Final Cut Pro.jp

インターレースビデオの優先フィールドについて、Final Cut Pro.jpの見解を書いておきます。

今現在販売されている各種ノンリニアシステムについて、結論からいえば、以下のようになります。

●過去の640×480キャプチャーデバイス・コーデック＝システムによって異なる。
●D-1*＝システムによって異なる。FCP6では「下」、EDIUS 3(VELXUS)「上」など。
*（ITU.Rec 601をベースとするNTSC720x486サイズおよび同PALのSDビデオ）
※現在主流とされるのは「下」であるが、念のため確認が必要
※FCPでは、プリセットされているSD(D-1/DV)のすべてのコーデックは「下」
※参考：「HD/SDの優先フィールド」

●DV＝どのシステムにおいても「下」
●HD＝どのシステムにおいても「上」

■この技術情報が何に関係するのか
実務上関係してくるのは、次のような場合です。

・インターレース、特にSDサイズ（NTSC/PAL）を使用する作品
・いずれかのノンリニアで取り込んだムービーを別のノンリニアでそのまま使用するとき
・CGアプリケーションやAfter Effectsなど、コンピュータで作成したムービーを特定のノンリニアで使用するために書き出す場合
・HD/SDが混在する作品

ここからは、その根拠となる考察と検証です。

■インターレースについて
インターレースについての基礎的な部分はこちらを参照ください。
・FCP6マニュアルP1869「スキャン」
・Wiki「走査」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B5%B0%E6%9F%BB

■優先フィールドとは
デッキやカメラ、キャプチャー機器（コーデック）がF1→F2の順で1フレームを描くか、F2→F1の順で描くかによって、1フレームの中でF1とF2の時間的な前後が入れ替わるため、ムービーと再生システムのフィールドの順序が合っていないと正しく再生できない（画面内で物体が移動する場合に正常な動画でなくなる）。この「どちらが先に描かれるか」が優先フィールドとなる。

※優先フィールドが合っていない場合、動画が（29.97fpsの場合）約1/30秒ごとに「二歩進んで一歩下がる」ので、「ガタガタになる」「カクカクする」といった表現をする場合が多い。

※ブラウン管、およびデッキやカメラのNTSC/PALおよびHDの1080i60の出力をつないだ液晶ディスプレイ（インターレースモード）で表示する場合に顕著にわかるが、FCP（ならびにインターレースをシミュレーション表示しない通常のノンリニア）の編集画面では見かけ上プログレッシブとなるので気づかない場合があることに注意。

※優先フィールドが入れ替わってもF1とF2を足した1枚のフレームには変わりないので、時間に関係ない静止画面（物体が移動しない箇所）では見かけ上特に変化はない。
(2009.5.2修正)

詳しくは
・FCP6マニュアルP1870「優先フィールドについて」
を参照下さい。

■「優先フィールド」の別名
Final Cut Proでは「優先フィールド」という言葉を使っていますが、他のシステムでは別の呼び方をしているものがあります。

・優先フィールド(filed dominance)
・フィールドドミナンス(field dominance)
・フィールド順(field order)
・フィールドオーダー(field order)

