VR向きカメラと不向きなカメラの選定のポイント

Entaniya Fisheye HALレンズを使用してVR動画を撮影する場合、レンズと組み合わせるカメラはいくつかの候補があります。

レンズが取り付けられるカメラであれば同じようなVR映像が撮影できるかと言えばそうではなく、カメラの特性によってVR向きなカメラと不向きなカメラが存在します。

通常の動画を撮影する場合では同じようなスペックだとしてもVRを撮影すると全く違ったクオリティになることがあるので、VRを撮影する際には撮影するVRにの用途に適したカメラの選定が必要になります。

スペックからはなかなか判断しづらい部分もありますので、VR向きなカメラと不向きなカメラの選定のポイントについて解説してみます。

前提条件として4K以上で撮影できるカメラであること

一般的にVR動画に必要な解像度は8K(7640 x 3820)と言われていますが、現状で機材の問題やインフラの問題などもあって理想値であってあまり現実的な解像度ではありません。

現実的なところではVR動画としての解像度が4K(3840 x 1920)以上あればOKという感じになるかと思います。

VR動画として解像度が4K以上の動画にするための素材として必要な映像も4K以上になるため、使用するカメラは4K以上で撮影できるカメラに限定されます。

最近は4K撮影できるのが当たり前になってきている感じがありますので、カメラを買ったあとに「あ!4K撮影出来ない!」なんていう失敗は少ないかと思いますが念の為。

● 4K以上が撮影できるカメラを選ぶ。

16:9のアスペクト比の縛り

16:9の壁と水平配置で得られる最大解像度


一般的なカメラの動画の標準的なアスペクト比は16:9です。
ですので4Kであれば解像度は3840 x 2160が基本になります。
4K撮影だとこの解像度でしか撮れないカメラも多いです。

実は16:9にアスペクト比が固定されてしまっているのはVR動画の撮影において非常に大きな足枷になっていますのでそのあたりを少し解説してみます。

上記のイメージはVR映像のアスペクト比を表しています。
横縦の比率は2:1になります。
水平360度、垂直180度、なので2:1になるわけです。

VR映像でキーとなるのが垂直180度の解像度です。
VR映像の解像度は垂直の180度の範囲に含まれるピクセル数(解像度)で決まるからです。

例えば、16:9の比率にジャストフィットな180度の魚眼レンズを使用して4KのVR動画素材を撮影した場合で考えてみます。
180度の魚眼レンズで撮影するとワンレンズで天地が撮影できるので水平に配置した複数のカメラで水平360°がカバーできれば360VR動画が撮影できます。(実際は180°丁度だとステッチするための重複した部分が無いので上下に穴が空きますが分かりやすくするために180°で考えます。)

上にも書いたように4K動画の基本的な解像度は3840 x 2160ですから縦180度に含まれる解像度も2160pxになります。

この4K素材を使用して2:1のVR動画に展開した場合の解像度は4320 x 2160になり、この解像度が16:9の4K動画で展開できるVR動画の最大の解像度です。

実際にはステッチをするために重複した部分が必要になるので上下の画角は少なくとも200°以上確保する必要があり、その点を考慮すると4100 x 2050あたりが現実的な最大値だと思います。

複数段配置かセンサーを縦使いをする方法で解像度を稼ぐ

4K撮影できるカメラを使用して4320 x 2160以上の解像度のVR動画を作成する場合は、より大きなイメージサークルのレンズを使用してマルチロー(複数段)配置にするか、センサーを縦使いしてカメラの台数を増やすしかありません。

例えば縦の画角が90°入るレンズを使用すると、上下に2段重ねると180°が入ります。つまり2160pxの倍の4320pxが180度の中に含まれるようになるため、この場合の最大解像度は8640 x 4320というかなり大きな解像度が得られるようになります。(実際にはステッチするための重複した部分がが必要なので解像度はもっと下がります。)

