フレーム (動画)とは？ 基本概念と圧縮技術をわかりやすく解説
動画のフレームは、ひとつの静止画像を意味し、これが連続して表示されることで映像が動いて見えます。
フレームレートは1秒あたりの画像枚数を表し、例えば30fpsの場合は1秒間に30枚の画像が表示されることを意味します。
また、動画圧縮では、キーフレーム(Iフレーム)や予測フレーム(Pフレーム、Bフレーム)を利用して、効率的にデータ量を削減しています。
これらは、滑らかで高品質な動画を実現するための基本的な要素であるといえます。
動画フレームの基本
フレームの定義
動画におけるフレームは、1秒間に表示される1枚の静止画像のことです。
複数のフレームが連続して表示されることで、動きが感じられる映像になります。
たとえば、30枚のフレームが1秒間に表示されると、30fpsと呼ばれる数値が使われます。
フレームレートの仕組み
fpsの意味と計算方法
fpsは「frames per second」の略で、1秒間に表示されるフレームの数を表します。
計算方法はとてもシンプルで、下記のように捉えることができます：
- 1秒間に表示されるフレームの総数をカウント
- その数値をfpsとして表現
たとえば、60フレームの場合は60fpsとなります。
映像の滑らかさとの関係
映像の滑らかさはfpsの数値に大きく依存します。
下記のポイントからその関係が理解できます：
- fpsが高いと、動きの途切れが少なくなります
- 低いfpsの場合、カクつき感が現れることがあります
- 一般的には、スポーツやアクションシーンでは高いfpsが求められます
フレームが果たす役割
静止画像から動画への連続再生
各フレームは、静止画像として一瞬の情報を伝えます。
連続再生することで、視覚的な動きを感じることができます。
ポイントとしては：
- 個々のフレームが微妙に異なることで動きが生まれる
- 連続したフレーム再生が人間の目に滑らかな映像を提供する
動画圧縮におけるフレームの利用
フレームの種類
キーフレーム(Iフレーム)の特徴
キーフレームは、完全な画像情報が記録されるフレームです。
特徴は以下の通りです：
- 各フレームが独立しており、前後の情報に頼らない
- 映像の再生開始時や大幅なシーン変化時に多用される
- 編集やシーク機能において重要な役割を担う
予測フレーム(Pフレーム・Bフレーム)の概要
予測フレームにはPフレームとBフレームが含まれ、前後のフレーム情報を活用して記録されます。
特徴をまとめると：
- 完全な画像情報を含まず、周囲のフレームとの差分を記録
- ファイルサイズを大幅に削減する効果がある
- 再生には前後のキーフレームや他の予測フレームの情報を参考にする
フレーム間情報の活用
データ削減のしくみ
動画圧縮では、連続するフレーム間の似た情報を利用してデータ容量を減らす工夫がなされています。
具体的な方法は次の通りです：
- 変化がわずかな部分は、前後のフレームとの差分として保存
- キーフレームを基準にして、余分な情報を省く
- 必要な情報だけを残すことで効率的な圧縮が可能になる
動画編集と制作における考え方
フレームレートの選定
用途別の最適な設定例
用途に応じた最適なフレームレートの設定例として、下記のような選択が考えられます：
- 映画：24fps
・シネマティックな質感を重視
- テレビ放送：30fps
・日常的な動きを自然に表現
- スポーツやゲーム：60fps以上
・高速な動きを滑らかに表示
- アニメーション：場合により異なるfps
・表現や目的に合わせた調整が可能
フレーム調整のポイント
映像品質への影響評価
動画編集において、フレーム調整を行うときのポイントは以下にまとめられます：
- 映像の滑らかさとファイルサイズのバランスを考える
・高fpsの場合、処理負荷やデータ量が増加する可能性がある
- 編集ソフトの機能を活用して、最適な設定を見つける
・プレビューで実際の再生感を確認する
- 動画の目的に合わせたフレーム調整を心がける
・用途や視聴環境に合わせて設定を変える
まとめ
今回の内容では、動画で使用されるフレームがどのように働くかについてやさしく説明しました。
フレームの定義から始まり、フレームレートが映像の滑らかさにどのように影響するか、また動画圧縮でのフレームの役割や種類について触れました。
さらに、動画編集の段階でのフレームレート設定や調整のポイントについても具体的な例を示して役立つヒントを提供しました。
これにより、動画制作の基本的な考え方と実践方法をわかりやすく理解できる内容になりました。