デジタルとフィルム写真の比較 - 百科事典

21世紀初頭、消費者向けデジタルカメラが普及した後、写真家や映画製作者たちはデジタルとフィルム写真のメリットを考慮しました。デジタル写真とデジタル撮影は、静止画フィルムや動画フィルム撮影と比較して、それぞれの長所と短所があります。21世紀において、写真はほぼデジタル化しましたが、伝統的な化学的な方法も多くのユーザーやアプリケーションに引き続き役立っています。

イメージクオリティ


= 空間解像度 =
デジタル写真の視覚品質は、いくつかの方法で評価できます。画像のピクセル数はその空間解像度に関連しており、しばしば優れた性能の指標として使用されます。画像センサー内のピクセルの量は百万に数えられ、「メガピクセル」と呼ばれます。センサーピクセル密度は、そのセンサーでキャプチャされた画像の最終出力解像度に制限を設けます。他の要因としては、バイエルパターンや他のフィルターによるデジタルセンサーの効果や、生のセンサーデータを画像ピクセルに補間するために使用される画像処理アルゴリズムがあります。ほとんどのデジタルセンサーは長方形のグリッドパターンで配置されており、平行線などの特定の画像にモアレパターンのアーティファクトが影響を与えます。フィルムは、エマルション内の銀塩のランダムな向きによってモアレに影響を受けませんが、これらの銀塩のパターンは拡大すると「グレイン」と呼ばれるパターンとして最終出力に現れます。

フィルム画像の解像度は、画像を記録するフィルムの面積（35mm、中規格、大規格）とフィルムの感度に依存します。35mmフィルムカメラで撮影された写真の解像度の推定は異なります。細粒度の高いフィルムを使用すると、より多くの情報が記録できますが、質が悪いレンズや粗粒度の高いフィルムを使用すると、画像の解像度が低下します。36mm×24mmのISO 100速度のフィルムのフレームは、最初は2000万ピクセルに相当すると推定され、平方ミリメートルあたり約23,000ピクセルです。

多くのプロフェッショナルクラスのフィルムカメラは、中規格や大規格のフィルムを使用します。これらのメディアは比較的広い画像領域を提供するため、多くの消費者向けデジタルカメラよりも高い解像度の画像を記録できます。上記のピクセル密度に基づいて、中規格フィルム画像は60mm×60mmフレームの場合、約8300万ピクセル、60mm×90mmフレームの場合、約1億2500万ピクセルの相当の解像度を記録できます。大規格では、4x5インチフィルムは約298.7百万ピクセル、8x10インチフィルムは約1億2000百万ピクセルを記録できますが、デジタルシステムと同様に、レンズの光学的品質がフィルムエマルションの解像度の可能性を低下させます。

= ノイズとグレイン =
検出光電流の自発的な変動によるショットノイズは、電子画像の暗いエリアにランダムなピクセル色と明るさの変化を引き起こして画質を低下させます。フィルムのグレインは均一で繊細なトーンのエリアで明確になります。グレインとフィルムの感度は関連しており、より感度の高いフィルムではより明確なグレインがあります。同様に、デジタルカメラでも、高い感度設定で撮影された画像は低感度設定で撮影された画像よりも多くの画像ノイズを示します。

しかし、どちらの技術でも固有のノイズがあるにもかかわらず、色の面では、デジタル写真は同等の感度のフィルムよりもはるかに少ないノイズ/グレインを持っていることが広く認識されています。これにより、画質において優位性があります。ブラックアンドホワイト写真では、グレインが画質においてより肯定的な役割を果たし、比較はあまり有効ではありません。

デジタルカメラのノイズは、色歪みやカラーレッドのパターンを生じさせることがあり、屋内照明では特にブルーコンポーネントに最も悪く、レッドコンポーネントに最も悪くありません。ほとんどのデジタルカメラは、長時間の露出に対してノイズを軽減するためにノイズレダクションを行います。非常に長い露出では、最終画像にノイズが影響を与えないように、画像センサーを低温度で作動させます。フィルムのグレインは露出時間に影響を受けませんが、長時間の露出ではフィルムの边际感度が変化し、逆応答失敗と呼ばれる現象が生じます。

= オートフォーカスとオートエクスポジションシステム =
伝統的な露出計測やオートフォーカスシステムは、低忠実度の二次センサーを使用しており、読み取りは通常低忠実度（例えば、様々な画像エリアからの非常に小さな平均値）であり、実際に記録された画像に対応していないことがあります。例えば、平行性の問題や、偏光、スペクトル応答、振幅応答、センサーシステム内の光学要素の光学歪み、散乱光への感度、焦点平面のずれなどによるものです。