これらは実質的に同じ事を意味します。

■優先フィールドの決まり

●少なくともD-1においては、規格上、特にどちらという決まりはない
●決まりがないので、優先フィールドはキャプチャーデバイスによって異なる
●つまり、実際にはキャプチャーデバイスから受け取ったコーデックに関係し、ビデオファイルの優先フィールドが決まる
●編集〜出力というプロセスの中で、出力デバイス（通常はKONA、DeckLinkなどのキャプチャーデバイス）と出力されるムービーストリームの優先フィールドは合っていないといけない
※SDI接続の場合、機器間を流れるのは（映像に於いては）汎用的な非圧縮D-1デジタル信号であり、Digital Betacam、DVCAM、DVCPROなど機器のテープ上のコーデックに依存しない。このため、SDIを介した機器のそれぞれで受け取る際に優先フィールドを決定していると理解できる。出力の際もデバイス内で決められた優先フィールドに従ってコーデックをデコードしてSDIに変換するため、ムービーの優先フィールドはこれに合っていないといけないと解される。（2009.5.2追記）
※アナログソースのキャプチャーでも、汎用アナログ映像信号を受け取ってデジタルコーディング（デジタイズ）を行なうのはキャプチャーデバイスであり、これ以降でビデオデータの優先フィールドが決定される。（2009.5.2追記）
●DVにおいては、IEEE1394を通じて機器の世代やOSに関わらずテープからダイレクトにDVストリームを取り込んで編集し、正しく出力できる。これはいわばデータコピーであり、テープ上で優先フィールドを持ったビデオデータをそのまま転送するだけである（iMovieではDVストリームの転送、Final Cut ProではQuickTimeでラッピングされる）。従って、事実上「キャプチャーデバイスはDVテープ」であり、テープ上に記録されるDVストリーム自体の優先フィールドが各種DV互換コーデックの優先フィールドの基準になる。そして、それは「下」となっている。（2009.5.2加筆）
●HDにおいては、文献は未確認であるが、事実上は（各ノンリニアの仕様を見る限り）一律で「上」とされている模様

■優先順位の呼び方
二つのうちのどちらが優先かを分けるための言い方にも、いくつか種類があります。

・奇数／偶数優先(Odd/Even field first)
・上／下優先(Upper/Lower first)
・トップ／ボトムファースト(Top/Bottom first)
・第一／第二フィールド優先(F1/F2 dominant)

いずれも、同じ意味です。
ただし、具体的に何を示すかは用語の定義を明確にする必要があります。
以下にそれを示します。

■奇数／偶数とは？
インターレースビデオのフィールドを示す際、いくつもの呼び方が存在します。

・第一／第二フィールド
・F1／F2
・Field1／Field2
・トップ／ボトムフィールド
・奇数／偶数フィールド
・上（Upper、Top）／下（Lower、Bottom）
・A／B

ノンリニアシステムの世代やアプリケーション、また映像との関わりなど経験によって変わってきますが、特に早くからビデオの世界に関わっているユーザーほど多くの種類を見たことがあると思いますが、いずれも同じものを指します。

そして、ビデオの変遷の中でこの定義が入れ替わっている事があり、一部で混乱を招いている場合があります。

そこで、今現在(2009.4.30)のSMPTEの規定を示しておきます。

※規格副題「M／NTSC並列〜」の「M」とは、SMPTEの125Mに『ITU-R BT.601をベースとしたシステムM（525／60）コンポーネントデジタルテレビジョン機器のインターフェース』とある通り、いわゆるD-1を示します。

過去の情報や基準を用いると錯綜するために規格が存在しますので、現行の最新規格を基準とする場合、こうなります。

・第一フィールド＝ライン1を含む側＝奇数フィールド
・第二フィールド＝ライン1を含まない側＝偶数フィールド

※従って、一部でいわれるような「第一フィールドは偶数」というのは現在のSMPTEの規定から外れるものであり、SMPTEを基準として認識している人たちに誤解を与えることになりますが、明確に間違いです。

※また、これは244M-1995の改訂とのことで、1995の内容は未確認ですが、少なくとも2003年に改訂されたものだ、というのもその前後で認識が異なる場合があるのかもしれません。

■上／下とは？
・SMPTEにおける走査線の始まりは「左上開始」が基準です。
・SMPTEでは、ライン1からスタートする第一フィールドの前に＜ライン0やフィールド0＞というものは存在しないので、第一フィールドのライン1が起点となります。

・定義上の開始点は第一フィールド（奇数、ライン1）で、第二フィールドはその下の偶数ラインを走査するので、

「フィールド1＝上（トップ）」
「フィールド2＝下（ボトム）」

となります。

これは、Adobe AfterEffectsをお持ちなら次のテストファイルで確認することができます。

1.このムービーは、Photoshopで720×480サイズの制止画を作成し、黒い背景の一番に縦1ピクセルの白い横線を描いてTIFFで保存、FCPに読み込み、10フレームのDV-NTSC（QuickTime）で書き出したものです。つまり、トップである「ライン1」だけに線が描かれている状態です。
2.ムービーをAfterEffectsに読み込みます。
3.「偶数優先」でフィールド分割をします。
4.プレビューパネルに表示し、コマ送りをしてみます。

