スマートフォンのカメラの革新のペースは、驚くべきものです。
2002年に公開されたジョージ・ルーカス監督の『スター・ウォーズ エピソード2 – クローンの攻撃』を考えてみましょう。
適切なカメラ機材を買う余裕のなかった低予算のミニシアター映画のことをご存知ですか？
この映画は、オールデジタル映画撮影への最初の大きな進出の 1 つであり、最高 2K 解像度のカメラが使用されていました。
2015 年以降に発売された iPhone または Android スマートフォンをお持ちの場合は、ポケットに収まるカメラを使用して 4K動画を撮影できます。 そして、10 年余りで、消費者向けテクノロジーは、高額な予算を投じた一流の映画用機器の解像度を 2 倍以上に高めました。
アマチュア、または単なる低予算で撮影したいプロのビデオグラファーにとって、今は非常に良い時期です。
しかし、高額なビデオ機材をポケットに入れて持ち歩いているのに、撮影したものがすべて映画品質にならないのはなぜでしょうか?
通常、スマートフォンの動画と高額なカメラ機材で撮影した動画の違いを見つけるのは簡単です。
多くの場合、主な違いは解像度ではなく、カメラの動きにあります。
そこでジンバルの出番です。ジンバルはスマートフォンに接続して、カメラをどのように動かしても滑らかな映像を提供できる強力なツールです。
これはカメラのメカスーツのようなもので、不要な揺れや振動に対してカメラを無敵にし、スマートフォンの映像を映画のような品質に引き上げます。
Contents
古いアイデアに追加された新たなひねり
カメラを動かし始めたときから、私たちは不要なカメラの動きの問題に対応する必要がありました。 映画史のほとんどにおいて、真に効果的な手ブレ補正装置は、高額な製作費と専門技術者のみが使用できるものでした。
『ロッキー』の象徴的な「ステップ」シーンは、当時最先端のステデカム機材で撮影され、当時の価格は約 6 万ドルでした。
しかし、2010 年代初頭、スマートフォンによる写真撮影とかつてないほど強力になった消費者向けデジタル一眼レフカメラの登場により、メーカーはより小規模な製品を考え始めました。
すぐにハンドヘルドジンバルが誕生し、最初はデジタル用に、その後すぐにスマートフォン用に誕生しました。
このジャンルの初期の機材は今日ほど強力ではありませんでしたが、基本的なコンセプトはあまり変わっていません。カメラは機械式の手ブレ補正アームに取り付けられており、センサーとモーターを使用して不要な動きをリアルタイムで補正します。
実際、ジンバルの概念は 2010 年代初頭よりもはるかに遡ります。 基本的なアイデアは、カメラではなく墨壺や香炉を安定させるために使用されるジンバルではあったものの、紀元前 200 年頃にギリシャ人によって作成され、その後すぐに中国人によって作成されました。 そしてジンバルは、何千年もの間、波の荒い海に直面しても航行機器が安定した状態を保つために使用されてきた、海洋技術の重要な部分です。
ジンバルはどのような動きを補正できるのか?
単純なジャイロスコープを見たことがあるなら、ジンバルの内部で動作している基本原理を知っているでしょう。
スマートフォンを手に持っている様子を想像してください。
- 手首を左右にひねると、それがパン軸です。
- 手首を前後に傾けると、それがチルト軸です。
- 向きを縦から横に変更すると、それがロールです。
3 次元空間内のすべてのオブジェクトはこれら 3 つの軸を中心に回転します。そして、3 つの連動するリングで構成される古典的なジャイロスコープを想像すると、これらの各リングの動きがこれらの運動軸の 1 つに対応していることがわかります。
その名の通り、ジンバルは本質的に非常にハイテクなジャイロスコープです。 カメラがこれらの方向のいずれかに移動すると、内部モーターが同じ、しかし反対の動きで補正します。
ジンバルには、2 軸と 3 軸という 2 つの基本的な種類があります。
3 軸ジンバルは上記の 3 つの回転軸すべてをカバーしますが、2 軸ジンバルはチルトとロールのみをカバーします。 経験豊富なビデオグラファーの中には 2 軸ジンバルから優れたパフォーマンスを引き出すことができる人もいますが、3 軸ジンバルはより多用途性を提供し、現在では業界標準となっています。 一般に、2 軸ジンバルは、ダイナミック撮影ではなく、固定された視点からの静止画撮影やビデオ撮影に適しています。
慣性計測ユニット (IMU：Inertial Measurement Unit）とは何?