ほとんどのデジタルカメラは、リアルタイムで画像記録に使用される同じセンサーから画像情報をキャプチャし、分析することができます。この情報を使用して露出や焦点の決定を行うことで、対向問題や調整の問題が自然と解消し、二つの計測センサーのコストも削減されます。

=ホワイトバランス=
フィルムは、通常、別々のフィルムを使用してシーンのホワイトバランスを考慮（通常、太陽光やトーケンランプの2つのバリエーション）したり、フィルターを使用します。多くのフィルムカメラには、カメラに取り付けられたフィルムの種類をユーザーが追跡するためのダイヤルがあります。


= динамический диапазон =
ダイナミックレンジは、デジタルとエマルション画像の品質の重要な要素です。フィルムとデジタルセンサーは、光の量に対する非線形応答を示し、ダイナミックレンジの端近くでは、露出不足や過露光に近づくと特に非線形応答を示します。エマルションフィルムの非線形ダイナミックレンジや飽和度は、写真家にとってよくある効果と考えられ、色、コントラスト、明るさの歪みはフィルムの種類によって大きく異なります。エマルションフィルムには、色レベルの連続的なが非常に限られた範囲がありますが、一方でデジタルセンサーは整数の数値を格納し、色の広範な断片レベルを出力します。異常な場合で、ノイズによって隠されない場合は、バンドングが見られ、特にシャドウやハイライトエリアでの詳細が失われます。

デジタルカメラメーカーは、製品のダイナミックレンジの改善に一貫して取り組んでいます。現代のカメラは14スツップ以上のダイナミックレンジを持っています。一部のカメラには、ハイダイナミックレンジ画像ソフトウェアと連携して使用するための自動露出ブレーキングモードがあります。アナログ出力メディアも、色素ベースのインクジェットメディアと比較してより限られたダイナミックレンジを持っています。


=便利さと柔軟性=
柔軟性と便利さは、デジタルカメラの普及に貢献した理由のひとつです。フィルムカメラでは、ロールが処理される前に完全に露出されます。フィルムが返却されたときには、写真を見ることができますが、多くのデジタルカメラには、画像を撮影後すぐに確認できる液晶ディスプレイが装備されています。写真家は不必要な写真を削除したり、必要に応じてリショットすることもできます。印刷したいユーザーは、必要な写真だけを簡単かつ迅速に印刷できます。

写真フィルムは、特定の色温度と感度（ISO）の特性で作られています。照明条件は、しばしばフィルムのスペックと異なる特性を要求し、フィルターや処理での修正が必要です。デジタル写真では、色温度や感度を撮影ごとに手動または自動で調整できます。

デジタル画像は、パーソナルコンピュータやオフラインストレージ（例えば、小さなメモリカード）に便利に保存できます。プロフェッショナルクラスのデジタルカメラは、センサーからの出力をそのまま保存するローカル画像フォーマットで画像を保存できます。適切なソフトウェア（例えば、Adobe PhotoshopやGNUプログラムGIMP[dcrawを使用して生のファイルを読み込む]）を使用して編集すると、ユーザーはコントラスト、シャープネス、色バランスなどの特定のパラメータを操作し、画像を作成する前に調整できます。JPEG画像も同様に操作できますが、通常はそれほど正確ではありません。消費者向けカメラにはこの目的のためにソフトウェアが提供されています。デジタル写真は、大量のアーカイブ文書を素早く収集し、便利さ、低コスト、文書の使用における柔軟性を向上させます。

フィルムにはいくつかの利点があります。現代のフィルムカメラは、現代のデジタルカメラよりもエネルギーを消費せず、小さなバッテリーでも長持ちします。特に古いフィルムカメラでは、バッテリーが不要で動作することがあります。バッテリーが必要でないカメラは、完全に機能しない場合もありますが、計器や特定のシャッタースピードなどの一部の機能が失われる可能性があります。バッテリーは通常、計器だけで動作するため非常に小さく、長持ちします。これにより、電気やバッテリーのソースにアクセスできない長い時間を過ごす人にとって非常に便利です。

