オーバースキャン

オーバースキャンとは、特定のテレビ セットで発生する動作で、入力画像の一部が画面の可視境界によって切り取られる現象です。これは、 1930 年代から 2000 年代初頭にかけてのブラウン管(CRT)テレビ セットでは、画面の境界内でのビデオ画像の配置が非常に多様であったために発生します。その後、画像の周囲に黒い縁があるビデオ信号を使用するのが一般的になり、テレビではこのようにして縁を破棄するようになっていました。

初期のアナログテレビでは、製造公差の問題により、表示される画像にばらつきがありました。また、初期の電源設計の制限による影響もありました。電源の直流電圧は、後期の電源ほどは調整されていませんでした。これにより、AC ライン電圧の通常の変動によって画像サイズが変化する可能性があり、ブルーミングと呼ばれるプロセスも発生しました。ブルーミングとは、電子ビーム電流の増加により CRT 陽極電圧が低下し、全体的に明るい画像が表示されると画像サイズがわずかに大きくなる現象です。このため、テレビ製造業者は画像の可視エッジがどこにあるか確信が持てませんでした。これを補うために、製造業者は 3 つの領域を定義しました。^[1]

• タイトルセーフ: 適切にメンテナンスされたすべてのセットで表示され、テキストが切り取られないことが確実な領域。
• アクションセーフ: 「完璧な」セット (オーバースキャンを少なくするために高精度) によって画像が切り取られる場所を表す、より広い領域。
• アンダースキャン: 信号の電子エッジまでの全画像領域に、元の画像には含まれなかった追加の黒い境界線が加わります。
• フルスキャン: 信号の電子エッジまでの画像全体の領域 (存在する場合は画像の黒い境界線を含む)。
• 観察可能なフルスキャン: 画像の追加の黒い境界線 (存在する場合) のみを無視するオーバースキャン画像領域。

オーバースキャン領域の一部は、かなりの数の人が見ることになるため、シーンの重要な部分はそこに置かないようにする一方で、マイクや舞台係、その他の邪魔なものもそこに置かないようにする必要があった。スタジオのモニターやカメラのファインダーはこの領域を表示するように設定されており、プロデューサーやディレクターは不要な要素がないことを確かめることができた。このモードはアンダースキャンと呼ばれる。^[2]

電圧の変化に関係なく画像のサイズが同じであるためオーバースキャンを必要としない液晶テレビが広く普及しているにもかかわらず、多くの液晶テレビではオーバースキャンがデフォルトで有効になっていますが、ユーザーはテレビのオンスクリーンメニューを使用して無効にすることができます。^{[3] [4]}

今日のディスプレイは、デジタル信号（DVI、HDMI、DisplayPortなど）で駆動され、より新しい固定ピクセルのデジタルフラットパネル技術（液晶ディスプレイなど）に基づいているため、すべてのピクセルが視聴者に見えると想定しても問題ありません。デジタル信号で駆動されるデジタルディスプレイでは、信号内のすべてのピクセルがディスプレイ上の物理ピクセルに明確にマッピングされるため、調整は必要ありません。オーバースキャンは画質を低下させるため、デジタルフラットパネルには望ましくありません。 ^[5]したがって、1：1ピクセルマッピングが推奨されます。^{[6]ただし、} VGAなどのアナログビデオ信号で駆動される場合、ディスプレイはタイミング変動の影響を受けやすく、このレベルの精度を実現できません。

コンピュータ ディスプレイ用に作られた CRT は、調整可能な境界線 (通常は黒色) でアンダースキャンするように設定されています。Apple IIGSなどの 1980 年代の家庭用コンピュータの中には、境界線の色を変更できるものもあります。境界線は、低精度の許容範囲を考慮に入れるために、必要に応じてサイズと形状が変更されます (ただし、後期モデルでは、境界線を最小限に抑えたり、なくしたりするための正確な調整が可能です)。そのため、コンピュータ CRT は、すべての情報を常に表示できるように、テレビよりも物理的な画面領域を小さくしています。

コンピュータの CRT モニターには通常、黒い枠があります (ユーザーが微調整して最小化していない限り)。これは、デスクトップで使用されるよりも多くのラインを持つビデオ カードのタイミングで確認できます。コンピュータの CRT が 17 インチ (表示可能 16 インチ) と宣伝されている場合、チューブの対角 1 インチがプラスチック キャビネットで覆われています。ジオメトリ調整がデフォルトに設定されている場合は、この黒い枠がこの不足している 1 インチ (またはそれ以上) を占めます (アナログ入力の LCD は、4 辺すべてからこの部分の信号を意図的に識別して無視する必要があります)。^{[引用が必要]}

