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我ら“クレイジー☆エンジニア”主義! vol.30 3300万画素の「スーパーハイビジョン」を生み出したNHK技研・金澤勝
1秒間に60枚の映像を映し出す世界最高の動画システム「スーパーハイビジョン」。横7680画素×縦4320画素という「超」高精細ディスプレイで、現行ハイビジョンの16倍の3300万画素を生み出したのが、NHK放送技術研究所の金澤勝氏だ。
(取材・文/上阪徹 総研スタッフ/宮みゆき 撮影/栗原克己)作成日:08.06.10
 高い評価があることは事前に調べて知っていた。だが、目の前で見たスーパーハイビジョンのデモ映像はまさしく圧巻の二文字だった。450インチに相当する9.8m×5.6mの特設スクリーンに映し出された映像は、とにかく驚くほどクリア、精細。アメリカンフットボールのゲームでは、宙を舞うボールの回転までもが見えた。ハワイ沖を飛ぶハンググライダーの空撮映像では、映像に合わせて思わず体が浮いてしまった。これぞ、まさに臨場感。まるで現実のような映像がそこにあった……。
「スーパーハイビジョン」は、NHK放送技術研究所が開発を進める、走査線4000本クラスの超高精細映像システム。横7680画素×縦4320画素は、現行の横1920×縦1080、約200万画素のハイビジョンの16倍の3300万画素を持ち、1秒間に60枚の映像を映し出す世界最高の動画システムなのだ。このスーパーハイビジョン研究を98年から推し進めてきたのが、金澤氏である。
クレイジー☆エンジニア
日本放送協会
放送技術研究所 (人間・情報)超高精細映像研究グループ
研究主幹 工学博士
金澤 勝氏
本当に真っ黒な映像、という衝撃
 ご覧いただいて喜んでもらえるのは、やっぱりうれしいですね。「予想したどおりの絵でしたね」なんて言われるとガッカリするじゃないですか(笑)。パッと見て感じてもらえるのが、私たちの仕事のいいところ。それこそシンプルにきれいなものを見せて、驚いてもらえることこそが、私たちのモチベーションそのものなんです。

 2008年5月の技研公開では、真っ黒が出るプロジェクターを作りました。こう一言で言ってしまうとつまらないんですが、見た方にはみなさん驚いていただけましてね。それこそ普通は黒というと、スクリーンの電源を入れなかったらいいんじゃないか、なんて思われるかもしれません。でも、実は本当に真っ黒な映像というものを、どれほどの人が見たことがあるでしょうか。実際、おそらくほとんどないと思うんです。だから、真っ黒の映像をきちんと出せるシステムを作ってみた。そうしたら、本当に衝撃だったようです。

 いろんな用途があると言われました。プラネタリウムには最適だ、とか。たしかに夜空に輝く星空の映像なら、真っ黒の絵が持つ意味が大きい。面白いと思いましたね。あとは、美術品ですね。本当の黒が映像で表現できたなら、美術品の映像はまた違う彩りを作ることができると思います。

 今の延長でこうなっていく、というだけではなく、新しいサービスを含めて新しい映像を提案していくことができるのが、NHK放送技術研究所の役割だと思っています。誰が考えても今の流れからいけばこうなるだろう、というのではなく、こんな使い方ができるのではないか、こんなサービスもありうるのではないか、というところまで考えて見せていく。私たちの研究所では、本当にいろいろな研究が進んでいますが、そのひとつがスーパーハイビジョンなんです。

 スーパーハイビジョンによる放送が始まるまでには、まだまだ相当な時間がかかると思います。2025年頃という研究開発を進める上での構想はありますが、高いハードルがまだたくさん待ちかまえています。真っ黒を出したこともそうですが、いかにスーパーハイビジョンならではの特色を出せるか。今後も、いろいろな取り組みを進めていきたいと思っています。
感動している余裕なんてなかった新人研修
 大学時代は、主に放電管の動きをコンピュータでシミュレーションする研究をしていたので、画像の勉強はしていません。その当時は、大学で画像なんかやっているところは、ほとんどなかったのではないでしょうか。