= フィルム速度 =
デジタルカメラは、フィルムと比較して非常に高い速度（光の感度）を持っており、暗い場所や非常に短い露出でより良い性能を発揮できます。デジタルカメラの効果的な速度は、いつでも調整できますが、フィルムカメラでは速度を変更するためにフィルムを変更する必要があります。しかし、フィルムはデジタルよりもはるかに低いフィルム速度が利用可能であり、ISO 100や400よりも低くはなりません。色と白黒フィルムともに、ISO 50のフィルムが販売されています。これにより、高照度条件下でのより良い画像が得られ、滑らかな画像と低グレインが得られます。一方で、白黒フィルムはさらに低いISO（20または25）で販売されており、2022年現在、商業的に販売されている最も低いISOは0.8（FPP Super Positive）で、非常に高いコントラストの画像を撮影することができます。

= 清潔さ =
画像平面の埃は、写真家にとって恒常的な問題であり、特にデジタル写真においてはその通りです。DSLRカメラは特に埃の問題に悩んでおり、センサーはその場所に固定されているため、フィルムは各露出ごとにカメラ内を進むのとは異なります。カメラ内のデブリ、埃や砂がフィルムを傷つけることがあります。一粒の砂が一巻のフィルムを損傷させることもあります。フィルムカメラが年をとると、フィルム送りチャンネル内の内部部分にバリが生じます。デジタルSLRでは、埃は避けにくいですが、画像エディターソフトウェアを使用して簡単に修正できます。一部のデジタルSLRには、埃を取り除くための振動や衝突システムがあり、ソフトウェアが埃の位置を覚え、画像からエッジの付いたピクセルを取り除くことができます。

コンパクトデジタルカメラには固定レンズが装備されており、これにより埃が画像エリアに入りにくくなります。同様のフィルムカメラは、しばしば軽量密閉性ではありません。いくつかの現代のDSLRカメラ、例えばオリンパスE-3は、この問題を避けるために広範囲の埃と天候密封を取り入れています。


コスト

フィルムとデジタル画像システムは、異なるコスト重点を持ちます。デジタルカメラは、フィルムと比較して購入価格がはるかに高くなりますが、競争の激化により価格は急速に低下しています。一方で、フィルムカメラは購入価格が非常に低価であり、特に中古品の場合ですが、継続的なフィルムと開発コストが必要です。しかし、デジタル領域では、技術の変化が常に続いているため、デジタルユーザーはデジタルカメラがすぐに時代遅れになるたびにアップグレードや他の機器を購入することを正当化することができます。デジタル写真のコストには、特別なバッテリー、メモリカード、長期データストレージが含まれます。デジタル編集ソフトウェアのコストも非常に高くなることもあります。2010年代初頭から非常に高い品質のスマートフォンカメラが登場し、低価格の小センサーデジタルカメラを迅速に置き換えています。この結果、メーカーは高級モデル、例えばコンパクトシステムカメラや大センサーコンパクトに注目しています。iPhone X、Samsung Galaxy S8、Nokia Lumia 1020などの携帯電話は、より安価な専用カメラと比較して優れた画像を撮影できます。インクジェットプリンタは、デジタルファイルから安価かつ簡単に低品質の印刷を行うことができますが、高品質のインクジェット印刷は、初期的な画像ソースに関係なく、湿式写真プロセス印刷と比較してコストが同等です。

フィルム産業

映画とデジタルの議論には、フィルム産業固有の議論があります。

ほとんどのデジタルシネマは2Kまたは4K解像度で表示されていますが、2Kは消費者向けの1080p HDフォーマットよりもわずかに高い解像度しかありません。

クリストファー・ノーラン、ポール・トーマス・アンダーソン、クエンティン・タランティーノなどの高知名度の映画監督は、すべて公然とデジタルシネマとデジタル撮影を批判し、フィルムとフィルムプリントの使用を推奨しています。最も有名なのは、タランティーノが2012年に発表したように、彼はフィルム撮影ができるものの、多くのアメリカの映画館では35mmプリントを投影することができず、デジタル化が急速に進んでいるため引退したいと述べました。ポール・トーマス・アンダーソンは最近、彼の映画「マスター」で数年ぶりに最も多くの70mmフィルムプリントを作成しました。彼らと同様に、ピーター・ジャクソン、ギジェルモ・デル・トロ、ジョージ・ルーカス、ジェームズ・キャメロンのような多くの映画監督は、デジタルシネマとそれが提供するより高いフレームレートの可能性を絶えず支持しています。


参考資料


リンク


フィルム対デジタル写真の比較:Published Comparisons: Film versus Digital Photography
Digital vs. Film (The Real Deal) - Nikon D300 vs. Fuji GS645s
DIGITAL SLR vs. FILM SCANS