Nikon ZRのCineDのダイナミックレンジ評価に対する考察

Nikon ZRがいよいよ発売になって、ますます動画界隈は盛り上がりを見せています。基本的に動画系のカメラは今までの流れからすると、発売日以降はそれなりの落ち着きを見せることが多いですが、Nikon ZRに関してはそれが当てはまらないようです。
なお、各種SNSを見る限りNikon ZRを動画用のカメラとして使う人もいる一方で、スチル目的で導入したと言う人も多そうです。
今回はNikon ZRを導入するに当たって、理解しておいた方がいいことをピックアップして紹介します。加えて、CineDのラボテストの結果に対しても考察してみます。なお前半部の多くの部分は下記の過去記事にも記載している内容と被りますのでその点はご了承ください。

sumizoon.hatenablog.com

Nikon ZRに無いもの

まずNikon ZRに「無い」部分の話です。これに関して「無い」部分はネガティブに捉える必要はありませんが、実際の事実として記載します。

EVFは無い

EVFはありませんので、ファインダーを覗いて撮りたいと言う方にはマイナスポイントですが、実際使ってきた中で困ったことはありません。これは後述する大型の高輝度モニタのおかげかと思います。

ボタン類は少ない

物理ボタンも少ないです。せめてAF-ON専用にボタンを振りたいと言う気がします。物理ダイヤルも2つなのでISO/絞り/SSをワンアクションで設定することはできません。ですが、これも大型のタッチパネルの操作性が良いのでさほど苦ではありません。むしろタッチに慣れている方にとってはなんら問題ないかもしれません。

メカシャッターは無い

動画を主眼においたカメラなので、潔くメカシャッターは排除されています。ここで問題になるとすれば、ローリング歪みを気にするスチル撮影を行う人、カメラ内のダーク演算をしたい人でしょう。でも、そういう方は素直にZ6IIIを使えば良いだけの話。ZRが偉いのは同調速度が遅いながらもストロボ撮影が可能な点です。

グリップ感は無い

軽いレンズを使うなら問題ないと思いますが、やはりグリップ感は希薄です。大きく思いレンズを使うのであれば、SmallRigのグリップやケージを使うのが良いと思います。今現在はNikonダイレクトであれば入手可能です。

Z CINEMAカメラ・アクセサリー: (並び順：おすすめ順) | ニコン

Nikon ZRにあるもの

高輝度大型モニタ

4インチのモニタは3インチのモニタとは全く違う視認性です。

新しいユーザー体験

大画面のタッチによる操作、スクロールなどは今までのスチルカメラのそれとは全く異なるものです。レスポンスも非常に良いです。

高いスタミナ性

Z8も非常にスタミナが優秀ですが、ZRも非常に優秀なスタミナを誇ります。H.265であればバッテリー一本で2時間の連続撮影に耐えられます。
これは最近のミラーレスカメラにはあまり見られないスタミナ性です。

内部RAW収録とProRes収録可能な贅沢なコーデック構成

Z6IIIのコーデック構成にプラスして、ZRではREDのR3D NEが使えるようになっています。この点を評価する人は多いと思いますが、ZRにはR3D NE/N-RAW以外にもRAWフォーマットであるProResRAW、非RAWフォーマットですが映像業界標準のProRes422HQ、そしてH.265の収録が可能です。ただし、H.265はクロマサブサンプリングが4:2:0な部分は少し残念と言えます。
また、ProRes422 LTも今後サポートされるのでProRes422HQが大きすぎると言う方には福音かもしれません。（ProRes422 LTはProRes HQの約半分のデータレートです）

内部32bitフロート録音

動画を撮影していて、突然鳴り響く爆音で音割れしてしまった経験は多くの人が経験するものですが、ZRでは（風切り音の対策は必要ですが）音割れを気にせず撮影することができます。さらにショットガンマイクも純正オプションとして用意されています。

高感度画質・ダイナミックレンジに関して

まず客観的なデータを紹介します。これはCineDのダイナミックレンジデータベースの結果です。Nikon ZRはSNR＝1では44位、SNR=2では13位と言うまずまずのポジションにあります。ですが、これには少し注意すべき点があります。それは、Nikon ZRのこの数値（順位）がH.265の撮影である場合である事です。R3D/N-RAWの場合はこれよりもかなりダイナミックレンジが低下する事実は理解しておいた方がいいです。

