「モノ」で叶える
スマートな暮らしを後押しするメディア

公開日：2025.06.30

Nebula X1の魅力を深堀り！「HDRトーンマッピング」編

最近よく聞く「HDR」の意味を正しく理解している人は少ないのではないでしょうか。この記事では、「HDRって何？」という基本的な疑問から、なぜ「調整 (トーンマッピング) 」という一手間が必要なのか、そしてNebula X1が採用している「動的トーンマッピング」についても詳しく解説していきます。

HDRってどんな技術？

HDRとは、映像が表現できる明るさの幅を、従来のSDRよりも格段に広げた技術のことです。これにより、明るい部分と暗い部分のどちらの階調明るさや色の濃淡の段階。もより豊かに表現できるようになり、まるで現実世界を見ているかのような、よりリアルで没入感のある映像体験が可能になります。

明るい場所も暗い場所もくっきり！

HDRの最大の魅力は、なんといっても表現できる「明るさの幅＝ダイナミックレンジ」が広いことです。ダイナミックレンジとは、映像の中で最も明るい部分と最も暗い部分の輝度の比率を表す言葉です。この幅が広いほど、明るい太陽の光から暗い夜の影まで、より細かな明るさの違いを描き分けることができます。
従来のSDR映像では、このダイナミックレンジが狭かったため、白飛びや黒つぶれしてしまうことがよくありました。
しかし、HDR技術では、表現できる輝度の範囲がSDRの目標値であった約100nit (ニット) を大幅に超え、規格によっては1000nit以上を実現。これにより、まぶしい太陽光の反射のような強い光も、暗闇の中のわずかな光や質感も、同時にリアルに描写することが可能になりました。結果として、映像全体のコントラストが高まり、より現実に近い、奥行きのある映像表現が実現するのです。

色も鮮やかに！今までの映像 (SDR) との違いをチェック

特徴	SDR (Standard Dynamic Range)	HDR (High Dynamic Range)
輝度範囲	相対的に狭い (約100nit想定)	非常に広い (1000nit以上目標)
色域	標準的 (Rec.709 / sRGB)	広い (DCI-P3, Rec.2020)
階調	少ない (主に8ビット / 256階調 / 約1677万色)	多い (10ビット / 1024階調 / 約10.7億色 or 12ビット / 4096階調 / 約687億色)
主な用途	従来のテレビ放送, DVD, 一般モニター	UHD Blu-ray, 動画配信, 最新ゲーム, HDR対応TV

HDRは明るさだけでなく、表現できる色の範囲 (色域) と色の階調 (ビット深度) も大幅に向上させています。従来のSDR映像で主に使われていた色の規格は「Rec.709」と呼ばれ、表現できる色の範囲が比較的限られていました。また、色の階調を表すビット深度も通常8ビットで、これは各色 (赤・緑・青) が256段階の濃淡しか表現できないことを意味します。そのため、微妙な色の変化、例えば空のグラデーションや人の肌の色合いなどが、時に不自然に見えたり、色の境界が縞模様のように見えてしまうこと (バンディング) がありました。

一方、HDRでは「Rec.2020」や「DCI-P3」といった、より広い色域の規格をサポートしています。これにより、SDRでは表現しきれなかった、より鮮やかで深みのある、現実に存在するような豊かな色彩を描き出すことが可能になります。さらに、ビット深度も一般的に10ビットまたは12ビットに対応しており、各色で1024段階または4096段階という非常に滑らかな階調表現が可能です。これにより、グラデーションが非常にスムーズになり、SDRで見られた「バンディング」も大幅に低減され、より自然で美しい映像を楽しめるようになります。

HDRの注意点

HDRならではの美しい映像を存分に楽しむためには、いくつか大切なポイントがあります。まず、ご覧になる映像コンテンツ自体がHDRに対応していることが必要です。加えて、映像信号を伝送するHDMIケーブル高精細な映像や音声を伝送するためのインターフェース規格およびケーブル。や、映像を再生する機器と、実際に映像を映し出すデバイスの全てが、きちんとHDRに対応している必要があります。

なぜ映像の「調整 (トーンマッピング)」が必要になるの？

せっかくHDRという素晴らしい技術で映像が作られても、それを私たちの目で見ているテレビやスマートフォンの画面で完璧に再現するのは、実は簡単なことではありません。なぜなら、HDRコンテンツが持っている膨大な映像情報と、実際に映像を表示するディスプレイやプロジェクターが持つ能力との間には、多くの場合ギャップがあるからです。このギャップを埋めるために、「調整 (トーンマッピング) 」という処理が必要になるのです。

すごいHDR映像も、そのままでは画面に映せない？

HDRコンテンツは、制作用の高性能なマスターモニター (非常に明るく、色も正確に表示できる特別なモニター) などを基準に、非常に広い明るさの幅と豊かな色情報を持つように作られています。しかし、私たちが普段使っているディスプレイは、たとえ「HDR対応」と書かれていても、そのマスターモニターほどの性能を持っているわけではありません。

