Webカメラが十分でない理由

数多くのWebカメラ購入ガイドやレビューを調べ、人気モデルをいくつか購入し、さまざまな照明条件でテストした結果、厳しい真実から逃れられませんでした。優れたWebカメラは存在しないのです。信頼できるメディアが推奨するWebカメラでさえ、画質は粗悪です。これは、映像を映すという本来の役割を考えると、重大な欠陥といえます。

色ムラ。白飛びしたハイライト。特に暗所でのぼやけたディテール。手頃な価格帯のWebカメラ（100ドル以上の高価格帯であっても）は、たいてい何年も前の不十分なハードウェアと平凡なソフトウェアを組み合わせており、映りを文字通り悪くしてしまいます。自分の映像を小さく表示するビデオソフトを使っていると気づきにくいかもしれませんが、通話相手にははっきりとわかります。

実際にご覧ください。以下の動画では、市場をリードするWebカメラ（C920、Kiyo、Brio）を同時に同じ条件で撮影し、基準としてiPhoneと比較しています。

• Logitech C920には多くの問題があり、特に露出の問題が顕著です。

• Logitech Brioは動きに追従するのが苦手で、肌を滑らかにするフィルターを適用しているようです。
• iPhone Proは高画質で自然な色合いの映像を提供し、フォーカスに苦労しない唯一の選択肢です。

なぜWebカメラはこのような状態なのでしょうか。現行の「最高」とされるWebカメラが市場に登場して以来、小型カメラの技術は飛躍的に向上していますが、その進化はすべてスマートフォンの中で起きています。これを示すため、人気のWebカメラをCamoと比較します。CamoはiPhone、iPad、iPod touchのカメラと映像処理技術を活用し、映りを大幅に向上させるソフトウェアです。とはいえ、Camoを考慮に入れなくても、高評価のWebカメラの映像品質は依然として物足りないものです。

実際にテストする

テストのために、高評価かつ売れ筋の単体Webカメラをいくつか用意し、さらに安価な模造品を1台加えました（どれかはご想像にお任せします）。表示されている価格は各社の希望小売価格です。

• Logitech Brio 4K Pro（199ドル）
• Logitech StreamCam（169ドル）

• Logitech C920（80ドル）
• Adwaita 8MP Ultra HD 4K Webカメラ（50ドル）

対照として、Reincubate Camoを実行するiPhoneをいくつか用意しました。見つけられる限り最も古いサポート対象モデルも含めています。このアプリはiOS 12以降を搭載するあらゆる端末で動作し、iPhone 5sやiPod touch 6も含まれます。

• iPhone 11 Pro（普段使いの端末、999ドル）
• iPhone SE（2019年モデル、399ドル）
• iPhone 6（2015年モデル、2020年秋にSIMフリーの中古品を90ドルで購入）

最新のiPhoneモデルはWebカメラよりも明らかに高価ですが、単なるカメラ以上の役割を果たします。可能性がないとは言い切れませんが、Webカメラとして使うためだけに新しいiPhoneを購入する人はまずいないでしょう。実際には、普段使っているメイン端末を活用したり、使わなくなった古いモデルを再利用したり、中古モデルを購入したりするケースが多いはずです。 テストは16インチMacBook Pro（2019年モデル）で実施しました。

写真についていくつか補足します。特に断りがない限り、画像はWebカメラのデフォルト設定で撮影しています。iPhoneはCamoを使って接続していますが、アプリの調整ツールは一切使用していません。表示されているのはカメラがそのまま出力した映像です。

撮影した部屋は、一部が地上に出た地下室で、窓が2つあり、壁は薄い黄色です。照明は5000K相当の「昼白色」として販売されている家庭用LED電球を使った天井照明と、装飾用のペンダントライトが1つあります。つまり、在宅勤務やビデオ会議に使うには、ごく一般的な部屋だといえます。

照明を補うため、外付けの15.4インチDazzne Desk Mount LED Video Lightsを2台用意しました。特に夜間の撮影で使用しており、点灯しているカットにはその旨を記載しています。後述するように、十分な光量を確保することの重要性は軽視できず、これはここで取り上げるすべてのWebカメラに当てはまります。