CIneDダイナミックレンジデータベース（SNR=1）

RANK	Camera	Stops(SNR=1)
1	ARRI ALEXA 35	16.3
2	RED V-RAPTOR 8K VV	15.1
3	ARRI ALEXA Classic	14.8
4	RED V-RAPTOR 8K S35	14.8
5	Blackmagic Design URSA Cine 12K LF	14.8
6	ARRI ALEXA Mini LF	14.7
7	RED KOMODO-X 6K	14.5
8	DJI Ronin 4D 8K	14.5
9	RED V-RAPTOR [X] 8K VV	14.5
10	Canon EOS C80	14.4
11	Sony VENICE 2 8K	14.3
12	Panasonic LUMIX S1II	14.3
13	Canon EOS C70	14.2
14	Sony BURANO	14.2
15	Canon EOS R5 Mark II	14.2
16	Canon EOS R1	14.2
17	FUJIFILM X-M5	14.2
18	Canon EOS C400	14.1
19	Sony Alpha a1 II	14.1
20	Canon EOS C500 Mark II	14
21	Sony Alpha a7 IV	14
22	FUJIFILM GFX100 II	14
23	Canon EOS C300 Mark III	13.9
24	Panasonic LUMIX S1H	13.8
25	Sony Alpha a1	13.8
26	Blackmagic Design URSA Mini Pro 4.6K	13.7
27	DJI Ronin 4D 6K	13.7
28	Panasonic LUMIX S5 II	13.7
29	FUJIFILM X100VI	13.7
30	Sony Alpha a7S III	13.6
31	RED KOMODO 6K	13.6
32	FUJIFILM X-H2S	13.6
33	FUJIFILM X-H2	13.6
34	Blackmagic Design URSA Mini Pro 4.6K G2	13.5
35	Sony ZV-E1	13.5
36	DJI Inspire 3 Zenmuse X9-8K Air	13.5
37	Sony FX2	13.5
38	FUJIFILM X-T4	13.4
39	Panasonic LUMIX S1	13.4
40	Nikon Z 8	13.4
41	Sony Alpha a7CR	13.4
42	FUJIFILM X-T50	13.4
43	Nikon Z6III	13.4
44	Nikon ZR	13.4
45	Leica SL2-S	13.3
46	Sony Alpha a7R V	13.3
47	Panasonic LUMIX S5	13.2
48	Leica SL3-S	13.2
49	Nikon Z 6	13.1
50	Sony PXW-FS7	13
51	Blackmagic Design Pocket Cinema Camera 6K	13
52	Panasonic LUMIX G9 II	13
53	Sony Alpha a7S II	12.9
54	Nikon Z 9	12.9
55	Blackmagic Design Cinema Camera 6K	12.9
56	Panasonic AU-EVA1	12.8
57	FUJIFILM X-T2	12.8
58	Blackmagic Design URSA Mini Pro 12K	12.8
59	Sony FX6	12.8
60	Panasonic LUMIX GH6	12.8
61	Sony Alpha a9 III	12.8
62	Blackmagic Design PYXIS 6K	12.8
63	Sony PXW-FX9	12.7
64	Panasonic LUMIX BGH1	12.7
65	Canon EOS R5 C	12.7
66	FUJIFILM X-S20	12.7
67	Panasonic LUMIX GH7	12.7
68	Sony FX30	12.6
69	FUJIFILM GFX100	12.5
70	Blackmagic Design Pocket Cinema Camera	12.5
71	FUJIFILM X-T3	12.4
72	Sony Alpha a6700	12.4
73	FUJIFILM X-T30	12.3
74	Canon EOS R3	12.2
75	Canon EOS R7	12.1
76	Blackmagic Design Pocket Cinema Camera 4K	12
77	Z Cam E2	11.9
78	Canon EOS R6 Mark II	11.9
79	SIGMA fp	11.8
80	Canon EOS R5	11.8
81	SIGMA fp L	11.8
82	Panasonic LUMIX GH5S	11.7
83	Canon EOS R6	11.7
84	Canon EOS C200	11.6
85	Canon EOS R	11.6
86	Canon EOS-1D C	11.6
87	Panasonic LUMIX GH5 II	11.5
88	Canon EOS C300	11
89	Sony Alpha a7 III	11
90	Panasonic LUMIX GH5	10.8
91	Z Cam E2-F6	n/a