 私は、今はもうなくなってしまった炭坑の街の出身なんです。高校は夕張高校でした。田舎ですから、そんなにあるわけじゃない楽しみのひとつに映画がありまして。これが好きだった。邦画も洋画も大好きでしたが、やっぱり衝撃だったのは、子どものころに興味を持った特殊撮影ものです。怪獣ものですね。ウルトラマンやらガメラやら。

 NHK放送技術研究所は、東京・世田谷の砧にあるんですが、ここは円谷プロダクションがあった場所のすぐそばなんです。これは後で知ったことでしたが、なんだかうれしい気持ちになったことを覚えていますね。

 画像関係で理系の就職先というと、真っ先に浮かんだのは、電機メーカーです。でも、仕事はICの設計かな、と思いましてね。これは、ちょっと自分には違うなと。それで大学の卒業生の進路を見てみたら、NHKという選択肢を見つけたんです。そうか、NHKに技術者として行く、映像や画像に関わる方法があるのか、と。実は具体的にどんなことをするのかは、まったくわかっていなかったんですが。

 テレビ放送のメカニズムなどは、学校で学んだこともあっておぼろげには理解していましたが、まず衝撃だったのは、新人研修でした。2カ月間にわたって、放送や映像に関する詳しい技術を徹底的にたたき込まれるんです。「ふーん、テレビ放送って、こんなだったんだ」なんて感動している余裕はありません。毎日、これを読んでおきなさいと、どっさり資料を渡されて。来る日も来る日も山のような知識が降ってくる。これは大変でしたね。後から考えてみれば、もちろん貴重な経験になったわけですけど。
野球のスコアボードを週間天気予報に
 最初の配属は新潟放送局でした。新人研修が終われば、基本的に各地の放送局に配属されるのは知っていました。放送局の技術部では、仕事は大きく3つあります。番組の制作。放送の運行。それから放送を家庭に送り届ける送信技術。普通は1年にひとつずつ役割を経験して3年で一区切り、そして転勤、というケースが多いんですが、どういうわけだか私は2年で異動になりまして。だから、3つ目は経験できませんでした。

 何より新人時代ですから余裕がありません。やるべきオペレーションで目一杯。とにかく必死だったことを覚えています。面白かったのは、泊まり勤務があったこと。当時のテレビ放送は、夜中は休止していますから、時間ができるわけです。

 先輩の中にいろいろトライするのが好きな人がいましてね。事前に上司に申請して、使っていない設備をいろいろ触らせてもらったりしたんです。ここをこう変えれば、これができるはずだ、みたいな仮説を立てて実践してみるわけです。よく一緒に先輩に付き合っていました。

 そうやっていろいろ試す中で、実際に放送で使われたものもあります。今も覚えているのは、テロップ。当時、ボタンを押すと必要なテロップが順番に出るプログラムが組まれていて、必要なたびごとに1枚1枚ボタンを押す必要があったんです。このプログラムを変えて、一度の操作で自動的に次々にテロップが出る仕組みの開発を手伝いました。

 また、野球のスコアボードがありますね。未だCGが一般的で無い時代でしたから、9回までの得点が横軸に並んでいくものを、天気予報の週間予報で使えないかと挑みまして。得点の代わりに晴れや雨のマークを入れるんです。1、2回は、オンエアに使ってもらったんですよ。でも、やっぱりちょっと使いにくかったみたいで(笑)。
SHVシアター(NAB2007)
■SHVシアター(NAB2007)
 