映像はZoomのプライベートミーティングで確認しました。Zoomがビデオ会議の事実上の標準になっているためです。Zoomなどのサービスは帯域幅を最適化するために配信解像度を制限することがあるため、通話相手には手元で見ているのと同じ画質では映らない可能性があります。今回のテストでは、プライベート通話でのZoomの映像は、ストリーミングを行わないQuickTime Player（「ファイル」＞「新規ムービー収録」を選択）で映像を確認した場合と同等の品質でした。

最後に配置についてです。切り替えを簡単にするため、すべてのカメラをノートパソコンの画面上部に設置したため、モデルごとに角度がわずかに異なります。今回は完璧な構図を意識していません。

個別のWebカメラ比較に入る前に、共通する問題点をいくつか取り上げます。

サードパーティ製Webカメラの問題点

テストしたWebカメラはそれぞれ異なる問題を抱えていましたが、総じて次のような欠点が特に目立ちました。

• 露出の問題とハイライトの白飛び：Webカメラの最初の仕事は、シーンの照明を自動的に判断して明るさを調整することです。フレーム中央の被写体（つまりあなた）を明るく見せようとするあまり、カメラは他の部分の明るさまで上げてしまうことがよくあります。その考え方自体は理にかなっていますが、画面に窓やランプが映り込んでいると、真っ白に白飛びして視聴者の気を散らしてしまいがちです。十分に明るいと思える部屋でも、その光が顔にまで回り込み、額や頬骨などを露出オーバーにしてしまうことも珍しくありません。（理由は後述しますが）露出不足のシーンよりは明るいシーンのほうがまだましだとはいえ、白飛びや露出オーバーはやはり気が散るものです。

• 色の問題とホワイトバランス：Webカメラが正確に処理すべきもう1つの自動調整が色の再現性であり、これも露出と同じくらい厄介な問題です。視聴者から見ると、ホワイトバランス（色温度とも呼ばれます）によって、映りが青白く冷たい印象になるか、オレンジがかった印象になるかが決まります。自分は本当にこんなに頬が赤いのか、そもそもこれは自分の本当の肌の色なのか——答えはたいてい「ノー」です。

• フォーカスの問題：今回検証したWebカメラは、焦点距離が固定された安価な無名メーカーの製品を除き、いずれも被写体をくっきり写すためのオートフォーカスを備えています（マーケティング用語で言えば「一定の被写界深度を保つ固定フォーカス」ですが、要するに「カメラから十分離れて最適な距離に座る」という意味です）。オートフォーカスの精度が低いカメラもあれば、動作が遅いカメラもあります。話しながら動く癖がある人だと、Webカメラがピントを合わせては外し、また合わせるという動作を繰り返し、映像が「ふらつく」ことがあります。これもまた気が散る原因です。

• 画像のソフトさ：オートフォーカスの精度が低いとぼやけた映像になりがちですが、原因はそれだけではありません。期待するほどディテールを保持できないカメラや、肌に平滑化処理を施しているように見えるカメラもあります。

• 低照度での性能：暗い環境での撮影はどんなカメラにとっても難しく、Webカメラもさまざまな方法でこれに対処しています。しかし、いくつかの理由から、光量が足りない場合——正確には、Webカメラが光量不足だと判断した場合——のWebカメラの映像は、たいてい非常に悪くなります。