不要なカメラの動きは 3 つの回転軸だけで発生するわけではありません。 前後、左右、または上下の軸に沿って移動することによってもカメラが揺れる場合があります。
Insta360 Flowのような高性能なジンバルは、慣性測定ユニット (IMU) と呼ばれる機器を使用してカメラのあらゆる動きを測定します。 このセンサーのコレクションは、ジャイロスコープの回転センサーと、あらゆる方向の加速度を測定するジンバルの加速度計からの追加測定値を組み合わせます。
なぜジンバルをカメラの外側に設置する必要があるのか?
ジンバルは非常に軽量で持ち運びに便利ですが (最高のものは非常にコンパクトに折りたためます)、それでもキットに追加のギアの 1 つとして機能します。
なぜカメラの外側に設置する必要があるのか不思議に思うかもしれません。 不要な動きを修正できるのであれば、なぜそれをカメラ内で修正しないのでしょうか?
その答えは、スマートフォンのカメラ本体が基本的に小さすぎて、動的なカメラの動きを機械的に安定させるために必要な種類の機器を使用できないということです。
内蔵の手ブレ補正機能を使用すると、次の 2 つのトレードオフのいずれかになります。(i) スマートフォン本体の非常に制限された範囲内で限定的な形式の機械的手ブレ補正を適用しようとする光学式画像安定化機能を使用して、標準以下の結果を生み出すか、( ii) 画像をトリミングするだけのデジタル手ブレ補正を使用し、解像度と画質が著しく低下する代わりに、多少は優れた手ブレ補正を実現します。
このため、携帯性と精度を兼ね備えた外部アクセサリーを使用する必要があります。
ブラシレスモーターとは何？
すべてのモーターには、ステーターまたは固定部分とローターまたは回転部分の 2 つのコア部分があります。
従来のブラシ付きモーターには、ローターとステーターを接続するブラシと呼ばれる物理的な接触点があります。 ステーターはブラシを介してローターに電流を流し、そこで機械エネルギーに変換されます。
ブラシは熱、摩擦、ノイズを発生し、時間の経過とともに磨耗しますが、これらはいずれも、撮影中にカメラの横にある機材としては好ましくない特性です。
一方、ブラシレスモーターは、磁界を使用してステーターからモーターにエネルギーを伝達します。 これにより、静かな動作と、その場で微調整を行うのに必要な極めて高い精度が可能になり、まさに高性能ジンバルに必要なものとなります。
ジンバルは修正すべき動きをどのように感知するのか?
ジンバルがあらゆる方向の動きを補正できる場合、過剰補正はどのようにして回避できるのでしょうか? 結局のところ、多くのカメラモーションは意図的なものです。
この質問にはそれほど単純な答えはありません。
どの動作が許可され、どの動作が許可されないかの決定は、ジンバルのセンサーが意図的な操作と意図しないジッターを区別できるようにする一連の高度なアルゴリズムとヒューリスティックによって決まります。
Insta360 Flowで使用されているような高度なAI技術は、違いを見極めるのに役立ちます。
また、ユーザー制御の撮影モードは、特定の状況でどのような種類の動きに注意すべきかをジンバルに伝えることができます。 たとえば、Insta360 Flowは ディープトラック3.0 を使用しており、あらゆる被写体をロックオンし、被写体のスムーズな追跡とフレーミングのすべての作業をジンバルに行わせることができます。
ジンバルを探すときに考慮すべきことは?
サイズ、携帯性、バッテリー寿命は、ジンバルを選択する際の重要な考慮事項です。 ジンバルのソフトウェアサポートも評価する必要があります。 高度なコントロールは、調整に使用するアプリが複雑すぎると役に立ちません。そのため、ジンバルアプリは、その機能を最大限に活用するための大きな要素となります。 Insta360 Flow はInsta360カメラの統合アプリInsta360アプリを使用して、スマホでは実現できない様々な制御や編集機能を利用することができます。詳しくは「スマホ用ジンバルInsta360 Flow ：アプリを使用した操作方法」をご覧ください。 ジンバルに求められる主要な機能と利点にについては、こちらの記事「スマートフォン用ジンバルの必要性とは?」をご覧ください。
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