GoPro Ominiなどのアクションカメラを6台使用したリグなどはこの方式で撮影しているため最大12K程度まで解像度を増やすことができるようになります。

また16:9のセンサーを縦使いすれば縦で最大3840px使用できることになるので、カメラを縦位置でズラリと並べれば最大で7680 x 3840のVR動画が作成できることになります。しかし目一杯縦を使用してしまうと横の画角が狭くなってしまうためその点も考慮したセットアップを考える必要があります。

いずれもGoProなどの小さなアクションカメラで実際に撮影されていた方法ですが、残念ながら高解像度と高画質はイコールではありません。

いくら高画素が得られたとしても小さなセンサーのカメラでは画質に限界があります。大きなセンサーのカメラを使用しなければ綺麗で高画質な動画は撮影できません。これはもう絶対に超えられない壁です。同じ4K素材でも動画のクオリティは全く別モノになります。

余談ですが画質だけを考えるならセンサーもレンズも大きさに比例します。センサーもレンズも小さくしようとすると画質を犠牲にすることになるのです。

なので高画質な映像を得るためには大きなセンサーのカメラを使用したいところですが、大きなセンサーのカメラは当然そのボディもレンズも大きくなるためマルチローなど複数のカメラをセットした撮影方法は非現実的となります。世界には高画質&高画素なVR動画を目指して果敢にチャレンジしている方もいらっしゃいますが、ステッチなどの問題をクリアするのはかなり難しいと思われ、撮影に使用できる場所はかなり限定的になると思います。

結果として、16:9のアスペクト比で4K動画が撮影できるカメラを使用してVR動画を撮影をしようとした場合、カメラ2台のBack-to-Backのセットアップで最大4000×2000程度、センサーを縦使いしたカメラ3台のセットアップで最大5000×2500程度が現実的な解像度になるんじゃないかと思います。

16:9モードでの最大解像度の目安
● カメラ2台 Back-to-Back 4000×2000
● カメラ3台 センサー縦使い 5000×2500

アスペクト比が選択できるカメラはVR向き

一部のカメラは16:9以外のアスペクト比で撮影できます。

例えばPanasonic GH5などはアナモルフィックモードで4:3で撮影できますし、GoProなども4:3モードで撮影できます。

16:9以外で撮影できるということは縦の解像度2160pxの縛りから解放されるわけですから、大きなイメージサークルのレンズも使用できるようになり180度に含まれるピクセル数を増やすことができるので、より高解像度なVR動画が作成できるようになるのです。

パナソニック GH5の高解像アナモフィックモードで撮影すると4992×3744の解像度で撮影できます。つまり縦180度でセンサーを目一杯に使用できるレンズがあれば、水平2台のセットアップで撮影できるVR動画の最大解像度は7488 x 3744まで増やすことができるようになります。(現実的には6800 x 3400程度)

16:9以外のモードで撮影して解像度を増やせるカメラというのは解像度不足が問題となるVR動画において非常に重要なポイントになると思います。

アスペクト比が選択できるカメラの例
● Panasonic GH5
● Panasonic GH5s
● RED DRAGON
● RED HELIUM
● RED GEMINI
● RED MONSTRO
● SONY VENICE
● ARRI ALEXA LF

例えばEntaniya Fisheye HALレンズを使用した場合の各カメラの最大解像度は下記のようになります。

● Panasonic GH5 + Entaniya Fisheye HAL250 3.6 (2台) 6300 x 3150
● Sony Venice + Entaniya Fisheye HAL250 6.0 (2台) 6200 x 3100
● RED HELIUM + Entaniya Fisheye HAL250 4.3 (2台) 7280 x 3640
● Panasonic GH5 + Entaniya Fisheye HAL200 (後群250 4.3) (3台) 9600 x 4800
● RED HELIUM + Entaniya Fisheye HAL250 6.0 (3台) 9800 x 4900

