れています。

映画の表現力を家庭で楽しめる

大画面スクリーンで視聴する映画の緻密で迫力のある映像を、UHD BDなら再現できるからです。たとえば炎が吹き飛ぶような爆発シーンでは、赤い炎の中でも温度の違いによる色の違いがHDRなら表現できます。薄暗い部屋の中のシーンでも、内部の家具などのディティールもきちんと描写でき、そこから見える窓の外の明るい景色も白飛びせずに、しっかりと表現します。このような映画制作におけるこだわりの映像が、HDRによってテレビ画面でも再現できるようになります。

実際に、Ultra HD Blu-rayソフトは、20世紀フォックスや、ワーナー・ブラザースなどのメジャー映画会社がつぎつぎにタイトルをリリースしています。さらにネット配信事業者のNetflix、ひかりTVなども、4K HDRの映像を配信しはじめました。こうしたソフトウエアの充実が、映像配給元からHDRへ期待している証ともいえます。

4K撮影機材とAQUOS 4Kテレビ

現実世界を画面で再現するという
リアルな絵作りへのシャープのこだわり

映像に手を伸ばしたくなるようなリアル

HDRによって輝度のレンジが広がると、テレビの絵作りも変わってきます。もともとシャープでは「派手に見える映像ではなく、いかにリアルに見えるか」ということを追求した絵作りをしてきました。HDRによって表現できる範囲が広がった分、明るさや暗さを正確に表現することで、遠近感など表現でき、映像が立体的になります。そうしたリアルに見えるためのチューニングには、とてもこだわっています。

差し込む陽光と伸ばした手

たとえば人の表情。肌の色が変わってしまうと、視聴者は違和感を感じてしまうことがわかっています。その肌の色を正確にあらわし、さらに顔の凹凸による光の微妙な陰影をきっちり出すことで、顔に立体感が生まれます。この立体感が人の表情を自然に見せます。こうしたきめ細やかなチューニングを繰り返すことによって、映像であることを感じさせない、自然でリアルな映像を作り出します。シャープの目指している映像は、「テレビの中に映るリンゴに、つい手を伸ばしてしまう」そんなリアリティなのです。

パネルメーカーだからこそできる絵作り

AQUOSシリーズの商品写真

さらに液晶パネルはパネルの種類によっても、サイズによっても、その特徴は少しずつ異なります。特徴が異なれば映像の見え方も異なってきます。しかしシャープではそうした違いを吸収して同じように見える絵作りをしています。ハイエンドモデルとエントリーモデル、40インチと60インチといった、異なる製品であっても、同じように見える絵作りをしているのです。

これはパネルメーカーとしての長年の実績から、どのようなパネルで、どのようなチューニングをしたらいいのかを熟知しているからこそできることなのです。どの製品を選んでも、同じように自然で手を伸ばしたくなるようなリアルを感じられる。それもまたシャープの目指すテレビ作りです。

技術者VOICE

輝度計を撮影現場に持ち込んで、
取得したデータをもとに検証しました。

HDRの規格が策定されたときには、まだ4K HDRのコンテンツがなかったので、映像の検証ができませんでした。そこでコンテンツを自社作成することにし、その際に、撮影現場に輝度計を持ち込んで、輝度や色のデータを取りながら撮影を行いました。さまざまなシーンの撮影時に、データ測定をして、そのデータを元にして製品の映像検証をしたので、よりリアルな映像作りができました。

撮影現場でずっと測定器を抱えて、データをとるのは大変でしたが、あとで映像とデータをつきあわせて検証できるので、製品作りにはほんとうに役立ちました。

テレビ売り場にいったときに、同じようにテレビが並んでいるかもしれませんが、景色や人物が入っているシーンなどで、奥行き感や遠近感などを比べてみてください。AQUOSの作り出す映像は、実際にそこにいるかのようなリアルさを感じられると思います。

コンシューマーエレクトロニクスカンパニー
デジタル情報家電事業本部
グローバル開発センター
第四開発部 チームリーダー

小池 晃

明暗の描写による立体感に加え、輝き感を高める「メガコントラスト」
ダイナミックレンジ拡張技術

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明暗の描写がリアリティを高める

次に、立体感を出すためにはどうしたらよいか。それにはきちんと明暗をつけることが必要になります。さらに、自然界にある“輝き”をより高精細に表現することにより豊かな陰影が付き、まるでそこに本物があるかのようなリアリティと奥行きを生み出します。
「AQUOS 4K NEXT」は、直下式LEDバックライトの部分駆動に加え、映像から明暗を検出し輝き感を高める「メガコントラスト」ダイナミックレンジ拡張技術を搭載。従来では表現できなかった金属の艶やかな光沢感、太陽の眩しさやライトの煌めきまで表現できるようになりました。