 あたかもその場にいるような、あるいは、実物がその場に存在するかのように感じるシステムの実現を目指しているのが、スーパーハイビジョン研究。走査線4000本級の超高精細映像と22.2マルチチャンネルの音響からなる。水平方向に7680画素、垂直方向に4320画素で、1画面は約3300万画素で構成されている。高い臨場感が得られるよう、十分な視野角が得られる距離まで画面に近づいても、構成する画素の一つひとつを知覚できないように、水平方向と垂直方向のどちらの画素数も、ハイビジョン映像の4倍(縦横ともに4倍ずつ)に選んでいる。
 最近では、1000万を超える画素数のデジタルカメラも市販されているが、3300万画素、しかもフレーム周波数が60Hz(1秒間に60枚の映像)のスーパーハイビジョンは、グラビア写真の画質で、しかもそれが動いて見える、というべきもの。まさに、世界最高の動画システムともいえる。
NHK放送技術研究所
■NHK放送技術研究所
 
 NHK放送技術研究所(NHK技研)は、日本でラジオ放送が始まった5年後の1930年に設立。放送技術全般にわたる日本で唯一の研究所として、放送の進歩発展に関わる調査、研究を、基礎から応用まで一貫して取り組んできた。これまでに、ハイビジョン、衛星放送、薄型テレビ、デジタル放送などの多くの成果がNHK技研で生まれ、実用化されている。主な研究内容としては、「高質感・空間再現メディアの実現(スーパーハイビジョン、立体テレビ、3次元音響)」「ユースフル・ユニバーサル サービスの実現(デジタル放送の高機能化・高信頼化、視聴環境適応型サービス、人にやさしいサービス)」「高度コンテンツ制作環境の実現(高度制作ネットワーク、機動的報道システム)」などが掲げられている。
 2年間の新潟放送局勤務の後、金澤氏が放送技術研究所に移ったのが、1981年。そして配属になったのが、ハイビジョンの研究プロジェクトだった。ハイビジョン研究は1960年代から始まっていたが、当時は、まだ知る人ぞ知る技術。実際、世の中に広く知られるようになるのは、金澤氏が研究プロジェクトに加わってから7、8年後のことである。ハイビジョンの規格をどう固めていくか。世の中にどう理解してもらい、広めていくか……。

 金澤氏は、まさにハイビジョンが世に出て行くプロセスを垣間見ることになる。以来、新しいテレビ方式、新しい放送方式などの研究や新しいディスプレイの測定などに携わることになった。その後、地方自治体の図書館などが数多く導入したハイビジョンシアターの設計などにも従事。スーパーハイビジョンの研究に携わっていくのは、1998年からである。
テレビを横型にした、というハイビジョンの実績
 新潟にいる頃から、ハイビジョン研究については知っていました。ちょうど研究を本格化させるにあたって、撮影用のカメラ、表示のためのディスプレイに人員が必要だったんですね。どうして私が呼ばれたのかはよくわかりません(笑)。放電をやっていたので、イコール、ブラウン管に近い、ディスプレイに近い、と思われたのかもしれません。実際には、あんまり関係なかったんですけど(笑)。

 当時は大型画面だとモノクロできれいな絵が出ていて、カラーだと20インチくらいだったでしょうか。でも、やっぱりすごいと思いましたよ。こんなきれいな画像が出せるんだ、と。

 私たちは工場を持っているわけではありません。ですから、最終的な機器はメーカー各社に作っていただくことになります。私たちの役割は、どんな方式を作るかを決めること。そのための研究を進めること。そして、出来上がったものを測定したり、試験したりして評価を進めること。さらには、啓蒙のための展示などに取り組むことなどが挙げられます。

 いろいろな調整も重要な仕事です。例えば規格。私も一時期担当していて、国際規格を作っていくためのさまざまな準備や交渉に携わりました。新しいものを作っていくときには、規格は非常に大切です。しかも、細かなところまですりあわせをしておく必要があります。日本では当たり前でも、海外に行くと、驚くようなことが問題になったりする。調整を事前にしっかり行っておくことで、問題を事前に防ぐことができるわけです。