…「偶数優先」で一番はじめのコマ（フィールド）に線が見えなければ、一番上（ライン1）が見えていない、つまり第二フィールド（偶数）は「下」ということになります。

※動きのあるムービーなら、テストファイルでなくても同様の方法で画面全体が上下するを確認できます。「偶数優先」ではじめのコマの画面全体が下、次のコマで上に動けば、偶数フィールドが下となります。

参考：AfterEffects CS4での操作方法
「元のフィールド順を判別する」
http://help.adobe.com/ja_JP/AfterEffects/9.0/WS3878526689cb91655866c1103906c6dea-7f35a.html

以上のことから、奇数／偶数、上／下の考え方は固定で、特にD-1の優先フィールドのいずれかは特に根拠はなく、システム（設計メーカーの考え方）によることがわかります。

※「第一フィールドから続いて最下段の0.5H後半が第二フィールドのトップラインに来るため、この行から数え始めればライン1は2行目なのでこちらが偶数とも取れ、奇数／偶数という言い方は混乱する」「アナログ波形で偶数ラインが先に来るので、先に来る方が第一フィールドで偶数」また、「有効ラインの取り方によって奇数や偶数、優先フィールドの上下が決まる（よってD-1は下）」というような解釈があるようですが、こうした異なる解釈に対して実態を明らかにするべく今回の調査とまとめを行ないました。

■FCPマニュアルの間違い
FCPのマニュアルでは、初期の頃から「業務用486およびDVは下」と書かれています。（ちなみに4は確認できていませんが、FCP3のマニュアルでは「優先フィールドはキャプチャーハードウェアによって違います」とも書かれています。）

そして、FCP6では次のような記載になっています（P1871）。

A：たとえば、DV NTSCとDV PALの優先フィールドは常に「下（偶数）」です

B：「Final Cut Pro」では、優先フィールドに2つのオプションがあります：
・「上」（フィールド2 が優先されるので、第2 フィールドが最初に描画されます）
・「下」（フィールド1 が優先されるので、第1 フィールドが最初に描画されます

Aでは「偶数＝下」といっている（実際の設定画面でも同じ）にもかかわらず、Bでは「下＝フィールド1」とされています。フィールド1はSMPTEでは奇数で、これに従えば「下＝奇数」となってしまいますし、上記の実験と逆の結果になるはずです。

この部分は間違いであり、訂正されるべきでしょう。

【2017.4.15追記】

2009年当時このエントリーを書こうと思ったきっかけが、EDIUSWORLD.COM（当時edius.jpだったと思う）さんの「インターレースとフレームレート」という記事でした。

約8年経った今現在も同じ内容が変わらず掲載されているんですね。懐かしい。

＜引用＞

フィールド

1回分の走査によって描かれる画を「フィールド」とよびます。1フレームは2フィールドで成り立っています。

フィールドには、偶数番目のフィールド(Even Field)と奇数番目(Odd Field)のフィールドがあります。しかし「偶数・奇数」は、一番上のフィールドを「0」と数え始めるか、「1」と数え始めるかで逆になってしまいます。ソフトウェアによって、数え方が逆になっている場合があるので注意が必要です。 もしこれが逆になってしまうと、両フィールドを足して作られた映像の形が崩れてしまいます。

フィールドの上下が逆

より安全な言い回しとしては、「上位フィールド(Top Field)・下位フィールド(Bottom Field)」というものがあります。こちらの呼び方なら、一番上のフィールドが上位だということがはっきりします。このテキストも、以下は上位・下位と書いていきます。

(c)EDIUSWORLD.COM

「一番上のフィールドを0と数えるか1と数えるかで」とある部分に違和感を覚えて調べた結果がこのエントリーなのでした。