ビデオゲーム システムは、重要なゲームアクションをタイトルセーフエリア内に収めるように設計されています。古いシステムでは、境界線を使ってこれを実現していました。たとえば、スーパーファミコンでは、一部のNTSCテレビとすべてのPALテレビで表示される黒い境界線で画像を ウィンドウボックス化していました。新しいシステムでは、コンテンツをライブアクションのようにフレーム化し、オーバースキャン領域に無関係な詳細が埋め込まれています。^[7]

1980年代から1990年代初頭にかけて登場した多種多様な家庭用コンピュータの中で、ZX SpectrumやCommodore 64などの多くのマシンは画面の周囲に境界線を持っており、それが表示領域のフレームとして機能していました。Amigaなどの他のコンピュータでは、ビデオ信号のタイミングを変更してオーバースキャンを生成することができました。C64、 Amstrad CPC、^[8]、Atari STの場合、特殊なコーディングトリックを使用して、一見固定されているように見える境界線を削除できることが証明されています。この効果は、 16ビットのAtariデモシーンではオーバースキャンまたはフルスクリーンと呼ばれ、少し後に同期スクロールと呼ばれる CPUを節約するスクロール手法の開発を可能にしました。

アナログテレビのオーバースキャンはデータ放送にも使用できる。最も単純な形式はクローズドキャプションとテレテキストで、どちらも垂直帰線消去期間（VBI）で送信される。TV Guide On Screenなどの電子番組ガイドもこの方法で送信される。マイクロソフトの HOS ^{[明確化が必要]}は、垂直ではなく水平オーバースキャンを使用して、 6.4 kbit/sの低速番組関連データを送信します。これは、データが破損することなくVCRに録画できるほどの低速です。^[9]米国では、ナショナルデータキャストがオーバースキャンやその他のデータ放送にPBSネットワーク局を使用していましたが、 2009 年のデジタルテレビ移行によりデジタルテレビに移行しました。

低解像度フォーマットのオーバースキャン量については、厳密な技術仕様はありません。5% という人もいれば、10% という人もいます。タイトル セーフの場合は、アクション セーフよりも多くのマージンが必要なため、この数値は 2 倍になることがあります。高解像度フォーマットのオーバースキャン量は、上記のとおり指定されています。

ビデオ システムやテレビ放送システムによって、必要なオーバースキャンの量は異なります。オーバースキャンの本質は、ブラウン管などの古い技術におけるさまざまな制限を克服することであるため、ほとんどの数値は推奨事項または一般的な概要として役立ちます。

しかし、欧州放送連合は16:9ワイドスクリーンのテレビ番組制作に関して安全領域に関する推奨事項を持っています。^[10]

BBCの公式提案^{[11]では、}実際には片側3.5％/ 5％とされています（p21、p19を参照）。要約すると次のようになります。

マイクロソフトのXboxゲーム開発者ガイドラインでは、画面の幅と高さの85％、^[7]または片側7.5％のタイトルセーフエリアを使用することを推奨しています。

タイトル セーフまたはセーフ タイトルは、テキストを歪めることなくきれいに表示するために端から十分に離れた領域です。セーフ領域を超えてテキストを配置すると、一部の古い CRT テレビ セットでは表示されない場合があります (最悪の場合)。

アクションセーフまたはセーフアクションは、顧客がアクションを見ることが期待できる領域です。ただし、送信される画像は、MPEG フレーム 720x576 の端まで拡張される場合があります。これは、一部の顧客が見ることができない場所に適切な品質の画像が存在することが期待される、テレビ特有の要件です。これは、ワイドスクリーンのクロッピングで使用される概念と同じです。

TV セーフは上記の 2 つを表す総称であり、どちらを意味する場合もあります。

標準解像度ビデオのサンプリング (デジタル化) は、1982 年にRec. 601で定義されました。この標準では、既存のアナログ ビデオ信号が 13.5 MHz でサンプリングされます。したがって、ラインあたりのアクティブビデオ ピクセル数は、サンプル レートにアクティブ ライン期間 (各アナログ ビデオ ラインのうちアクティブ ビデオが含まれる部分、つまり同期パルスやブランキングなどが含まれない部分) を乗じた値に等しくなります。

