構図と現像を図で理解する写真の教科書

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ビット深度と階調

「14bit だから階調が滑らか」という説明は非常によく見かけますが、実測にもとづく検証はこれを支持していません。理由はノイズで、センサーのノイズが量子化のステップより大きいと、段差はノイズにかき消されて見えなくなります。ビット深度は単独では評価できず、S/N 比とセットでしか意味を持ちません。

図で見る

段数を減らすと段差が見える階調ランプの図。左端が黒、右端が白のグレーの帯を、段数を変えて3本並べている。4段は4段、16段は16段、256段（8bit）は256段。段数が少ないほど境目が縞（トーンジャンプ）として見える。 4段・16段は段差を目に見えるようにするための模式で、実測値ではない。実際の RAW は12bit＝4096段・14bit＝16384段で、この図の上限（256段）を大きく超えるため図示していない。256段は JPEG のベースラインが規格上使える精度。4段16段256段（8bit）黒白
段数を減らすと段差が見える4段・16段は段差を目に見えるようにするための模式で、実測値ではない。実際の RAW は12bit＝4096段・14bit＝16384段で、この図の上限（256段）を大きく超えるため図示していない。256段は JPEG のベースラインが規格上使える精度。
ノイズが段差を埋める（ディザリング）折れ線の図。横軸が画面上の位置、縦軸が記録された値で、いずれも0%から100%。縦軸は上に行くほど値が大きい。 ノイズが無い場合（比較用の細い線）は、画面上の位置0%で記録された値30%、画面上の位置13%で記録された値30%、画面上の位置13%で記録された値35%、画面上の位置25%で記録された値35%、画面上の位置25%で記録された値40%、画面上の位置38%で記録された値40%、画面上の位置38%で記録された値45%、画面上の位置50%で記録された値45%、画面上の位置50%で記録された値50%、画面上の位置63%で記録された値50%、画面上の位置63%で記録された値55%、画面上の位置75%で記録された値55%、画面上の位置75%で記録された値60%、画面上の位置88%で記録された値60%、画面上の位置88%で記録された値65%、画面上の位置100%で記録された値65%の16点を通る。 ノイズがある場合は、画面上の位置0%で記録された値48%、画面上の位置4%で記録された値14%、画面上の位置8%で記録された値41%、画面上の位置12%で記録された値11%、画面上の位置16%で記録された値55%、画面上の位置20%で記録された値22%、画面上の位置24%で記録された値50%、画面上の位置28%で記録された値20%、画面上の位置32%で記録された値57%、画面上の位置36%で記録された値26%、画面上の位置40%で記録された値64%、画面上の位置44%で記録された値27%、画面上の位置48%で記録された値57%、画面上の位置52%で記録された値30%、画面上の位置56%で記録された値70%、画面上の位置60%で記録された値35%、画面上の位置64%で記録された値71%、画面上の位置68%で記録された値36%、画面上の位置72%で記録された値68%、画面上の位置76%で記録された値40%、画面上の位置80%で記録された値78%、画面上の位置84%で記録された値44%、画面上の位置88%で記録された値84%、画面上の位置92%で記録された値48%、画面上の位置96%で記録された値79%、画面上の位置100%で記録された値45%の26点を通る。 模式図であり実測波形ではない。出典にもとづくのは振幅の比だけで、量子化の1ステップに対してノイズの振れ幅を4倍として描いてある（複数の実機でノイズが14bit単位で4レベルを超えると測定されている）。揺らぎの形そのものは説明のために描いたもの。0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%画面上の位置記録された値ノイズが無い場合ノイズがある場合
ノイズが段差を埋める（ディザリング）模式図であり実測波形ではない。出典にもとづくのは振幅の比だけで、量子化の1ステップに対してノイズの振れ幅を4倍として描いてある（複数の実機でノイズが14bit単位で4レベルを超えると測定されている）。揺らぎの形そのものは説明のために描いたもの。

この操作が画像に何をするか

ビット深度は、1画素1チャンネルあたり何段階の数値で明るさを記録するかを決めます。12bit なら4096段、14bit なら16384段です。ここだけ見ると段数が多いほど滑らかになりそうですが、実際に段差（ポスタリゼーション）が見えるのは、量子化のステップがノイズより十分大きいときだけです。ノイズのほうが大きければ、隣り合う画素の値がランダムに揺れることで段差は紛れて見えなくなります。

効く場面

つまずきやすい点

どこまで裏が取れているか

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