定義

ローリングシャッター（ドイツ語：Rolling Shutter Effekt または Zeilenscanning）は、デジタルセンサーがすべてのピクセルを同時に露光するのではなく、ラインごとに順番に、通常は上から下へと露光する露光方法です。これは最新のCMOSセンサーの標準技術であり、すべてのピクセルが同時に露光されるグローバルシャッターとは対照的です。

露光時間は、一般的なフレームレートで0.5〜50msの範囲になり、高速な動きでは視覚的なアーティファクトが発生します。

• ジェロー効果（Jello-Effekt）：波状の歪み
• スキュー/シア（Skew/Shear）：垂直線の傾き
• エイリアシング（Aliasing）：規則的な構造におけるモアレパターン

物理的原理

ローリングシャッターの仕組み

ローリングシャッター露光のタイムライン（24fps）：

フレーム時間：41.67ms
ライン数：2160ライン（4K）
ラインあたりの時間差：41.67ms / 2160 = 約19.3µs

 t=0ms t=10ms t=20ms t=41.67ms
 ↓ ↓ ↓ ↓
ライン1：[████████]
ライン2：[████████]
ライン3：[████████]
...
ライン2160：[████████]

最後のラインが露光されている間、最初の
ラインはすでに40ms前の情報を持っています。

比較のためのグローバルシャッターの例

グローバルシャッター（すべてのラインが同時に）：

t=0ms t=41.67ms
すべてのラインがここで露光される ここで読み出される
[██████████████████████████████████████]

CMOS vs. CCD

• CMOS（現在標準）：ラインごとの読み出し、ローリングシャッター
• CCD（旧式）：グローバル露光が可能だが、高価で時代遅れ
• グローバルシャッターCMOS（最新技術）：アーティファクトのないローリングシャッター

技術仕様

最新カメラにおけるローリングシャッター

スキャン時間計算

スキャン時間（ライン数 / 読み出し速度）：

ARRI Alexa Mini（24fps時）：
 フレーム持続時間 = 1000ms / 24fps = 41.67ms
 ライン数 = 1620
実効スキャン時間 ≈ 10ms （フレーム持続時間の約24%）

Sony FX30（24fps時）：
 フレーム持続時間 = 41.67ms
 ライン数 = 2160
実効スキャン時間 ≈ 8ms （フレーム持続時間の約19%）

RED Komodo（24fps時）：
 フレーム持続時間 = 41.67ms
 ライン数 = 3160 （6K）
実効スキャン時間 ≈ 15ms （フレーム持続時間の約36%）

重要：フレームレートが高いほど、スキャン時間が短くなり、ローリングシャッター効果が軽減されます。

Sony FX30（異なるフレームレート時）：

24fps：41.67ms フレーム持続時間 → 約8ms スキャン = 顕著
60fps：16.67ms フレーム持続時間 → 約3.2ms スキャン = 微妙
120fps：8.33ms フレーム持続時間 → 約1.6ms スキャン = ほとんど見えない

アーティファクトとその原因

1. ジェロー効果（Wobbling）

典型的なジェロー効果は、スキャン方向に対して垂直なカメラの動きで発生します。

速い水平パン（Pan）：

上部（早く露光）：位置A
 （カメラはここにいた）
中央（遅く露光）：位置B
 （カメラはここにいる）
下部（最後に露光）：位置C
 （カメラはすでにここにいる）

結果：画像の内容が波状に歪んで見える
効果は以下で強くなる：
 - より速いパン
 - より速いフレームレート（移動距離の差が大きい）
 - より大きなセンサー（より高い空間解像度）