CIneDダイナミックレンジデータベース（SNR=2）

RANK	Camera	Stops(SNR=2)
1	ARRI ALEXA 35	15.3
2	ARRI ALEXA Classic	13.8
3	RED V-RAPTOR 8K VV	13.7
4	Blackmagic Design URSA Cine 12K LF	13.6
5	ARRI ALEXA Mini LF	13.5
6	RED V-RAPTOR 8K S35	13.4
7	Canon EOS R1	13.4
8	DJI Ronin 4D 8K	13.3
9	Canon EOS R5 Mark II	13.3
10	Canon EOS C80	13.3
11	Sony VENICE 2 8K	13.2
12	FUJIFILM X-M5	13.2
13	Nikon ZR	13.2
14	Canon EOS C500 Mark II	13.1
15	Sony BURANO	13.1
16	Sony Alpha a1 II	13.1
17	Panasonic LUMIX S1II	13.1
18	Canon EOS C400	13
19	Sony Alpha a7 IV	12.9
20	RED KOMODO-X 6K	12.9
21	Canon EOS C300 Mark III	12.8
22	Canon EOS C70	12.8
23	FUJIFILM GFX100 II	12.8
24	RED V-RAPTOR [X] 8K VV	12.8
25	Panasonic LUMIX S1H	12.7
26	Sony Alpha a1	12.7
27	Blackmagic Design URSA Mini Pro 4.6K G2	12.6
28	Blackmagic Design URSA Mini Pro 4.6K	12.6
29	RED KOMODO 6K	12.5
30	Sony Alpha a7S III	12.4
31	DJI Ronin 4D 6K	12.4
32	Panasonic LUMIX S5 II	12.4
33	Sony ZV-E1	12.4
34	Sony Alpha a7CR	12.4
35	Sony FX2	12.4
36	FUJIFILM X-H2	12.3
37	Nikon Z 8	12.3
38	Panasonic LUMIX S1	12.2
39	Leica SL2-S	12.2
40	FUJIFILM X-H2S	12.2
41	Sony Alpha a7R V	12.2
42	FUJIFILM X100VI	12.2
43	Panasonic LUMIX S5	12.1
44	DJI Inspire 3 Zenmuse X9-8K Air	12.1
45	Leica SL3-S	12.1
46	Sony PXW-FS7	12
47	Nikon Z 9	12
48	Sony Alpha a7S II	11.9
49	Blackmagic Design Pocket Cinema Camera 6K	11.9
50	Nikon Z 6	11.9
51	FUJIFILM X-T50	11.9
52	FUJIFILM X-T4	11.8
53	Blackmagic Design URSA Mini Pro 12K	11.8
54	Panasonic LUMIX G9 II	11.8
55	Panasonic AU-EVA1	11.7
56	Sony FX6	11.7
57	Canon EOS R5 C	11.7
58	Blackmagic Design Cinema Camera 6K	11.7
59	Nikon Z6III	11.7
60	Blackmagic Design PYXIS 6K	11.7
61	Panasonic LUMIX BGH1	11.6
62	FUJIFILM X-T3	11.5
63	Sony PXW-FX9	11.5
64	FUJIFILM X-T2	11.5
65	Panasonic LUMIX GH6	11.5
66	Sony Alpha a9 III	11.5
67	Sony FX30	11.4
68	Panasonic LUMIX GH7	11.4
69	FUJIFILM GFX100	11.3
70	Blackmagic Design Pocket Cinema Camera	11.2
71	SIGMA fp L	11.2
72	Canon EOS R3	11.2
73	Canon EOS-1D C	11.2
74	Sony Alpha a6700	11.2
75	SIGMA fp	11.1
76	Blackmagic Design Pocket Cinema Camera 4K	11
77	FUJIFILM X-T30	11
78	Canon EOS R7	11
79	Z Cam E2	10.8
80	Canon EOS R5	10.8
81	Canon EOS R6 Mark II	10.8
82	FUJIFILM X-S20	10.8
83	Canon EOS R	10.7
84	Panasonic LUMIX GH5S	10.7
85	Canon EOS C200	10.5
86	Canon EOS R6	10.5
87	Panasonic LUMIX GH5 II	10.5
88	Canon EOS C300	10.1
89	Sony Alpha a7 III	10
90	Panasonic LUMIX GH5	9.7
91	Z Cam E2-F6	n/a