こんな感じでアスペクト比が16:9から開放されるとカメラ2台、3台という現実的なセットアップで高解像度なVR動画の撮影が可能になるのです。

クロップサイズで適切なモードとレンズが変わる

フレームレートとクロップサイズの関係

動画の切り出しサイズをクロップと呼びます。
クロップファクターとも言います。

写真の場合にはセンサーをほとんどフルで使用することが多いのですが、動画の場合はフレームレートや解像度の関係からモードによってセンサーを使用する範囲(クロップサイズ)を変更するカメラがほとんどです。

例えば上記のイメージはSonyのシネマカメラのVENICEのクロップサイズを表したものです。
フルサイズセンサーを採用したカメラですが撮影するモードによってセンサーを使用する範囲(クロップサイズ)が異なります。

なぜ同じ画角で撮れないのかというのにはいろいろな理由があると思いますが、一般的な理由にはフレームレートが関係しています。

撮影する際はセンサーの列ごとに景色をスキャンしていくわけですが、センサーの使用範囲が大きいとスキャンするのにも時間が掛かります。そうすると1秒間に60フレームなど高いフレームレートではスキャンのスピードが追いつかなくなるため、フレームレートを高くする場合にはセンサーのクロップ範囲を小さくしてスキャンスピードを上げるようになっています。

なので高いフレームレートの撮影の時には解像度が低くなるというのが一般的です。

アクションカメラの場合はセンサーが小さいので60fpsでも4K撮影ができるのですが、そのGoProですら120fpsなどの撮影になれば4K撮影はできなくなります。

このあたりは同じ類のセンサーを使用している一体型の360°カメラでもフレームレートを上げた撮影の場合は出力される解像度が下がるのはこうした理由があるからです。

フルサイズセンサーの場合にはさらにその問題が大きくなるので4K60fps撮影できるカメラは非常に限られてきます。

私の知る範囲で4K60fps以上で撮影できるカメラは下記になります。(産業用カメラを探せばもう少しあると思います。)

4K60fps以上で撮影できるカメラ例
● RED MONSTRO 8K 60fps Fullsize
● RED HELIUM 8K 60fps Super35
● RED GEMINI 5K 60fps Super35
● RED DRAGON 6K 60fps Super35
● Panasonic GH5 60fps MicroFourThirds
● Panasonic GH5s 60fps MicroFourThirds
● ASTRODESIGN 8K 60fps Super35
● Panasonice S1 60fps Fullsize
● Panasonice S1R 60fps Fullsize
● Zcam E2 120fps MicroFourThirds

クロップサイズと解像度の考え方

少し余談になりますが、クロップサイズと解像度の関係も考えなくてはいけません。
上記の図はSony VENICEのクロップサイズ6K 3:2と4K 6:5の表示の上にEntaniya Fisheye HAL250 6.0のイメージサークルを重ねたものです。

6Kモードと4Kモードではクロップサイズが大きく異なり、普通の動画を撮影する場合においては6Kのモードの方が解像度が高くなります。

VR動画もできるだけ解像度を高くしたいので「よし!6Kモードで撮ったろ!」と考えたくなりますが、この場合においては6Kモードで撮影しても4Kモードで撮影しても最終的なVR動画の解像度は同じになります。

なぜ違う解像度で撮影したにも関わらず最終的な解像度が同じになるのでしょうか?

図の250度のラインを見ると6Kでは円周がクロップ範囲に収まっていますが、4Kモードでは上下が見切れています。
次に180度のラインを見ると、6Kでも4Kでも円周が収まっています。

VENICEのセンサーの使い方としてマックスで6084×4032の解像度が決まっているので、クロップサイズが小さくなればそれだけ解像度も小さくなります。例えば縦のクロップサイズが半分のサイズになれば4032の半分の2016になるのです。

なので6Kモードでも4Kモードでも180度のラインに含まれるピクセル数は変わりません。

VR動画の解像度は垂直180度に含まれるピクセル数(解像度)で決まりますから、6Kモードで撮影しても4Kモードで撮影しても最終的なVR動画の解像度は同じになるのです。