視覚的な例：

• 24fpsでの速い30°パン：非常に顕著（5〜10°の歪み）
• 24fpsでの遅い10°パン：ほとんど見えない

2. スキュー（Scherung）

水平方向の動きで、垂直またはほぼ垂直な線が傾いて見えます。

静止した垂直の家：

グローバルシャッター： ローリングシャッター（速いパン）：
 | /
 | （完全に垂直） / （1〜3°傾く）
 | /

3. エイリアシング（モアレ効果）

非常に規則的な構造と特定の動きでモアレパターンが発生します。

テクスチャの比較：

規則的な窓のパターンを持つファサード：
 グローバルシャッター： きれいな窓の線
 ローリングシャッター： モアレパターン、窓の線が揺れる

ヘリコプターのローター：
 グローバルシャッター： 通常のローターの動き
 ローリングシャッター： エイリアシング、ローターが遅くなったり逆回転しているように見える

4. 垂直線のずれ

動きがあると、半露光されたオブジェクトが発生する可能性があります。

ボールの落下（垂直に落下）：

グローバルシャッター： ローリングシャッター：
[O] （きれいなボール） [O] 上部
 [O] 中央（ずれている）
 [O] 下部（大きくずれている）

実践的な影響

モーション速度の閾値

ARRI Alexa Mini（24fps時）：
 パン速度 | 可視性
5°/秒 | 見えない
15°/秒 | ちょうど見える
30°/秒 | かなり見える
60°/秒 | 非常に邪魔

目安：10°/秒以下は目立たない

Sony FX30（24fps時、より小さなセンサー）：
10°/秒 | 見えない
25°/秒 | ちょうど見える
50°/秒 | かなり見える

目安：15°/秒以下は目立たない

クリティカルなシーン

ローリングシャッターは以下の場合に問題となります。

1. アクション/追跡シーン

• 速いカメラワーク
• ヘリコプターショット
• ドローン映像（特に速い動き）

1. 照明技術

• 高周波LEDパネル（エイリアシング）
• 蛍光灯（50Hzフリッカー）

1. VFXとトラッキング

• マーカーベースのモーションキャプチャ
• ポストプロダクションでのパースペクティブ補正

1. 速いオブジェクトの動き

• 落下物
• ローターブレード
• 回転する車輪

実践におけるローリングシャッター

プリプロダクション

回答すべき質問：

1. どのカメラを使用するか？（ローリングシャッターの特性を把握する）
2. 予定されているカメラの動きはどのくらい速いか？
3. 問題になりうるアクションシーケンスは存在するか？
4. ドローン撮影は予定されているか？（極端なローリングシャッター）

早期に解決策を計画する：

速いパンが予定されている場合：

オプションA：ローリングシャッターが最小限のカメラを選択する
 → ARRI Alexa 35（最適）
 → RED Komodo（良好）
 ✗ Sony FX30（顕著なRS）

オプションB：より高いフレームレートを使用する
 → 24fpsの代わりに60fpsで撮影する（RSが4倍少ない）
 → ただし：ストレージが2.5倍必要、動きが不自然に見える可能性

オプションC：シーンのモーションデザインを調整する
 → 速いパンではなく、滑らかな動きにする
 → パンの代わりにズームを使用する（ズームはジェローを起こさない）

撮影

1. カメラワークの計画：

シーン：狭い路地での追跡（アクション）

問題：速いパンが必要
解決策1：より高いフレームレートを使用する
 - 通常は24fpsで撮影し、アクションインサートは60fpsで撮影する
 - ポストで：60fpsを24fpsにタイムストレッチする（スローモーション風）

解決策2：スタビライザーを使用する
 - フリーハンドではなくジンバルを使用する（より滑らかな動き）
 - リモートヘッド（非常に正確で制御された動き）

解決策3：ハンドヘルドではなくドリーショットを使用する
 - 滑らかで計画された動き = RSが少ない
 - DoPはより多くの制御を得られる

2. LED照明：

シナリオ：最新のLEDパネルを備えたスタジオ

問題：特定の周波数でPWMがないLED = フリッカーとエイリアシング

解決策：
 ✓ 高周波PWM LEDを使用する（100kHz以上）
 ✓ LEDの周波数をフレームレートに合わせる
 ✓ または：50Hzの周波数で、50fps（または100fps）で撮影する

