1080pと1080iの違いは何ですか?

HDTV ディスプレイと HD メディアコンテンツには 1080p および 1080i という表記が付いていますが、その表記は正確には何を意味し、購入や視聴の決定にどのような影響を与えるのでしょうか?

今日の質疑応答セッションは、コミュニティ主導の Q&A Web サイトのグループである Stack Exchange の下位部門である SuperUser のご好意で提供されました。

質問

スーパーユーザーの読者である Avirk は、HDTV とそのコンテンツで見られる名称と、それがコンピュータ画面にどのように適用されるかについて興味を持っています。彼は書く：

私は 1080p の解像度を何度も見たことがあり、それが 1080 ピクセルを意味することは知っていますが、HDTV のオプションが 1080i であることも見たことがあります。そこで、それらの正確な違いを知りたいのですが、ラップトップでも 1080i ビデオ品質を利用できますか?

Googleで調べたところ、1080pではなく1080Pということもありましたが、それらの間に違いはありますか、それとも同じことを表しますか？

物事の真相を知るために、SuperUser の寄稿者の回答を詳しく調べてみましょう。

答え：

SuperUser の寄稿者 Rsp は、1080p と 1080i の違い、およびどちらが他方よりも望ましい場合について詳しく説明しています。彼は書く：

ここの回答とコメントには、説明が必要な軽微な欠陥から重大な不正確さまで、さまざまな問題が見られます（それ以外の点では非常に良い情報を提供する、投票数の多い回答でも）ため、何らかの説明が必要だと思います。

質問は具体的には、1080p と 1080i の違いは何ですか?まず、主な類似点と相違点の概要を説明し、最適な形式を選択する方法についていくつかのヒントを追加してから、ここで見つかった問題について説明します。

以下に示す情報の一部は、コンピューターのモニターでのインターレースに対する私の回答を基にしていますが、1080p と 1080i の違いの主題に厳密に従うように書き直されています。

解決

1080p と 1080i は両方とも 1080 水平ラインの垂直解像度を持ち、ワイドスクリーンアスペクト比 16:9 では解像度 1920 × 1080 ピクセル (2.1 メガピクセル) になります。 1080i の垂直解像度が 1080p より低いというのは真実ではありません。

フレームとフィールド

1080p は、フレームを扱うフレームベースまたはプログレッシブスキャンのビデオです。フレームレートがあり、1 秒あたりのフレーム数で表されます。

1080i は、フィールドを扱うフィールドベース、インターレース、またはインターリーブビデオです。フィールドレートがあり、それは 1 秒あたりのフィールド数で表されます。

フィールドにはフレームのラインの半分 (偶数ラインまたは奇数ライン) が含まれます。1 つのフィールドが偶数ラインで構成されている場合、次のフィールドは奇数ラインで構成されます。

周波数

1080p のフレームレートは、PAL 国のテレビでは 25 フレーム/秒、NTSC 国のテレビでは 30/1.001 フレーム/秒、映画の場合は 24 フレーム/秒です。

1080i のフィールドレートは、PAL 諸国では TV で毎秒 50 フィールド、NTSC 諸国では毎秒 60/1.001 フィールドです。

(NTSC では 1 秒あたり 30 フレームと 60 フィールドではなく、実際には 30/1.001 と 60/1.001、つまり約 29.97 と 59.94 であることに注意してください。しかし、その違いは重要です。その理由については、Wikipedia で NTSC カラーエンコーディングについて読んでください。)

それをどう考えるか

1080p、25 フレーム/秒: 1 秒あたり 25 枚の写真を撮影し、ビットマップとして保存していると想像してください。すべてのフレームは、特定の瞬間の全体像です。そのフレーム内のすべてのピクセルが同時にキャプチャされました。