ダイナミックレンジは暗いところから明るいところまで何段分の表現力があるかの数値的指標ですが、その数値はほとんどシャドー側のノイズの指標ともとれます。ダイナミックレンジと言う数値は、ノイズに埋もれる直前の信号がどこまで取り出せるかの性能でほとんど決まっているからです。

R3D/N-RAWは高感度撮影のシャドーの描写が弱い？

Nikon ZRのN-RAW/R3Dに関してですが、RAWで撮影して高感度やシャドー表現が秀でてめっちゃ綺麗！と言っている方がおられる方もいるかもしれません。ですが、RAWをそのままRec.709に変換しただけの画質であれば、正直な話、他のカメラの方がクリーンさは上回ります。むしろ最新のマイクロフォーサーズ機の方が1段ほど勝るレベルになります。後述しますが、ZRのRAW撮影のその利点は高画質であることではありません。

Camera Details - Nikon ZR | Camera Database | CineDを元に注釈追加

もしRAWのシャドーの描写が綺麗というレビューがあったとすると、その評価は疑ってみた方が良いかもしれません。これは以前にZ6IIIを先行して使わせて頂いた時のN-RAWと今回ZRを使ってN-RAW/R3D NEでの収録をした時の両方で感じたものです。RAW撮影ではほぼ信号が取り出せないギリギリのダーク部分の描写がチラチラする現象が発生しこれが結構処理に困るのです。

正確な計測は当方では行っていませんが、同時期に評価したEOS C50やLUMIX S1RIIの方が高感度画質に関してはRAW/非RAW共にZRのダーク側で1段〜2段近くS/Nが上回る印象でした。つまり、残念ながらNikon ZRのR3D/N-RAWに関しては超低照度の画質が他のカメラに勝るカメラでは無いことを理解しておいた方が良いです。ノイズリダクションがかかってないから当然だろと言われるかもしれませんが、NRAW/R3D NEの低照度のノイズ感はノイズリダクションと相性が良くなく、ディテールを残したままノイズを除去することは難しいのです（逆に考えればうまく処理出来ればH.265のレンジには近づくと思います）。
これは画面全体がシャドーを占めるような被写体でなければ、問題にならないので、ネガティブに考えすぎないようにしていただければと思います。

さて、ここでCIneDのZRのダイナミックレンジのフルレポートを覗いてみます。

Camera Details - Nikon ZR | Camera Database | CineDを元に注釈追加

上表を見る限りR3D NEのダイナミックレンジは実測10.2STOP@SNR=1、11.5STOP@SNR=2となっています。（SNR=1、SNR=2については別途解説します）。調べればわかる事ですが、これはGH7のProResRAWに比べてかなり低い結果となっています（GH7のレンジがセンサーサイズに対して異常に高いとも言えますが...）。
ここまでかなりネガティブな書き方をしてしまったので、Nikonの中の方にめちゃめちゃ怒られるかもしれませんが、これはあくまでダークを基準としている話です。これらの特性の理由はわかりませんが、一方で、ZRの中間照度〜ハイライトクリップまでの描写は非常に美しいものです。

※SNR=1とはノイズと信号レベルが1:1になる部分を基準に信号がクリップするまでの段数を計測します。SNR=2はノイズと信号レベルが1:2になる部分を基準に信号がクリップするまでの段数を計測したものです。いずれもSTOP数が大きいほどノイズが少なくダイナミックレンジが広いカメラとなります。また、SNR=1とSNR=2の値が近いほど、低照度で急激に信号レベルを失い、SNR=1とSNR=2の差が大きいほど低照度側のデータがリッチであるという理解をしています。