3. ドローン映像：

DJI Mavic 3（極端なローリングシャッター）：

速いドローンの動き：
 - 顕著なジェロー効果
 - しばしば避けられない

ベストプラクティス：
 ✓ 遅くて滑らかな動き
 ✓ パンの代わりにズームを使用する
 ✓ または：ジンバルベースのプロフェッショナルドローン（Freefly）

ポストプロダクション

ポストプロダクションでのローリングシャッター補正：

1. ワープスタビライザー / オプティカルフロー

 Adobe Premiere / After Effects：
 エフェクト > ディストート > ワープスタビライザー

 - 軽微な歪みを滑らかにできる
 - 中程度の効果にのみ有効
 - 新たなアーティファクトを引き起こす可能性がある

1. 専用RS補正ソフトウェア

 - ReelSteady（ドローン映像用）
 - Gyroflow Toolbox
 - 3Dカメラトラッカー + 歪み補正

1. ロトスコープとフレームごとの補正

極端なケースの場合：
 - ノードベースの補正（Nuke、Fusion）
 - ただし、非常に時間がかかる
 - 標準的な使用はできない

ローリングシャッター vs. グローバルシャッター

直接比較

グローバルシャッターカメラ（2024〜2026年）

新興技術：

SONY BURANO（2024年〜）：
 - グローバルシャッター（！）- 初のプロフェッショナルシネマカメラ
 - ただし：極端な発熱
 - 非常に高価

Panasonic LUMIX GH7（2024年）：
 - ローリングシャッターだが、アルゴリズムが改善されている

Canon EOS R8（2023年）：
 - 「電子グローバルシャッター」モード
 - 真のグローバルシャッターではなく、アルゴリズムによるもの

映画制作における実践的な目安

ローリングシャッター許容度マトリックス：

┌─────────────────────────────────────────┐
│ カメラの動き / ジャンル │
├─────────────────────────────────────────┤
│ ドラマ（ゆっくり） → RS許容可能 │
│ スリラー（中程度） → RS問題あり │
│ アクション（速い） → RS許容不可 │
│ ドキュメンタリー（可変）→ シーンによる │
│ スローモーション（60fps以上） → RS軽減 │
│ ハンドヘルド/ファウンドフッテージ → RS目立たない │
│ （美学に合っている） │
└─────────────────────────────────────────┘

特殊ケース

ドローンとローリングシャッター

ドローンは極端なローリングシャッターの問題を抱えています。

DJI Mavic 3（コンシューマー向けドローン）：
 - 非常に小さなセンサー
 - 非常に速いスキャン時間
 - どんな速い動きでもジェロー効果が発生
 → 映画制作には不向き

プロフェッショナル Freefly Astro（プロフェッショナルドローン）：
 - より大きなセンサー
 - より良い処理能力
 - ジンバルによる動きの安定化（効果が少ない）
 → 映画制作には許容範囲

カメラのスタビライザーとローリングシャッター

興味深いことに、カメラ内スタビライザーはRSを悪化させる可能性があります：

ARRI Alexa Mini（EIS付き電子画像安定化）：
 - カメラがデジタルで動きを補正する
 - これにより、さらなる歪みが生じる可能性がある
 - 多くのDoPは意図的にEISを無効にする

スローモーションとローリングシャッター

シーン：ボールが1メートル落下（通常の低速再生）

24fps グローバルシャッター：
 ボールは滑らかに見え、動きはきれい

120fps ローリングシャッター：
 - ボールは半露光されている（短いスキャン時間）
 - RS効果は最小限
 - 視覚的にきれい！

パラドックス：高いフレームレートはRSを軽減するが、
120fpsのスローモーションは「不自然」に見える

関連項目

• グローバルシャッター – ローリングシャッターの代替
• シャッタースピード – 露光時間
• フレームレート – 1秒あたりの画像数
• モーションブラー – 動きによるぼかし
• ARRI Alexa – ローリングシャッターの特性
• RED Komodo – ローリングシャッター分析