例えば、4000nitの明るさまで表現できるように作られたHDR映画を、最大輝度が1000nitのHDRテレビでそのまま表示しようとすると、1000nitを超える明るさの情報は単純にカットされてしまい、制作者が意図した映像にはなりません。これは、HDRコンテンツをSDRディスプレイで見る場合はもちろん、性能の異なるHDRディスプレイ同士で見る場合でも起こり得る問題です。

つまり、HDR映像が持つポテンシャルを最大限に引き出すためには、コンテンツが持つ情報量とディスプレイの表示能力との間の「差」をうまく調整する必要があるのです。

デバイス毎に「得意な明るさ」がある

「HDR対応」と一口に言っても、実はテレビやプロジェクターがどれくらいの明るさまで表示できるか、どれだけの色を正確に表現できるかといった性能には、製品ごとに大きな差があります。例えば、あるHDRテレビの最大輝度が600nitであるのに対し、別の高性能なモデルでは1000nit、あるいはそれ以上ということもあります。また、表現できる色の範囲 (色域カバー率) も異なります。

このようにディスプレイの性能は一様ではないため、同じHDRコンテンツを再生しても、どのテレビで見るかによって、明るさや色の見え方が変わってしまう可能性があるのです。コンテンツ制作者が意図した通りの映像を再現するためには、それぞれのディスプレイが持つ「得意な明るさ」や「得意な色の範囲」に合わせて、HDR信号を最適化してあげる必要があります。これがトーンマッピングの重要な役割の1つです。ディスプレイ側がコンテンツに付加されたメタデータを参考にしながら、自身の性能に合わせて調整を行う仕組みが備わっています。

トーンマッピングしないと白飛び・黒つぶれの原因に

もし、HDRコンテンツが持つ広大な明るさの情報を、トーンマッピングせずに表示しようとすると、デバイスが表示できる上限を超える明るさの情報をすべてカットしてしまい、空の雲や太陽の光のような明るい部分の階調が失われ、真っ白に飛んでしまいます。もしくは、HDRの全輝度範囲をデバイスの範囲に合わせて一律に縮小させてしまい、画像全体のコントラストが低下し、メリハリのない、ぼんやりとした映像になってしまいます。これもまた、HDRならではのインパクトを損なう結果となります。

トーンマッピングは何をしている？

では、映像をきれいに見せるためのトーンマッピングとは、具体的に何をしているのでしょうか？簡単に言うと、トーンマッピングは、HDRコンテンツが持つ広い明るさの範囲と豊かな色彩情報を、私たちが使うデバイスが表示できる能力に合わせて、変換・最適化する技術です。単に情報を圧縮するだけでなく、元の映像が持つディテールや美しさを可能な限り保ちながら、それぞれの画面で最も見栄えが良くなるように調整してくれる、縁の下の力持ちのような存在なのです。

明るさを画面に合わせて見やすくコントロール

トーンマッピングの最も重要な役割の1つが、明るさのコントロールです。HDR映像は非常に広い輝度範囲を持っていますが、それをそのまま表示できるディスプレイは限られています。そこで、トーンマッピングでは「トーンカーブ」と呼ばれる変換ルールを使って、入力されたHDRの輝度値を、ディスプレイが出力できる輝度範囲内に収まるように再マッピングします。このトーンカーブの形状を工夫することで、単に明るい部分を圧縮するだけでなく、元の映像が持つ明るいハイライト部分と暗いシャドウ部分の階調情報をできるだけ失わないように調整します。

色合いが不自然にならないようにバランス調整

明るさを調整すると、色の見え方にも影響が出ることがあります。例えば、明るい部分の輝度を圧縮すると、それに伴って彩度が失われたり、色相が微妙に変化してしまったりすることがあります。
また、HDRコンテンツが持つ色域が、表示するディスプレイの色域よりも広い場合、ディスプレイでは表現できない色が存在します。トーンマッピングにおけるもう1つの重要な役割は、こうした色の問題を解決し、ディスプレイが表示できる色の範囲内で、できるだけ元の映像の色を自然に再現することです。

具体的には、輝度調整によって彩度が低下しすぎないように補正したり、ディスプレイで表現できない鮮やかすぎる色を、見た目の印象をなるべく変えずに表現可能な色に置き換えたりします。トーンマッピングは、この輝度と色のバランスをうまく取りながら、制作者が意図した色彩感を可能な限り再現しようと試みます。