• 品薄と便乗値上げ：リモートワークやオンライン授業への急な移行により、いわゆる「高品質」なWebカメラでさえ入手が難しく、割高な価格で販売されています。代わりに選べるのは、無数に出回る無名メーカーの類似品に賭けることくらいです。
• ソフトウェア：自動設定を上書きして手動で調整するためのコントロールは、不十分だったり、わかりにくかったり、そもそも存在しなかったりします。一例として、Logitech StreamCam専用の一部機能を制御するアプリケーションであるLogi CaptureのmacOS版は、バージョン2.02になってもまだベータ版のままです（クラッシュした経験がその証拠です）。
• 電子廃棄物：期待に応えられなかった機器はどうなるのでしょうか。引き出しの中や埋め立て地に行き着く（あるいは引き出しの後に埋め立て地へ）か、世界中に大量出荷されて分解・リサイクルされます（昨年は5,360万トンの電子廃棄物が発生しました）。さらに、そもそもWebカメラをその引き出しにたどり着かせるまでの梱包材、輸送資材、輸送コストも忘れてはいけません。
• 音声：単体のWebカメラにはそれぞれ1つ以上のマイクが搭載されており、その性能はさまざまです。ここでは音声については分析していません。より良い音質を求めるなら、安価なUSBマイクを購入するか、スマートフォンに付属のイヤフォンを使うほうがはるかに優れているからです。
• プロセッサーへの負荷：映像をリアルタイムでキャプチャ、エンコード、デコード、ストリーミングする処理は、プロセッサーに大きな負荷をかけます。iPhoneでは、専用ハードウェアが画像のレンダリングや映像処理の多くを担い、その分の負荷を端末のメインプロセッサーから取り除いています。しかし単体のWebカメラは、信号をそのままコンピューターに送り、処理を任せているだけです。かつてLogitechはハードウェアエンコーダーを搭載していましたが、徐々に、そして静かに廃止されていきました。

それでは、各Webカメラをより詳しく見ていきましょう。

人気Webカメラに見られる重大な欠陥

Logitech C920

C920が多くの人にとって最高のWebカメラだと繰り返し紹介されているのを見ると、誰かが大がかりないたずらを仕掛けているのではないかと疑いたくなります。自分の目で見た限り、そのような評判とはまったく一致しないからです。C920単体では、十分に明るい環境でさえ、ひどい露出オーバー、不十分なホワイトバランス、甘いピントに悩まされます。

実際、ライトパネルの出力を上げると、カメラが必死に補正しようとしているのがわかります。露出が下がったかと思うと、また急に上がる——まるで何としてでも白飛びした部分を作るように設計されているかのようです。C920は照明のバランスを取ろうとしますが、うまくいきません。

Logitech C920 対 iPhone 6のセルフィーカメラ

それでは、最悪の条件同士を比較してみましょう。ほとんどのWebカメラでは、光を増やすことで画質が向上しました。被写体の手前側に十分な光を当てると、背景の露出を下げるという反応を示すカメラが多かったのです。しかしC920は、光が増えても露出オーバーのままでした。ホワイトバランスも完全に狂っており、シーン全体の彩度が失われています。

iPhoneのラインナップの中では、iPhone 6のフロントセルフィーカメラがスペック上最も劣っており、実際に最も性能が低い結果となりました。窓も顔もひどく白飛びしていますが、ホワイトバランスとコントラストはC920の映像よりもはるかに優れています。第一候補ではありませんが、少なくとも緑がかった顔色にはなっていません。

Logitech Brio

Brioの際立った特長は4K解像度、つまり3840×2160ピクセルでの録画が可能な点です。解像度、メガピクセル数、ギガバイト、ギガヘルツなど、さまざまな技術仕様において「数値は大きいほど良い」と考えがちなので、これは魅力的に聞こえます。しかし、高解像度にはトレードオフもあります。

解像度の基本的な考え方は、記録するピクセル数が多いほど、より多くのディテールが見え、結果としてよりシャープな映像になるというものです。初期のHDカメラは720p解像度（1280×720ピクセル）で記録していましたが、現在ではYouTubeは1080p（1920×1080ピクセル）未満の映像にはHDラベルすら付けません。4K（3840×2160ピクセル）解像度は今やテレビでは当たり前になっており（8Kもショールームやオンライン小売店に登場し始めています）。

高解像度の難点は、処理負荷が増大することです。1フレームあたり200万ピクセル（1080p）をリアルタイムでキャプチャ・処理するには、1フレームあたり90万ピクセル（720p）の場合よりも多くの処理能力が必要です（いずれも端数切り捨て）。4Kでは1フレームあたり約830万ピクセルを処理しなければなりません。映像エンコード方式はこのデータを扱いやすいレベルまで圧縮しますが、カメラに専用のエンコードハードウェアが搭載されていないため、その処理はコンピューターのプロセッサーが担うことになり、システムへの負荷がさらに増します。

