DLPが作り出す4K映像とは？ Optomaも採用、「4K UHD Technology」の原理と仕組み

さらに興味深い情報を見つけた。それは、スイスの光学技術会社「optotune」のWEBページに記載されている「Beam Shifting」（参照ページ）技術だ。

同技術の要点を整理すると、1,920×1,080＝約207万画素を持つ0.47インチのDMDデバイスに、上下左右4方向に可傾する同社のデバイスを組み合わせ、時計回りに0.5画素ずつ4ポジションシフトする4フレームを重畳することで、4倍の約830万画素（＝3,860×2,160）相当の解像度が得られるというものだ。

これらの情報をまとめると、TI社ではこうした2ポジションまたは4ポジションの画素シフトを前提に、4K解像度のオリジナル1フレームを2つまたは4つに分割する映像処理アルゴリズムを搭載。プロジェクターメーカーは、TI社のDMDデバイスとoptotune社のデバイスを調達して組み合わせることで、「4K UHD Technology」の最終製品を完成させている。

■「4K UHD Technology」は疑似なのか否か？

とかく日本のAV界では、「ネイティブ」にこだわりがちだ。4K映像においては、映像デバイスが3,860×2,160画素を備えていることを「ネイティブ4K」と呼び、それ以外は「疑似」や「簡易式」などと考える向きが多い。一方、海外のユーザーは、最終的なアウトプットが目的を達成していれば良しとし、理屈は問われないケースが多い。

では、「DLP」はどうだろうか？ 結論から言えば、4K UHD Technology技術により人間の視覚特性を応用し、きちんと4K解像度の情報を伝えられると言って良いだろう。その根拠は、そもそも人間の視覚には「錯視」という現象もあるように、曖昧な部分があり、その原理を知っていれば様々なことが可能になるからだ。

そもそも論だが、例を1つあげてみよう。テレビ受像機や放送システムは、「光の三原色」を応用して色情報を間引いている。我々が肉眼で風景を眺める際の「可視光」とは、約400nm〜700nmの電磁波で、太陽光は全体をカバーする連続したスペクトル成分を持つ。

しかし、人間が色を感じる網膜の錐体細胞は、赤、緑、青、に反応するものしかない。言い換えると、赤、緑、青を加法混色すれば、全ての色を感じさせることができるので、全てのスペクトル成分を伝送する必要は無い。これがカラーテレビシステムを成立させている「色の圧縮」とも言える原理で、必ずしも「ネイティブ」にこだわる必要が無いことをご理解いただけるだろう。

さらに放送などで広く用いられる4:2:0システムは、白黒の解像度に対し、色の解像度は1/4しかない。これも、錐体細胞が明暗を感じる桿体細胞に比べて密度が低く、1/4あれば実用上充分と考えられているためだ。

話が横道にそれたが、「4K HDR Technology」では、4K映像のオリジナル1フレームを、2,716×1,528＝約415万画素の2枚、または1,920×1,080＝約207万画素の4枚に作り替え、本来の1フレームを表示する時間内に高速で重畳すれば、4K解像度が得られるという、視覚の時間分解能を応用した、巧妙な手法である。

あえて言えば「時間分割を利用した錯視」だが、そもそも動画はパラパラ漫画のように、静止画の連続で動画に見せかけているに過ぎず、現状の放送システムに照らすと、視聴者はたった60フレーム/秒で、滑らかに動いているように感じる。そう考えると「4K HDR Technology」が120Hzあるいは240Hzで生成するサブフレームが、人間の視覚にとっては充分以上に高速であることがご理解いただけるだろう。