2種類のトーンマッピング

トーンマッピング技術には、大きく分けて「静的トーンマッピング」と「動的トーンマッピング」の2種類が存在します。これらの方式は、基本的なアプローチが異なります。

静的トーンマッピング

静的トーンマッピングは、映像コンテンツ全体の輝度情報を一度だけ解析し、その結果に基づいて固定的な変換ルール (トーンカーブ) を決定する方式です。この決定された一つのルールが、映像の最初から最後まで、全てのシーンに一律で適用されます。処理が比較的シンプルで計算負荷が軽いため、リアルタイム性が重視されるゲームや、HDR10コンテンツなどで採用されることがあります。

しかし、映像全体の平均的な明るさに合わせて調整されるため、非常に明るいシーンと非常に暗いシーンが混在するような映像では、どちらかの階調表現が犠牲になる可能性があります。

動的トーンマッピング

動的トーンマッピングは、静的トーンマッピングとは対照的に、映像のシーンごと、あるいはさらに細かくフレームごとに輝度情報をリアルタイムで解析し、その都度最適な変換ルール（トーンカーブ）を適用する高度な方式です。例えば、暗い洞窟のシーンでは暗部の階調をしっかりと表現するように調整し、次の明るい屋外のシーンではハイライトが白飛びしないように調整するといった、柔軟な対応が可能です。これにより、静的トーンマッピングで課題となりやすかった白飛びや黒つぶれを効果的に抑制し、どのような明るさのシーンであっても、HDR映像が本来持つ豊かな階調や色彩を、ディスプレイの能力を最大限に引き出しながら再現することを目指します。

映画などの高画質な映像コンテンツの視聴に適しており、「HDR10+」や「Dolby Vision®︎」といった最新のHDR規格では、この動的なメタデータを利用したトーンマッピングが活用されています。ただし、シーンごとに解析と変換処理を行うため、静的トーンマッピングと比較して、より高い処理能力がデバイスに求められます。

トーンマッピングで映像はどう変わる？

適切な調整トーンマッピングが行われることで、HDR映像はその真価を発揮し、私たちの目に驚くほど美しく映像を見せてくれます。では、具体的にトーンマッピングによって映像はどのように変化し、どのようなメリットがあるのでしょうか？

明るい部分・暗い部分の「隠れたディテール」が見える！

トーンマッピングの最大の恩恵の1つは、これまで見えなかった映像の細部が見えるようになることです。従来のSDR映像や、調整が不十分なHDR映像では、明るすぎる部分は白く飛んでしまい、そこに何があるのか分かりませんでした。例えば、青空に浮かぶ雲の微妙な陰影や、太陽の光が反射している水面のきらめきなどが、ただの白い塊に見えてしまうことがありました。
適切なトーンマッピングは、HDRが持つ広い輝度情報を巧みに調整することで、こうした白飛びや黒つぶれを防ぎます。その結果、明るいハイライト部分の繊細な質感や、暗いシャドウ部分に隠れていたディテールが、はっきりと見えるようになるのです。これにより、映像の情報量が格段に増え、よりリアルで深みのある表現が可能になります。

色がより「鮮やかで豊か」に！リアルな色彩表現

HDRは明るさだけでなく、色表現も大幅に進化させています。トーンマッピングは、この豊かな色彩情報をディスプレイの能力に合わせて最適化することで、驚くほど鮮やかでリアルな色再現を実現します。トーンマッピングは、色情報をディスプレイの色域に合わせて調整しつつ、輝度調整による色褪せなども補正するため、元のコンテンツが持つ色彩の豊かさを最大限に引き出してくれます。

映像に「立体感と奥行き」が生まれる

適切なトーンマッピングによって、明るさと色の情報が正確に再現されるようになると、映像には自然な「立体感」と「奥行き」が生まれます。明るい部分はより明るく輝き、暗い部分はより深く沈むことで、映像全体のコントラストが向上し、被写体が背景からくっきりと浮かび上がって見えるようになります。この高いコントラストと豊かな階調表現が、平面であるはずの映像に立体感を与え、まるでその場にいるかのような没入感を生み出すのです。

動的トーンマッピングを採用している「Nebula X1」

Nebula X1は、通常の静的なHDRデコーディングは最も明るいフレームと最も暗いフレームの平均値を元に、一律に出力を補正するところを、NebulaMaster™︎ 2.0の独自アルゴリズムによりフレームごとにトーンを調整しています。明部と暗部のディティールを保ちながら、従来の約4倍の階調視認性 (陰影の細かさ) を実現し、光と影の繊細なニュアンスを描き出します。

Nebula X1

3色レーザープロジェクターとサテライトスピーカーで、最高峰の映像美と感動の没入型立体音響を実現するホームシアターシステム。

製品詳細を見る Amazonで購入

いかがでしたでしょうか？今回は、映像をよりリアルで美しくする「HDR」技術と、そのポテンシャルを最大限に引き出すための重要な処理「トーンマッピング」について解説しました。HDR対応コンテンツが増えている今、その映像美を真に楽しむためには、トーンマッピングが必要不可欠です。その技術を理解した上で、Nebula X1の映像美を味わってください。