 ハイビジョンといえば、高解像度というイメージがあるかもしれませんが、私はそれ以外の大きな実績として、テレビの形を変えたことが挙げられると思っています。横長テレビという文化を作ったんです。解像度を高めるとはどういうことかというと、実際には画面を大きくしたいということなんです。

 そして、かつての4対3のまま大きくするより、横長にしたほうが、より解像度を上げる効果が高いことがわかった。研究所で評価実験をいろいろやってみた結果、横長がいい、と結論づけたんです。
大画面なら、大勢の人が体験を共有できる
 画面を大きくする、もっといえば画面を大きくできるのが、ハイビジョンだった。これをまさに仕事を通じて痛感することになったのが、1994年からNHKエンジニアリングサービスに出向し、美術館や図書館などにハイビジョンの設備を導入する仕事に従事したときでした。

 今はもう置かれていないんですが、最も印象に残っているのは、佐賀市の図書館のプロジェクトでした。ハイビジョンシアターでは、美しい映像を流すことが多かったんですが、このときは子どもたち向けに使ってもらうことを考えましてね。そこで、小さなクイズのコンテンツをたくさん作り、乱数でコントロールして、いろんな組み合わせによって、来るたびに違う問題に出会えるようにしたんです。

 これが好評でした。オープンの日に目を輝かせて何度も遊んでくれる子どもたちを目の前にして、本当にうれしかった。ここで思いました。ただきれいな映像を流すだけではなく、ハイビジョンは大勢の人が楽しめるサービスになるんだ、と。大勢の人が体験を共有できる仕組みを作れるんだ、と。

 ただ、スーパーハイビジョンの構想は、やっぱり驚きだったですけどね(笑)。当初はハイビジョンの2倍の走査線2000本級でもやるのか、と言っていたんですよ。なのに、どういうわけだかインフレが起こってしまって、というか起こしてしまって目標がその倍の4000本級に。私たちも実現の検討はしていましたから、当然予測はできたのですが「やはり、そこまで背伸びしますか、と。」もう(笑)。でも、決めた以上は、やるしかないですから。それに、他ではこんなすごいことやらないでしょう。

 どうやって走査線4000本級の絵を出せるか。シンプルな答えがひとつあったんです。それは、画面をつなげてしまうことです。2000本級を4つ組み合わせれば、すぐにでも4000本級にできるわけです。でも、これではつなぎ目が見えてしまう。私たちとしては、これは認められません。
 そこで机上検討に頭をひねりました。そして思いついたのが、今の方式です。すでに技術のあった2000本級を2枚組み合わせること、だったんです。
人とは違う発想を心がける。自由に考える
 原理はこういうことです。2000本のものを広げてしまって、もう1枚の2000本のものと重ねる。これで4000本です。しかし、テレビの3原色RGBすべてを重ねると収集がつかなくなるおそれがある。実際、赤と青は、人間の視覚特性から画素を減らしても緑ほど影響が少ないんです。そこで、緑だけ画素数を増やしたのです。

 カメラでは昔やったことがあると聞いたことがありました。だから、できるんじゃないかと。ただ、メーカーさんは、あっけに取られておられたようでした。どうして、わざわざそんなことを、と(笑)。2枚重ね合わせるなんて奇想天外な発想は、モノを実際に作る方々からは、なかなか出てこなかったんじゃないかと思います。

 ただ、やってもらったら、できたんです。動いた。これはうれしかったですね。本当に4000本級ができたわけです。自分で見て、「これは……」と思いましたから。絶対にみんな驚いてくれる、と。

 自分が将来、とんでもないスケールの超高精細映像システムに携わっているなんて、若い頃には想像したこともありませんでした。昔は30インチのディスプレイでも大変な大きさだった。でも、実際にできた。やればできる、ということです。