クロップサイズはメーカーやカメラによって異なる

センサーのクロップサイズはカメラメーカーや機材によっても異なります。

例えばPanasonic GH4とPanasonic GH5は世代違いの同じシリーズで同じセンサーサイズのカメラですが4:3のアナモルフィックモードでのクロップサイズを見ると大きく違いがあることが判ります。

クロップサイズが異なるということは、画角が変わるということなので適切なレンズも変わる可能性もあり「このカメラのセンサーはマイクロフォーサーズだからレンズはこれが良い」という判断が一概には出来ません。

大きなセンサーのカメラのクロップサイズには特に注意する

特にフルサイズなど大きなセンサーを使用したカメラの場合、動画撮影時には大胆にクロップしてしまうこともあるため実際に撮影してみないと、どのレンズがVR撮影に適しているのか判断できません。

例えばSony a7や上位機種のa9などのクロップサイズは独特でフルサイズの16:9とSuper35センサーの中間くらいのサイズでクロップしています。そのためフルサイズでもSuper35でもないサイズなので、レンズ選びが非常に難しくなります。

手ブレ補正が有効になるとセンサーの内側でクロップされる

手ぶれ補正が有効になっている場合もクロップサイズが変化します。
手ブレ補正のためのマージンを持たせるのでセンサーの内側でクロップされるようになります。
手ぶれ補正が有効になっているのに気が付かず撮影してしまい、後から画角が足りないなんてことにもなりかねないのでVR撮影時には必ず手ブレ補正は無効にするようにしましょう。

マルチアスペクトを採用したカメラ

モードや解像度を変えてもクロップサイズが変化しないマルチアスペクトを採用したカメラはモードによってレンズを変更する必要がないというメリットがあります。

Panasonic GH5は6K/30pモードでも4K/60pのモードでもクロップサイズが変わらないため、360度VR動画撮影の場合には同じEntaniya Fisheye HAL250 MFT 3.6が使用できます。

ローパスフィルターレスのカメラがVR向き

シャープな映像の方がVRでは綺麗に見える

上記の動画は同じ映像ですがシャープネスの強弱が違います。
恐らくシャープネスが強い方が綺麗に見えると思います。
VR動画はシャープな方が綺麗な映像に見えるという特徴があるのです。

ローパスフィルターがあると細部が潰れてシャープネスが損なわれる

映像のシャープさに影響を与えるのがローパスフィルタです。

ローパスフィルターはモアレが出るのを防ぐためにイメージセンサーの前に取り付けられているフィルターです。ローパスフィルターがあるとモアレを防ぐためにイメージをボカす役割をしているので細部が潰れてしまい解像感が損なわれるというデメリットがあります。

VR動画の場合は元々の動画の一部を拡大して見ることになるためローパスフィルターによって細部が潰れてしまうというのは大きなデメリットになっています。

特に遠景など細部の表現が重要になってくる撮影の場合はローパスフィルターが無い方が断然綺麗に見えるので、VR動画撮影においてはローパスフィルターレスカメラの方がVR向きと言えます。

ローパスフィルターレスカメラの例

● Sony a7RM2/RM3
● Panasonic GH5

現状でミラーレスカメラで4K動画に先行して対応してきたのはSonyとPanasonicなどもともと動画事業も行っていたメーカーでしたが、今後はNikon、Pentax、Fujiなどのその他のカメラメーカーもローパスレスなカメラで4K撮影できるものが登場してきているので、レンズ次第ではよりVR向きなカメラが出てくる可能性もあります。

シャープネスが劣っても暗所および近景ではそれほど気にならない

一般的に暗所に強いピクセルピッチの大きなセンサーのカメラにはローパスフィルターが入っています。

例えばSony a7SM1/a7SM2などがその代表的なカメラになりますが、同じa7シリーズでローパスレスのa7Rシリーズと比べるとかなりソフトな映像になり、日中屋外で撮影することを考えるとVR動画向きなカメラとは言いづらい感じです。

しかし、ピクセルピッチの大きなセンサーの本領を発揮できる暗所での動画の場合はシャープネスがなくてもそれほど気にならなくなります。恐らく肉眼で見ても暗所はシャープネスが無いのが普通ですからソフトな映像を見てもそれほど違和感を感じないのではないかと思います。