Brioを4Kモードで録画するには、別途Logitech Captureプログラムを実行する必要があります。購入から1年未満のMacBook Proでは、4Kに切り替えると最大4秒もの大きな遅延が発生し、ビデオ通話には使い物になりません。また、その4K映像をビデオ会議ソフトに取り込むには、Logitech Captureをビデオソースとして指定する必要があります。しかし、ここでより重要なのは帯域幅の問題です。4Kのライブ配信は膨大なデータ量になり、サービス提供企業側の伝送経路で自動的に圧縮・削減されてしまいます。結局のところ、ローカルで何かを録画するのでない限り、4Kは無駄になってしまいます。

先に述べたとおり、Brioのより顕著な問題は、明るい部分が白飛びすること、色の再現がおかしいこと、そして肌を平滑化しているように見えることです。

通常の明るさ、あるいは非常に暗い環境では、Brioの映像にノイズが増え、ディテールが失われます。Logitechが「Rightlight 3」、あるいは「Rightlight 3 with HDR」と呼ぶ機能が搭載されており、ゲインとノイズのバランスをより良く保つことを目的としています。しかし、LogitechのMac版設定ソフトウェアにはRightlightについての記載がまったくなく、あるのはオンにしても非常にわずかな違いしか生まないHDRスイッチだけです。ハードウェアには赤外線センサーも搭載されていますが、これはWindows 10でのWindows Helloによるロック解除機能でのみ使用されます。

シーンに当てる光を増やせば増やすほど、特にディテールの面で画質は向上しました。そのためには、ビデオライトの強度を65%まで上げる必要がありましたが、これはまぶしくて目を細めてしまい、まるでスタジオにいるかのような明るさです。仕事の会議に参加するためだけに、これほどの環境を用意する人がそう多くいるとは思えません。

右側の画像を撮影するには、ビデオライトを65%まで上げる必要がありましたが、これはほとんどの人にとって理想的とは言えず、一般的な対処法でもないでしょう。

Logitech Brio 対 iPhone 6

これまでの写真で重要な特徴の1つは、シーン内の光量です。窓からの自然光で照らされた昼間のシーンは、私たちの目にはごく自然に見えます。しかしカメラにとってはそのシーンは露出不足であり、これが上記のBrioの写真がやや暗く、影のディテールに欠ける理由と考えられます。手前側に光を追加すると、大きな違いが生まれます。

次の比較では、ビデオライトを自分に向け、最大出力の約10%、色温度設定を5000K（部屋の照明は消していましたが、天井の電球の色温度に合わせています）で点灯させました。Brioの映像は明らかに先ほどより良くなっていますが、窓は依然として白い四角のままです（ただし今回は何か外にあるらしいというかすかな手がかりが見えます）。顔のハイライトは改善していますが、ひげのディテールはまだぼやけています。光が増えたことで、肌はより滑らかに見え、奇妙なピンクの赤みも見られます。ホワイトバランス全体は改善しています。

同じ照明条件でBrioと対比させたのは、2019年モデルのiPhone SE（非公式にはiPhone SE 2とも呼ばれます）です。カラーバランスは優れており、窓にもより多くのディテールが見られます（それでもほとんどが白飛びしていますが）し、ひげの質感もよりはっきりしています。ただし、私の顔は少し赤みが強すぎるように見えます。

ライトパネルの出力を上げると大きな違いが生まれ、これらの写真ではカメラがより得意とする条件で撮影されている印象を受けます。Brioの写真では窓越しにいくらかディテールが見え、顔の照明もよりバランスが取れており、背景の色もより良く見えます。ただし、私の顔はさらにピンクがかり、加工されたような印象が強くなっています。 iPhone SEの映像も大幅に改善しています。顔はまだ少し彩度過多に見えるものの、肌やひげの質感がより見えるようになり、全体的な色味も向上しています。