高コントラストな映像を実現

「メガコントラスト」技術※7は、光源や光源を受けて反射する“輝き”部分を映像信号から解析し、そのエリアにあるLEDバックライトの輝度を周囲のエリア以上に高めます。加えて、輝度を高めるだけでなく、輝き復元の映像補正も同時に行います。また、映像の暗い部分のエリアではLEDバックライトの輝度を抑えるので、高コントラストな映像を再現するとともに消費電力も抑制します。

※7 Master Engine Gain Analyzerによるコントラスト制御を行う独自技術。

「4原色技術」を用いた4K液晶パネルが活きる「高演色リッチカラーテクノロジー」

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黄色という決断 〈RGB+Y方式〉

たとえば楽器の金属色、ヒマワリの鮮やかな黄色、エメラルドグリーンの海など、私たちが自然界で目にする「自然の色」は、従来の3原色ディスプレイ※4では十分に再現できませんでした。液晶パネルの1画素を構成する3原色、R(レッド)G(グリーン)B(ブルー)に何か1色を加えることで、再現できる色の領域を広げられないだろうか―。

白を加える「RGB + W 方式」や、白味がかった青色のシアンを加える「RGB + Cy 方式」など、様々な方式を模索する中で、最終的に選ばれたのが黄色を加える「RGB + Y 方式」。優れた色の再現性に加え、家庭用テレビとして欠かせない省電力性も考慮した上での結論でした。

「4原色技術」の誕生

これにより、金管楽器の光沢や人間の肌など、黄色の領域に含まれる自然の色をより鮮やかに再現できるようになりました。さらに黄色が加わった効果を活かして緑の色度点をシフト。シアンの色域が拡大し、エメラルドグリーンの表現力も高まったのです。RGBY4原色の誕生、それは、私たち人間が目にしている自然界の色により近づくための、研究の成果による進化に他なりません。

さらに「高演色リッチカラーテクノロジー」で色域を拡張

地上デジタル放送で使用されている色域(ITU-RBT.709)を超え、自然界に存在する物体色(SOCS※5)再現を目指した広色域技術を搭載。「4原色技術」による色域の拡大に加えて、新蛍光体を採用したLEDバックライトシステムを搭載し原色の鮮やかさを高め、シャープ従来機比※6約1.4倍の色再現範囲を実現します。また暗いシーンでの中間色もカラーマネージメントする色復元回路により、自然界に存在する色を再現します。

新蛍光体を採用したLEDバックライトシステムを新たに採用し原色の鮮やかさもアップ

※4 当社ハイビジョンテレビLC-40H20(2015年2月発売)のディスプレイとする。

※5 SOCSとは、実際に存在する約50,000の物体の色情報を収集したISOやJISの色再現評価用標準物体色分光データベース。
4K放送で規定された色域(ITU-R BT.2020)では、約99%以上のSOCS包括率がある。

※6 当社ハイビジョンテレビLC-40H20(2015年2月発売)との比較。

艶やかな黒を出しつつ、低反射で没入感を維持する「N-Black パネル」

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これまで紹介してきたテクノロジーにより、限りなくリアリティのある映像を再現できるようになりました。その液晶パネルに映し出される映像には、最後の最後までこだわりたいもの。自宅でテレビを見ているとき、液晶パネルにリビングの照明や自分の姿が映り込んでしまっては興醒めしてしまいます。艶やかな黒を再現しながら、そういった映り込みを防ぐには、どうしたらよいのか…。そこで、パネルそのものもさらなる進化を実現しました。

反射による映り込みを左右する、光の屈折率

水を満たしたガラスのコップにストローを挿してみましょう。すると、想像した角度とは異なる角度に屈折して見えることはみなさんも経験済みのことです。物質にはそれぞれ異なる光の屈折率を持っています。そして、空気と素材、素材と素材の屈折率が異なるとその間を通過する光が反射を起こすのです。

低反射と艶やか黒表現を両立

「N-Blackパネル」はなめらかな表面でありながら、屈折率の違いを低減する構造を持ち反射を抑えます。高精細映像の発色が活きるだけでなく、外光の反射による映り込みを抑え、見やすさと艶やかな黒表現を両立しました。テレビに映し出された映像への没入感を途切れさせることなくラストシーンまで楽しむことができます。

  低反射パネル N-Blackパネル クリアなパネル
映像の光
表面構造
外光

従来の映像の限界を超えた表現「AQUOS 4K NEXT」
4K液晶テレビ

  • 低反射「N-Blackパネル」搭載 AQUOS 4K ハイグレードライン低反射「N-Blackパネル」搭載 AQUOS 4K ハイグレードライン
  • 色彩豊かな映像を最適な視聴位置で AQUOS 4K スタンダードライン色彩豊かな映像を最適な視聴位置で AQUOS 4K スタンダードライン
  • 色彩豊かな映像が見やすい AQUOS 4Kスタンダードライン色彩豊かな映像が見やすい AQUOS 4Kスタンダードライン