画面のバンディング：8-bit、10-bit、FRC、グラデーション
夕焼けや霧のように色がゆっくり変わる映像で、滑らかな変化の代わりに帯状の境目が見えることがあります。これがバンディングです。パネルだけでなく、元の映像の圧縮、アプリの色処理、GPUの出力設定でも起こります。
読みながらホームページでグラデーションテストを実行してください。証拠を画面に出すと、本記事が大幅に分かりやすくなります。
帯が生まれる場所
デジタルグラデーションは連続ではなく、離散的な段階の階段です。バンディングとは、その階段が見えることです。
チャンネルあたり8 bitでは、グレースケールに256段階があります。幅2560ピクセルの画面へ伸ばすと、1段階が幅10ピクセルの列になります。列が見えるかは、段階間の知覚差で決まります。段差は暗部や広い範囲の緩やかな階調で目立つことがあります。夕焼け、霧、周辺減光、暗い映画のシーンなどで気づきやすく、細部の多い映像では目立ちにくくなります。
10 bitなら同じ階調に1,024段階、8-bitの1段階内に4段階があります。大きく滑らかなグラデーションこそ追加ビットが実際に役立つ場所であり、HDR形式が10-bitを前提にする理由です。
パネルのビット深度の階層
購入した表記と実体はしばしば異なります。
- 真の10-bitパネルは、パネル自体でより多くの階調を表現します。
- 多くの一般向け「10-bit」モニターは8 bit＋FRCです。FRC（Frame Rate Control）は、隣り合う2つの8-bit値の間で画素をフレームごとに点滅させ、平均を中間へ置きます。良い実装なら視聴距離から真の10-bitと見分けるのは本当に困難です。
- 真の8 bitは、チャンネルあたり256段階を表現します。
- 6 bit＋FRCは低価格ノートPCに一般的です。チャンネルあたり64の実段階を強くディザリングします。安いノートPCの階調がデスクトップより粗ければ、これが理由です。構造上の性質で、設定では消えません。
ただし10-bitパネルも、経路全体が協力した時だけ10-bit階調を表示します。内容、アプリ、OS、GPU出力形式、ケーブルのすべてが10 bitを運ぶ必要があります。途中の8-bit部分は、それ以降を量子化します。
ブラウザテストがビット深度を証明できない理由
このテストは、現在のブラウザが使う描画・色管理の経路で階調を表示します。Canvasの形式、合成処理、出力、ディザリングによって見え方が変わります。そのため、次のような相対的な比較に適しています。
- 同一画面内の領域比較。 隅だけに現れる、または視野角で変わるバンディングは、内容ではなくパネルの性質です。
- 大きな問題の検出。 低い色深度の出力、出力形式の制限、階調を壊す強い「ダイナミックコントラスト」。
- 画面の広い色むらの発見。 ゆっくりパネルを横切る階調は、単色では気づきにくい均一性の問題を明瞭にします。
真の10-bitパネルであることは証明できません。そのためには、既知の10-bit信号を管理された経路で送るパターンジェネレーターが必要です。それ以外を主張するブラウザテストは、私たちのものも含め疑ってください。本テストが主張しない理由です。
画面、信号、元データのどれか
設定や入力を一つずつ変えると、原因の範囲を絞り込みやすくなります。
- 本テストの階調が、全入力・パネル全体で帯になる。 パネルやGPUの出力形式などが候補です。設定で出力色深度（8/10 bpc）を確認し、テレビをモニターにする場合はHDMI入力が「PC」モードか確認します。高解像度・高リフレッシュでは、長いケーブルや安いケーブルが低い形式を強いる例が想像以上にあります。
- 本テストは滑らかで、映画だけ帯になる。 元データや再生処理が原因の可能性があります。強い映像圧縮は画面へ届く前に階調を量子化します。配信サービスの暗い場面は有名です。モニター設定で上流の圧縮は直せません。
- HDRを有効にした時だけ帯になる。 HDRの処理経路を確認します。不適切なトーンマッピングや特定リフレッシュレートでの8-bitへの後退は、通常のSDRより悪い階調を作ります。リフレッシュレートを1段下げてください。接続帯域の制限で出力形式が変わる場合があります。
実際に役立つ対策
- パネルとケーブルが対応するなら、GPUを10 bpcにします。解像度とリフレッシュレートの組み合わせによっては使えません。
- 特に4K60を超える場合、規格どおりの良いケーブルを使います。
- 影を意図的にポスタライズする「コントラスト強調」機能を切ります。
- 自作内容では、8-bit書き出し前に大きな階調へわずかなノイズ（ディザー）を加えます。ディザーは段差を目立ちにくくする手法ですが、失われた色の情報を復元するものではありません。
近くから見る極端なグラデーションと、普段の視聴体験は別です。薄い段差があるだけで不良とは断定せず、通常の距離でよく使う写真や動画にも支障があるか確認してください。