つまり、真っ暗の中で信号をあぶり出すようなグレーディングには不向きですが、ある程度のセンサーに光を与えた撮影では十分美しい描写が得られます。シャドー側は少し締めたグレーディング、もしくはある一定レベルで黒を切る処理をすればR3D NEのシャドーの描写は気になるものではありません。この処理は少し工夫が必要ですので機会があれば別途紹介したいと思います。

例えば下記の動画は明るいレンズを使ってたっぷりと露出を稼いて撮影したものです。そしてその映像品質は十分すぎるほど綺麗だと思います。

youtu.be

R3D NEを使うことのメリットはグレーディングを高精度で行える点です（また、N-RAWで問題となっていた青色発光体の異常なハイライト描写問題も解消されています）。

決して他のコーデックに比べて美しさが秀でているわけではない点に注意が必要です。動画のRAWは（画素欠陥の補正やRTS/キズ補正は行われていますが）基本的にはノイズリダクションがかかっていませんので、簡単に綺麗を撮るには不向きである点を理解しておいた方が良いです。R3D NEで綺麗に仕上げるためには試行錯誤が必要である覚悟は必要かと思います。あくまで自分の撮りたい絵に近づけるための素材がRAWと私は理解しています。

H.265の方がダイナミックレンジが広い（CineDの計測結果より）

上記の表を見ると気付くのはH.265のダイナミックレンジの広さです。これはN-Logガンマで撮影した際のもので、この状態だと実に3STOPほどレンジが広いのです。

Camera Details - Nikon ZR | Camera Database | CineDを元に注釈追加

では、H.265で撮ることがベストなのか？と言うとそうでもないのが難しいところです。

実際に前回の貸し出し機でのNikon ZRの評価ではH.265の評価をしっかり行っていないのでその画質を語るほどではありませんが、ネット上のさまざまな評価を見るとH.265はブロックノイズなどのエンコード起因による画質低下は見られるようです。おそらくこれはエンジン側のハードウェア実装に起因するものだと思うので、ファームウェアの更新で大きく改善するものでは無いかと思います。でも、改善されるといいなと。これに関しても引き続き検証をしたいと思います。

実はProResHQが最高画質なのでは？

H.265は今後ファームアップで高画質化される可能性もあるかもしれませんが、今のところ最高画質を誇るのはProResHQで撮ることかもしれません。ProResのN-Log収録であればブロックノイズとも無縁ですし、デコードの処理も軽い。ダイナミックレンジも広い。

Camera Details - Nikon ZR | Camera Database | CineDを元に注釈追加

前回ZRやZ6IIIをお借りした時には今更カメラを評価する際にProResで撮らんでもいいよね、と思いましたが、この考えが正しいかは後日確かめてみたいと思います。
なお、ProRes422 LTもサポートされるので、これはかなり嬉しい点です。もしかすると今現在はProRes422HQではそのビットレートの大きさからか、4K120pは収録できません。ですが、ProRes422 LTならカードの速度的に間に合う可能性があるので是非4K120pをProRes422 LTで撮れるようにして欲しいです。
とにかく早くProRes422LTを試してみたい。。。グレーディング耐性はR3D NE/N-RAW/ProResRAWよりは大きく劣りますが、簡単綺麗を実現できるのがProRes422 LTじゃないかと密かに期待しています。

まとめ

今回はNikon ZRに関して主にコーデックのダイナミックレンジの部分にフォーカスして記載してみました。
他にも検証ができていない部分も多いので、引き続き検証したいと思います。

筆者:SUMIZOON
Facebookグループ一眼動画部主宰
Youtubeチャンネル STUDIO SUMIZOON の人

2011年よりサラリーマンの傍ら風景、人物、MV、レビュー動画等ジャンルを問わず映像制作を行うビデオグラファー。機材メーカーへの映像提供や映像関係メディアでレビュー執筆等を行う。Youtubeチャンネル「STUDIO SUMIZOON」登録者は1.4万人以上。Facebookグループ「一眼動画部」主宰。「とあるビデオグラファーの備忘録的ブログ」更新中。