• 625ライン50Hzビデオ（通常は「PAL」と呼ばれますが、これは誤りです）の場合、アクティブラインの持続時間は52μsで、^[12] 1ラインあたり702ピクセルになります。
• 525ライン60Hzビデオ（通常、正確には「NTSC」と呼ばれます）の場合、アクティブラインの持続時間は52.856μsで、^[13]ラインあたり≈713.5ピクセルになります。

両方の形式を同じライン長に収め、アナログ ビデオのタイミングが関連規格で設定された許容値内またはそれを超えた場合にアクティブ画像の一部がカットオフされるのを回避するために、合計デジタル ライン長として 720 ピクセルが選択されました。したがって、画像の両側に細い黒いバーが表示されます。

704 は実際のアナログ回線の長さに最も近い mod(16) 値であり、両側に黒いバーが表示されるのを防ぎます。704 の使用は、次のようにさらに正当化されます。

• 625ラインのアナログビデオには575本のアクティブビデオライン^[14]（これには2本のハーフラインが含まれる）が含まれる。デジタル表現を容易にするためにハーフラインを整数ラインに切り上げると576ラインとなり、これは575に最も近いmod(16)値でもある。同じ画像アスペクト比を維持するために、アクティブピクセルの数は703.2に増やすことができ、これは704に切り上げることができる。
• 525ラインのアナログビデオには485本のアクティブビデオライン^[13]が含まれています（これには2本のハーフラインが含まれますが、クローズドキャプションデータが各フィールドの最初の「アクティブ画像」ラインを占有するため、通常は483本の画像ラインしか存在しません）。最も近いmod(16)値は480です。同じ画像アスペクト比を維持するために、アクティブピクセルの数は706.2に減らすことができますが、これはmod(16)では704に切り捨てられます。

ビデオエディタ、特定のITU標準、MPEGなどで見られる「標準」ピクセルアスペクト比データは、通常、上記の近似値に基づいており、作成者の気まぐれで704ピクセルまたは720ピクセルが完全な4x3または16x9の画像に相当するように調整されています。^[15]

標準に準拠したビデオ処理ソフトウェアは、720 ピクセルすべてをアクティブ画像で埋めるべきではありませんが (中央の 704 ピクセルのみに実際の画像が含まれ、画像の両側の残りの 8 ピクセルは垂直の黒いバーを構成する必要があります)、最近のデジタル生成コンテンツ (最近の映画の DVD など) では、このルールが無視されることがよくあります。これにより、これらのピクセルが 4x3 または 16x9 よりも広い (Rec.601 に従う場合) か、正確に 4x3 または 16x9 を表す (ごまかされた 720 参照ピクセル アスペクト比のいずれかを使用して作成された場合) かを判断することが難しくなります。

702/704 ピクセル/ラインと 720 ピクセル/ラインの差は、公称アナログ ブランキングと呼ばれます。

放送では、アナログ システムの記述には可視画像には使用されないラインが含まれますが、デジタル システムでは、表示対象を含む信号のみを「番号付け」してエンコードします。

したがって、 625 ( PAL ) および 525 ( NTSC ) フレーム領域にはさらに多くのオーバースキャンが含まれており、垂直方向の保持が失われて画像が回転するときに確認できます。^{[引用が必要]}

アナログで利用可能なこの間隔の一部は垂直帰線消去間隔と呼ばれ、テレテキストサービス（Ceefaxや英国の字幕など）などの古い形式のアナログデータ放送に使用できます。デジタルテレビの同等のサービスではこの方法は使用されず、代わりにMHEGが使用されることが多いです。^{[引用が必要]}

525 ライン システムには、もともと 480 ラインではなく 486 ラインの画像が含まれていました。1990 年代初頭以降、ほとんどのストレージ システムと伝送システムの基盤はデジタル化され、アナログ NTSC の画像ラインは 480 ラインのみと想定されるようになりました^{[引用が必要]} - SDTV、EDTV、DVD-Video を参照してください。これが「4:3 比率」を 704x480 または 704x486 と同等と解釈することにどのような影響を与えるかは不明ですが、640x480 の VGA 標準は大きな影響を与えています^{[引用が必要]}

• 1:1ピクセルマッピング
• HD対応1080p
• 裁ち落とし（印刷）
• 公称アナログブランキング

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