1080i、毎秒 50 フィールド: 毎秒 50 枚の写真を撮影しているが、毎回ビットマップの半分だけを保存していると想像してください。奇数ラインを保存する場合もあれば、偶数ラインを保存する場合もあります。 (これは、垂直解像度が低い画像を保存するのと同じではないことに注意してください。) 各フィールドは、特定の瞬間の画像全体の半分です。そのフィールド内のすべてのピクセルが同時にキャプチャされました。

半分 50 枚 ≠ 完全な写真 25 枚

ここでのいくつかのコメントとは異なり、50 Hz のインターレースビデオは 1 秒あたり 25 枚の完全な画像が表示されることを意味しません。これは、写真の半分が 50 枚表示されていることを意味しますが、それらは毎秒 50 の異なる瞬間に撮影された 50 枚の異なる写真の半分です。 1 秒あたり 50 枚の完全な写真がないだけでなく、完全な写真がまったくありません。

1080iの問題

インターレースは多くの問題を引き起こします。たとえば、次のようなことは簡単にはできません。

ビデオを拡大縮小する

ビデオを回転する

ビデオをスローモーションにする

ビデオを高速モーションにする

ビデオを一時停止する

静止画フレームを取得します

ビデオを逆再生する

多少のトリックをしたり、品質を損なうことなく。プログレッシブビデオでは、こうした問題は発生しません。さらに、コーデックでは完全なフレームを扱うことができないため、ビデオのエンコードはさらに難しくなります。

1080p の問題

欠点は、現在使用されている 1080p のフレームレートが 1080i のフィールドレートの半分しかないため、動きが著しく滑らかではないことです。実際、流体がちょうど 2 倍少なくなり、非常に多くなります。この現象は、LCD 画面 (CRT ディスプレイとは異なり、本質的にプログレッシブです) に表示できるようにビデオをインターレース解除する大型のフラット TV で見ることができます。これが、非常に高解像度の画像を表示する原因になりますが、ぎくしゃくした画像が表示されます。モーションといくつかのインターレース解除アーティファクト。

もう 1 つの問題は、通常、TV 放送には 1080i が必要であるということです。これは、一部のアプリケーションでは 1080p がまったく不可能であることを意味します。

両方の長所

将来、1 秒あたり 50 または 60/1.001 フルフレームのプログレッシブ 1080p を使用すると、最終的には上記の問題が解決される可能性がありますが、カメラ、ストレージ、編集システムを含むまったく新しい範囲のスタジオ機器が必要になるため、おそらく実現しないでしょう。近いうちに。 HD ビデオ機器の接続に広く使用されている SDI 規格には十分な帯域幅がありません。

現在、プログレッシブスキャンで滑らかな動きを実現する唯一の方法は、フレームレートが 1080p の 2 倍である 720p ですが、解像度は (1920 × 1080 ピクセルではなく) 1280 × 720 ピクセルのみです。一部のアプリケーションでは問題が発生します。 720iはありません。

結論

ここには明確な勝者はいません。

更新: 適切な形式を選択するための一般的なガイドラインをいくつか示します。

ハイビジョンテレビ用ですか？ 1080i または必要なものを使用してください。

標準解像度テレビ用ですか? 720p を 使用してから 576i または 480i に変換します。*

それはインターネット用で、滑らかな動きよりも解像度が重要ですか? 1080p を使用します。

インターネット用で、解像度よりも滑らかな動きが重要ですか? 720p を 使用します。

(すべて、1080p のフレームレートが 25 または 30/1.001 フレーム/秒、1080i のフィールドレートが 50 または 60/1.001 フィールド/秒、720p のフレームレートが 50 または 60/1.001 フレーム/秒であることを前提としています。現時点では、50 または 60/1.001 フレーム/秒、あるいはそれ以上のフレームレートを持つ 1080p のような高解像度のプログレッシブフォーマットが将来的にこの推奨事項を廃止することを願っています)。