また、室内などで人物をなどを撮影するような近景撮影の場合もシャープネスが強すぎると逆に映像が汚く見えてしまうためローパスフィルターが入っているくらいのソフトな映像の方が綺麗に見える場合も少なくないので、暗所や室内撮影の場合においてはローパスフィルターの有無はあまり気にしなくても良いかもしれません。。

オーバーサンプリングが効けばよりシャープになる

カメラの動画スペックをチェックしていると「オーバーサンプリング」などで高画質を謳っているものがあります。

Sonyのa7RM2/M3などがその代表的なカメラですが、オーバーサンプリングとは要するに大きく撮影したものを後からギュッと小さくして密度のある映像にするというようなものでオーバーサンプリングを効かした映像は効かさない映像と比べるとかなりシャープになります。

Sonyのa7RM2/M3の場合フルサイズモードとSuper35モードの両方でオーバーサンプリングが効かせられますが、フルサイズモードで撮影するよりもSuper35モードで撮影した方ががより顕著に効くのでSuper35モードの方の画質が良くなります。

同様にSony a6500も通常の4Kモードで撮影した場合オーバーサンプリングは行われませんが、Super35モードで撮影した場合はオーバーサンプリングが効くためSuper35モードで撮影したほうが断然画質が良くなります。

このあたりはハッキリわかるレベルで画質が違いますからいくつかのモードで撮り比べをして画質が良いモードを選択して撮影するようにした方が良いと思います。

カメラ台数の考慮

パノラマ写真などの場合は望遠レンズを使用したマルチロー撮影などの方法で解像度をいくらでも上げることが出来ますが、VR動画の場合はカメラの台数を増やすしか解像度を増やす方法がありません。(使用するカメラが同じ場合)

ボディの小さいアクションカメラなどであればカメラの台数を増やすこともまだ現実的でしたが、ミラーレスかめらなどの大きなセンサーを持ったカメラの場合は、ステッチの問題、撮影の容易さなどを考えると、カメラの台数は3台以下で行うのが現実的です。4台以上になるとステッチラインも複雑になりますしステッチ作業も急激に作業が増えて大変になります。

VR向きなカメラの特徴とリスト

VR向きなカメラとそうでないカメラの見極めのポイントを書いてもましたが、上記を考えていくと、結局はVR動作の撮影も通常の動画と同じく適材適所で用途に応じて使い分けるというのが正しいように思います。一つの機材で全ての撮影というのがそもそも無理があるわけですね。

そんなわけで私感ですが最後に用途と適した機材についてまとめてみたいと思います。

高画素/日中/屋外

● 一体型プロ用VR撮影カメラ

空撮/移動

● 一体型コンシューマ用VR撮影カメラ

高画素/高画質/日中

● Panasonic GH5(HAL250 3.6)
● RED HELIUM(HAL250 4.3)
● RED MOMSTRO(HAL250 6.0)

高画素/高画質/室内

● RED MOMSTRO(HAL250 6.0)
● Sony VENICE(HAL250 6.0)

高画質/日中

● Sony a7RM2/M3(HAL250 3.6)
● Panasonic GH5(HAL250 3.6)

高画質/室内

● RED MOMSTRO(HAL250 6.0)
● Sony VENICE(HAL250 6.0)
● Sony a7SM2(HAL250 6.0)
● Panasonic GH5s(HAL250 3.6)

高画質/暗所

● RED MOMSTRO(HAL250 6.0)
● Sony VENICE(HAL250 6.0)
● Sony a7SM2(HAL250 6.0)
● Panasonic GH5s(HAL250 3.6)

本体価格を度外視すればVR撮影で非常にVR向きだと感じたのはSonyのVENICEでした。
フレームレートは30fpsに限定されてしまいますが画質や解像度などトータルのバランスが非常に良かったです。

以上、高画質なVR撮影で使用するカメラ選定のポイントについてまとめてみました。