ビデオカメラのゲイン（dB）とISO感度の関係

はじめに

ご存知かもしれませんが、業務用ビデオカメラはカメラの感度をISO感度ではなくゲイン（dB）で表示しています。

そうなるとゲイン（増幅率）を0dBから6dBに上げると、画像はどうなるのでしょう？

ネットで調べても、ゲインを上げると画像が明るくなり、下げると暗くなる。

ただしゲインを上げすぎるとノイズが出ると、それこそ小学生でも知っている様な定性的な事しか書かれていません。

そんな訳で、ゲインのdB表示とは何で、ISO感度とどう関係するかを定量的にお伝えしたい思います。

dBとは

そもそもdB（デシベル）とは、倍率を表す表示方法で、分かり易く言えば％（パーセント）表示と同じ様なものです。

ただし倍率や％表示よりも桁数を抑える事ができるため、電気の増幅率だけでなく、光や音や電波の強さにおいても良く使われます。

具体的には、下の表にあります様に1倍は0dB、2倍は6dB、3倍が10dB、10倍が20dB、100倍が40dB、1000倍が60dBになります。

感の鋭い方なら気付くかもしれませんが、倍率のゼロの数を20倍するとdBになります。

例えば1000倍ならば、ゼロが3個ありますので、それを20倍して60dBになるという訳です。

また特にここで覚えておいて頂きたいのは、6dBとは倍率で丁度2倍になるという事です。

このため、ゲインを6dBに上げるという事は、感度を2倍にするのと同義語なのです。

折角なのでついでに言うと、ゲイン同士は足し算が可能で、6dBを更に6dB上げると12dBになりその場合は4倍を表します。

またもし0dBのときがISO100だとすると、6dBにするとISO200にしたのと同じになります。

では実際にそうなるかどうか、業務用ビデオカメラの仕様で検証してみます。

EOS R5 CのISO感度とゲインの関係

業務用ビデオカメラはそれこそ山の様にあるのですが、昔ながら物ですとゲイン（dB）しか表示されていません。

そのためここでは、EOS R5 Cの操作説明書を使って調べてみたいと思います。

これでしたら、ベースとなったのがスチールカメラのEOS R5ですので、下にあります様にISO感度とゲイン（dB）の両方が使えます。

ここで（まずは注意書きを無視して）ISO感度とゲインを比べてみると、ISO感度がISO100～ISO102400に対して、ゲインの刻み幅がノーマルの場合で-2dB、-6dB～54dB、ファインの場合で-2dB～54dBになっています。

これですと今一つ、どう対応するのか明確ではありません。

という訳で、まずはISO100とISO102400の1024倍をdBに変換しています。

すると1024倍は60dBとなり、残念ながら説明書にある54dBとは合致しません。

ところが、ノーマルの場合ですと-6dB～54dBですので、トータルで丁度60dBになります。

そんな訳で、どうやらゲインの刻み幅がノーマルの場合においては、-6dBがISO100で、-54dBがISO102400に対応していると見て良さそうです。

ちなみにこれを表にしてみると、以下の様になります。

いやはや、これはややこしい。

こんな分かり難いゲイン表示で動画を撮り続けていたとは、本当に驚きです。

恐らくこのゲインの値を正確に認識して使っている人は、殆どいなのではないでしょうか？

何しろ、例えば絞りをF2.8からF4.5に1と1/3段絞った場合、何dBゲインを上げれば同じ露出になるか、直感的に分かる方はまずいないでしょう。

このため業務用ビデオカメラはマニュアル操作が基本と言いながら、ほぼ100％ゲインはAUTOの設定にしているか、このぐらいのゲインならノイズが目立たない程度の理解でマニュアルで使っているのでしょう。

また依然スッキリしないのが、ノーマルとファインにある-2dBの記述です。

ちなみに注3を見ると、ISO/ゲイン感度拡張が切のときのみとあります。

という事は、この場合は-2dB～54dBとなり、これはISO160～102400に相当すると思って良さそうです。

という事は、ゲインの刻み値をファインにすると、強制的にISO/ゲイン感度拡張が切になる様です。

静止画ならば、最も画質の良いISO100を最優先すべきだと思うのですが、動画の場合ですと後編集を考慮してどうやらISO160をベース感度にしている様です。

まとめ

以上をまとめますと、以下の様になります。

1.  業務用ビデオカメラのゲイン表示とは、カメラの感度（増幅率）をdBで表示したものである。

2. dB表示は、0dBに対して6dBで2倍、10dBで3倍、20dBで10倍と感覚的に非常に分かり難いので、これを正確に理解して使うのは至難の業である。

3. このため、もしISO感度で表示できるのであれば、その方が遥かに合理的である。

4. なおdB表示はあくまでも相対的な倍率の表示方法なので、0dBがISO感度のいくつに相当するかは、カメラによって異なる。

5. ちなみにキヤノンのEOS R5 Cにおいては、-6dBがISO100、0dBがISO200に対応している。