8ビット vs 32ビット浮動小数点

8ビット vs 32ビット浮動小数点

ビット深度は、各ピクセルチャンネルが保存できる情報量を決定します。8ビットでは、各チャンネルは0から255までの256の値を取ることができます。これはコンピュータのメモリが限られていた時代には十分に思えましたが、VFX作業には実際の問題を引き起こします。8ビット画像を明るくしようとすると、256の値の間のギャップが滑らかなグラデーションではなく、醜いバンドとして見えるようになります。これはバンディングと呼ばれ、修正するのは悪夢です。

16ビットでは、チャンネルあたり65536の値が得られ、はるかに滑らかです。グラデーションはよりきれいに見え、品質が低下する前に露出や色を調整する余裕があります。ほとんどの中間VFX作業では16ビット整数が使用され、品質とファイルサイズのバランスが良好です。しかし、16ビットにも限界があります。あまりに押しすぎると、やはりバンディングが発生し、純粋な白よりも明るい値を表現することはできません。

32ビット浮動小数点は別物です。整数値を保存する代わりに、仮数と指数を持つ浮動小数点数を使用します。これは科学的記数法と同じです。これにより、非常に広い範囲の値を扱えます。0.001も10000も同じように簡単に表現できます。これはHDRレンダリングにとって極めて重要です。なぜなら、現実世界の光は白で止まらないからです。光源は白い紙の10倍明るくなることがあり、それを正しく保存するには浮動小数点が必要です。

カラー補正やコンポジット操作を行うとき、32ビット浮動小数点は計算の精度をすべて保持します。2つの値を掛け合わせると、丸め誤差ではなく正確な結果が得られます。これは、グロー、モーションブラー、被写界深度など、正確な色計算を必要とするエフェクトにとって非常に重要です。これらの操作を8ビットで行うと、訓練された目にはすぐにわかる誤った結果が得られます。

実際のパイプラインでは、異なる段階で異なるビット深度を使用します。最大品質のために32ビット浮動小数点または16ビットで撮影およびレンダリングします。精度を保つためにコンポジットは32ビット浮動小数点で行います。MP4やWeb動画などの配信用フォーマットに変換するのは最後の最後だけにします。これにより、クリエイティブプロセス全体で品質を維持し、最終配信に必要な分だけを失うことになります。