*) 番号 2 については、ターゲットフォーマットが PAL または SECAM の場合は 720p のフレームレートが 50 fps、ターゲットフォーマットが NTSC の場合は 60/1.001 であることを確認してください (残念ながら、両方に変換できるフォーマットは存在しないことを意味します) PAL/SECAM および NTSC)。録画に 720p を使用することをお勧めする理由は、すべてのフレームがインターレースなしで完了し (必要に応じて欠落しているラインを作成するよりも、最後に 1 行おきに破棄する方が簡単です)、ある程度の余分な解像度がある場合に、編集プロセスを大幅に簡素化するためです。たとえば、結果がぼやけて見えることなく画像をわずかにズームすることができます。 (SD PAL または NTSC TV 放送用の素材を準備するために 720p を使用して嫌な経験をした人がいる場合は、この推奨事項を更新できるようにコメントしてください。)

問題点の説明

これらは、ここでの回答とコメントで見つけた、説明が必要だと思われる部分です。

ほとんどの場合、プログレッシブスキャンの方が望ましいです。

確かにプログレッシブスキャンの方があらゆる点で優れていると思いますが、インターレースの考え方について理論的に話しているのではなく、特に現在使用されている 1080p および 1080i 規格について話しているのであれば、1080i は多くの場合、次のような用途に必要であるという事実を考慮する必要があります。 TV 放送および 1080p から 1080i への変換では、動きがぎくしゃくする結果になります。

ほとんどの場合、P の方が I よりも優れていると私は信じていますが、これが重要です。

繰り返しますが、他の条件が同じであれば、プログレッシブはインターレースよりも優れていますが、フレームレートがインターレースビデオのフィールドレートより 2 倍小さいプログレッシブビデオ (1080p と 1080i の場合) は、特に次のような場合には大きく異なります。 TV 放送には高フィールドレートのインターレースビデオが必要ですが、低フレームレートのプログレッシブ記録素材からは高フィールドレートを再生できません。

[1080i では] すべての奇数ラインが表示され、その後にすべての偶数ラインが表示されます。これは、常に解像度の 1/2 (540 ラインまたはピクセル行) だけが画面に表示されることを意味します。つまり、常に 540 ピクセル行のみが表示されます。

いいえ、LCD の場合は常に 1080 ラインすべてが表示されますが、CRT ディスプレイの場合は、通常、常に半分よりはるかに少ないラインが表示されます。これは 1080i と 1080p の両方に同様に当てはまります。

「常に 540 ピクセル行のみが表示される」という表現は、非常に誤解を招きます。通常、1080 行のピクセルすべてが一度に表示されます (たとえそうでなかったとしても、人間の目にはそう見えるでしょう) が、どのフレームでもそのうちの半分だけが更新されます。事実上、半分に削減されるのは解像度ではなくリフレッシュレートです。

「常に 540 ピクセル行のみが表示される」という表現が非常に誤解を招きやすいのは事実ですが、1080i ではリフレッシュレートが 1080p よりも 2 倍速いため、リフレッシュレートが半分になるというわけではありません。したがって、実際にはその逆です。

1080i60 は、1 秒あたり 60 のハーフフレーム (交互のライン) を取得していることを意味し、1 秒あたりの完全なフレームは 30 のみになります。

1080i60 では、実際には 1 秒あたり 60 フィールド (または「ハーフフレーム」) 未満のフィールドを取得できますが、1 秒あたり 30 (またはほぼ 30) の完全なフレームを取得できるという意味ではありません。実際、1 秒あたり 1 つの完全なフレームも取得できません。

その他のリソース

これは、フィールドベース (別名インターレースまたはインターリーブ) およびフレームベース (別名プログレッシブスキャン) ビデオの主題に関する最良のリソースだと私が考えるものです。

Chris Pirazzi によるビデオフィールドのすべて

Chris Pirazzi によるビデオシステムのプログラマーガイド

Wikipedia の次の記事も参照してください。

1080p

1080i

フレーム（ビデオ）

フィールド（ビデオ）

プログレッシブスキャン

インターレースビデオ

インターレース解除

この主題がある程度明確になることを願っています。