Logitech Brio 4K Pro 対 iPhone 11 Pro

これらのカットは、画面の左右端にある窓から差し込む光だけを使って撮影しています。霧の多い朝だったため、光は自然に拡散していました。Brioの映像で目立つのは、左側の完全に白飛びした窓と、全体的にぼやけた画質です。ここでは私の白髪交じりのひげが役に立ちます。カメラがひげの毛をピクセル化された塊にまとめてしまっていることがよくわかるからです。色も鈍く、黄色い壁は生気のないエッグシェルカラーになってしまっています。

iPhone 11 Proの広角レンズ（デフォルトの「1x」表示）で撮影した画像では、窓にもディテールが見られます。実際、それが窓であることがわかり、外のデッキやフェンスまで判別できます（これはiPhoneの継続的なHDR処理によるものです）。顔の色は多少赤みがあるものの、より自然に見え、フレーム右側から差し込む光によって、バランスの取れた陰影のディテールも表現されています。ホワイトバランスもiPhone版のほうが優れています。壁は正しい淡い黄色に、窓枠や棚の本などの白い部分は、暖色にも寒色にも偏らない自然な白に見えます。

Brioには、設定を行えるLogitech Captureアプリ（無料でダウンロード可能）を使って有効・無効を切り替えられるHDRオプションもあります。しかし、この機能は基本的にほとんど役に立ちません。

Logitech StreamCam

StreamCamは今回の中で最も新しいWebカメラであるため、他のLogitechモデルと比べて画質面でより大きな改善を期待していました。しかし実際には、白飛び、適度な照明下でも意外なほどソフトな映像、そして同様の肌の平滑化といった、多くの同じ問題が見られます。f/2.0のレンズによってより多くの光を取り込めますが、それが劇的な違いを生んでいるようには見えません。StreamCamは、Logitech Captureと併用することでいくつかの機能が追加された、非4K版のBrioのような印象です。

しかし、それらの機能は今回の用途にはあまり魅力的ではありません。StreamCamには、横向きか縦向きかを検知するセンサーが搭載されていますが、ほとんどのアプリケーションでは映像が横向きに表示されてしまいます。また、手ぶれ補正機能も搭載されていますが、そもそも固定されて動かないカメラには意味がありません。使えそうな機能の1つはオートフレーミングで、これは（デジタル的に）顔をズームして、動いても顔が中央に来るように構図を再調整します。ゲーム配信中に自分の顔を小さなウィンドウで追跡するのには良いかもしれませんが、実際に使ってみると落ち着かず、被写体ではなくカメラの動き自体に注意が向いてしまいます。

Logitech StreamCam 対 iPhone 6

この比較では、2020年2月発売の今回最も新しいWebカメラと、2015年発売の最も古いiPhoneモデルであるiPhone 6を対決させています。

今回もまた、単体のWebカメラでは、背後の窓が真っ白に飛んでおり、もう一方の窓からの光も顔の側面で白飛びしています。色は鈍く、ひげのディテールもあまりなく、実際にはわずかにピントが合っていないように見えます。

iPhone 6版でも、5年落ちのカメラゆえの同様の問題がいくつか見られます。窓は白飛びしており、影もかなり暗くなっています。しかし、顔の側面のハイライトはより抑えられ、ホワイトバランスもはるかに優れており、私の目には、コントラストが強まったことで映像により深みが感じられます。iPhone 6の映像はiPhone 11 Proほど良くはありませんが、後者のカメラと映像処理技術は、iPhone 6の唯一の背面カメラよりも桁違いに進化しています。

Adwaita 4K USB 2.0 Webcam

この安価な4K Webカメラが市場を代表するものかどうかは断言できませんが、他の多くの家電製品に見られる傾向から考えると、複数の企業が同じ部品を使い、ブランドだけを変えて販売しているのではないかと推測しています。この製品は他の多くの製品よりもレンズが狭く、5.6mmしかないため、フレーム内がクロップされたような画になってしまいます（あるいは、Webカメラをより遠くに離す必要があります）。

イメージセンサーは4K映像を撮影できますが、先述のとおり、その解像度はビデオ会議には意味がありません。映像は粒子感があり、暗所でのディテール表現は他のWebカメラよりも優れているものの、ホワイトバランスはたいてい狂っています。Adwaitaのレンズは固定フォーカスです。

AdwaitaのWebカメラには設定用ソフトウェアがなく、そうしたコントロールが使えるかどうかは、使用しているキャプチャアプリケーション次第となります。

プロが使う機材

コストや入手性の問題をひとまず脇に置くとして、通話で最高の映像を得るには、どんなカメラが最適なのでしょうか。わずか15,000ドルで、REDのカメラシステムのエントリーモデルを手に入れ、そこから上位機種へと進んでいくこともできます。