 仕事に対する心がけ、ですか? やっぱり人とは違う発想をすることですね。自由に発想するということ。そのために、というわけではないんですが、東京に来てからもう20年以上、英会話講座を続けています。最初の頃、1時間ほどの授業でヘトヘトに疲れましてね。つまり、普段使っていない頭の部分を使ったんだと思うんです。でも、大事なことだと思いました。いつもと違う部分を使うことを、心がける。それが、何かにつながるかもしれない。ビジョンや原理を考えるのが、私たちの仕事です。とにかく、まったく違う発想やアプローチをしないといけない。それが鉄則ですから。

 もうひとつ心がけがあるとすれば、ここまででいいや、とは絶対思わないことですね。そういう思いこそが、技術の進歩を作ってきたんだと思うんです。
画素ずらし4板カラー方式
■画素ずらし4板カラー方式
 
 スーパーハイビジョンの研究を開始した当初から今に至るまで、3300万画素で撮影できる素子も、3300万画素を表示できる素子もなかった。そこで、スーパーハイビジョンでは、撮像(カメラ)、表示(プロジェクター)ともに、800万画素の素子で「画素ずらし4板カラー方式」を採用している。3840×2160の2000本級を2枚重ね、グリーン信号は画素を斜め方向にずらす。グリーン信号のサンプル点だけを2倍にしたのは、光の3原色の中でグリーンの信号が人間の視覚の解像度に最も大きく寄与するため。実際、解像感に寄与する輝度成分の6、7割はグリーン信号。グリーン信号のサンプリング点を水平、垂直方向に増やし、限界解像周波数を高くし、等価的に解像度を確保することができる。
技研公開2008
■技研公開2008
 
 毎年5月下旬に、最新の研究成果を発表する場として開催されるのが「技研公開」(一般公開)。世田谷区砧にある研究所で行われる。2008年度は、専門家から家族連れまで約2万1000人が来場したという。ハイビジョンやデジタル放送などの研究所が生み出した技術は、研究の産声をあげるとすぐに技研公開で展示されてきた。実は知る人ぞ知る、最先端の放送技術に触れられる場なのである。すでに終了した2008年度は、「放送メディアの開拓」「高質感・空間再現メディア」「ユースフル・ユニバーサルサービス」「高度コンテンツ制作環境」「放送技術の活用と展開」「ポスター展示」の6つのゾーンが設けられた。展示された研究成果が、10年後、20年後の未来の放送をかなえる技術になっているかもしれない。
profile
金澤 勝(かなさわまさる)
日本放送協会
放送技術研究所 (人間・情報)超高精細映像研究グループ
研究主幹 工学博士

1955年、北海道生まれ。77年、北海道大学工学部卒。79年、同大学大学院修士課程修了。2004年、工学博士。79年、日本放送協会入局。新潟放送局技術部。81年、放送技術研究所へ。テレビ方式、新放送方式、新テレビ方式などの研究、ディスプレイの測定などに従事。94年から98年まで、NHKエンジニアリングサービスでハイビジョンシアターの設計などに従事。98年から再び研究所へ。現在、人間・情報分野の研究主幹。ディスプレイの特性測定法、超高精細映像表示システム設計に関する研究に従事している。04年、映像情報メディア学会丹羽高柳賞論文賞、05年、前島賞、06年、映像情報メディア学会丹羽高柳賞業績賞、07年、高柳記念電子科学技術振興財団 高柳記念奨励賞。
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宮みゆき(総研スタッフ)からのメッセージ 宮みゆき(総研スタッフ)からのメッセージ
取材が終わったあと、実際にイベント用の大画面でスーパーハイビジョンを拝見させていただくことに。見るというよりは体験するといったほうがいいくらいの臨場感と興奮に、思わず鳥肌が立ってしまいました。取材中は遠慮がちに話されていたのに、人が変わったようにいきいきと説明している金澤さんの笑顔はとても輝いて見えました。自分が作ったものに驚き、喜ぶ瞬間というのは、技術者冥利に尽きるのでしょうね。そんな技術者の方を見る瞬間が、どんどんやみつきになってます。

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