より現実的な選択肢として、多くの映像クリエイターは、Sonyのαシリーズのような大型イメージセンサーを備えたDSLRやミラーレスカメラを使用し、大口径（つまり被写界深度が浅い）の高品質なレンズと組み合わせることで、光と背景のぼけをより細かくコントロールしています。これらは600ドル程度から始まり、ボディ、レンズ、そしてそのすべてをコンピューターに接続するためのHDMIキャプチャーカードなどのハードウェア次第で、数千ドルに達することもある投資です。

しかし、ビデオ通話でどのように自分を見せたいかによっては、それは過剰投資になりかねません。iPhoneモデルに搭載された技術は、以下の動画に示すとおり、すでに驚くべき水準の画質を実現しています。

iPhoneをWebカメラとして使うことは、1,000ドルを超えるプロ用カメラ機材にお金をかけることなく、間違いなく最良の選択肢です。すでに持っているiPhone、あるいはお下がりの端末、ほどほどの照明への投資、そしてReincubate Camoを組み合わせれば、単体のWebカメラにつきものの不満やわずらわしさなしに、優れた結果を得られます。

なぜWebカメラはこれほど悪いのか（そして、なぜ今後も改善しないのか）

Webカメラ各社は、長年にわたり、古い——つまりコストの低い——部品でうまくやってきました。C920は2012年に発売されて以来すでに8年が経っているにもかかわらず、いまだに市場最高のWebカメラの1つとして紹介されています。BrioとRazer Kiyoは2017年、StreamCamは2020年初頭の発売であり、その結果はこれまで見てきたとおりです。

現在、本格的なWebカメラの革新を妨げている主な要因は2つあります。1つは技術的な制約、もう1つはビジネス上の課題です。

写真全般に言えることですが、より良い映像を作る方法はより多くの光を取り込むことであり、より多くの光を取り込む方法とは、より大きなイメージセンサーとより大きなレンズを使うことです。だからこそ、コンシューマー向けのDSLRやミラーレスカメラは、Webカメラよりもはるかに優れた映像を生み出せるのです。

これは主にサイズの問題です。Webカメラは、既存のモニターやノートパソコンの画面上部に取り付けられる小型デバイスとして設計されているため、小さなイメージセンサーを備えた小型のカメラモジュールを使用しています。こうしたモジュールは長年にわたって十分な性能とされ、高い評価も得てきたため、変える動機に乏しいのです。StreamCamはf/2.0の絞りを持つ、より優れたカメラとセンサーを搭載しているようですが、他のカメラでは絞り値は公表されていません。

この技術をiPhoneと比較してみましょう。iPhoneもまた、スマートフォンという形状に収めるために必然的に小型のカメラモジュールを搭載しています。Appleはより優れた部品を採用していますが、それと同じくらい重要なのは、画像生成という作業のためだけに専用のハードウェアとソフトウェアを組み込んでいることです。iOSデバイスで写真や動画を撮影すると、デバイスは生データを処理し、編集済みのシーンを出力しています。

もともと、C920のようなLogitechの上位Webカメラにも、映像信号をエンコードするための専用MPEG処理ハードウェアが搭載されていましたが、ある時点でそれが取り除かれました（日付未記載のブログ投稿以外に、型番の変更やその他の変更告知は一切なされていません）。同社はこの変更について、「今日のコンピューターでは、もはやカメラ内蔵エンコードの必要性はない」と、最新のコンピューターの性能を理由に正当化していますが、それは単に処理負荷を最適化されたストリームではなく生の映像をデコードしなければならないコンピューターのCPUに移し替えているに過ぎません。Logitechが、部品コストを削減し、MPEG特許を保有するMPEG LAへのH.264コーデックのライセンス料を支払わずに済ませるためにこの変更を行った可能性も同じくらい高いでしょう。

これが、Webカメラの革新を抑制しているもう1つの要因につながります。メーカーは、比較的小規模なニッチ層を対象とした低利益率のビジネスに、それほど投資していないのです。Appleの半年分の研究開発予算は、Logitechの年間総収益を上回ります。それはAppleが、iPhoneのカメラを重要な競争優位性になり得ると見抜いていたからです。