MP4ファイルとは

MP4 はコンテナです。誰か別のものが符号化した流れを、中に収めておく外殻です。 完成したファイルの受け渡し、ウェブ、スマートフォンのために使われます。

拡張子は .mp4、正式名称は MPEG-4 Video です。ただしどちらも、そのファイルが中に何を持てるかほどには多くを語りません。このページの残りは、その中身についての話です。

MPEG が 2001 年に公開しました。 仕様は ISO/IEC 14496-14 です。

古さが役に立つのは、ごく実務的な理由からです。形式が古いほど、それを覚える時間が多くのプログラムに与えられてきたということだからです。

仕様書がそのまま公開されているので、中身を推し量るのではなく文書を読んで実装できます。この形式が数多くのプログラムに載っているのはそのためであり、20 年前に書かれたファイルが今も開けるのもそのためです。ただし「仕様が公開されている」ことと「使用料が要らない」ことは別の話です。中でコーデックを包んでいる形式では、特許のライセンスは仕様書が答えていない別の問題として残ります。

中に入っているのはたいていH.264、HEVC、AV1、AACです。「なぜ再生できないのか」という質問のほとんどは、この区別に行き着きます。同じ拡張子の 2 つのファイルの中に、まったく違う符号化が入っていることがあり、片方を拒むプレーヤーがもう片方は問題なく再生します。

箱を入れ替えるのが速くて劣化もないのに、コーデックを変えるとそのどちらでもなくなる理由も、これで説明がつきます。同じ流れを別の箱に入れるのは箱を書き直すこと、再エンコードするのは画そのものを書き直すことだからです。

MP4 ファイルは複数の音声トラック、字幕トラック、全部が届く前に再生を始められる構造を持てます。

これは変換のときにとくに効いてきます。変換先が持てないものは落とされ、たいてい警告もありません。

VLC、HandBrake、Adobe Premiere Proが読めますし、同じ種類のプログラムならたいてい読めます。

ファイルが開かないとき、形式が悪いことはめったにありません。たいていはプログラムのほうが形式より古いのです。もっと古い形式に変換してしまうのが確実な逃げ道で、このサイトの残りの部分はそのためにあります。

これは今のブラウザーならどれでも読めます。

ですからページに置くのも、メッセージに添えて送るのも、安心してできます。相手が何をインストールしているかを考える必要がありません。

MP4 ファイルは文書のプロパティを持てます。

このうち何が変換後まで残るかは、変換先の形式次第です。そして正直な答えはたいてい「一部だけ」です。

MP4 は渡すために作られたもので、中で作業するためのものではありません。編集は可能ですが、快適だったためしはありません。賢い道は、元のファイルへ戻ってもう一度書き出すほうを通ります。

これが MP4 にまつわるほとんどの混乱を説明する事実です。このファイルは絵をどう圧縮するかを定めているのではなく、圧縮されたストリームをどう並べて格納し、索引を付け、同期を保つかを定めています。映像、音声、字幕、チャプターマークはそれぞれ自分のトラックに入り、MP4 はそれらが運ばれる箱です。

つまり「MP4 の画質」というものは、MP4 自体の性質ではありません。同じ拡張子で同じサイズの二つのファイルが、一方は H.264、もう一方は AV1 を含んでいれば、まったく違って見えることがあり、片方を拒否するプレーヤーがもう片方は問題なく再生することもあります。MP4 で何かうまくいかないとき、役に立つ問いはコンテナについてではありません。

映像については、H.264 が十五年にわたって圧倒的な既定値です。あらゆるスマートフォン、カメラ、ブラウザー、テレビがこれをデコードでき、しばしば専用ハードウェアで行われます。H.265 はファイルを小さくする必要がある場面、特に最近のスマートフォンによる 4K 撮影で現れ、AV1 はストリーミングサービスや新しい撮影機材から登場しつつあります。

音声については、AAC がほぼ普遍的な答えで、古いファイルにはたまに MP3 が、まれに非圧縮の PCM が入っています。この広がりが実務的に意味するのは、H.264 と AAC の組み合わせが何も考えずにどこでも再生できるということで、それ以外は互換性とサイズを意図的に天秤にかけた選択です。

プレーヤーが一方のファイルの中身に対応するデコーダーを持っていて、もう一方には持っていないからです。2016 年のテレビはハードウェアで H.264 を扱えますが、AV1 のことは知りません。古い編集ソフトは H.264 を開けても、H.265 をデコードするライセンスを一度も購入していないため拒否します。エラーメッセージはたいてい「対応していないファイル」という程度のことしか言いません。

診断は簡単です。そのファイルがどのコーデックを含んでいるかを調べてください。H.265 や AV1 で、行き先が古い機器なら、H.264 に再符号化すれば直りますが、ファイルは大きくなり、画質が一世代分劣化します。すでに H.264 であれば、問題は別にあります。索引の破損、変則的な音声トラック、あるいは別の拡張子を求めているプレーヤーかもしれません。

MP4 は目次にあたる情報 — 歴史的に moov アトムと呼ばれています — を持っていて、各フレームがどこにあるかを記述しています。多くのツールはこれをファイルの末尾に書き込みます。符号化が終わるまで内容が確定しないためです。ローカルディスクでは無害ですが、ネットワーク越しでは実際の問題になります。プレーヤーはその表を手に入れるまで再生を始められないため、一枚目のフレームを表示する前にファイル全体をダウンロードしてしまいます。

対処法は、よく「ファストスタート」や「ウェブ最適化」と呼ばれる工程で、その表を先頭に移動させます。映像自体は何も変わりません。ウェブページ上の動画が再生前に長い空白時間を示すのに、同じファイルをデスクトップで開くと即座に再生される場合、たいていこれが原因です。

MP4 は Apple の QuickTime 形式から標準化されたもので、二つは構造をほぼ共有しているため、多くのファイルはどちらとしても有効です。MOV を .mp4 に改名しても再生できるソフトは多く、逆も同様です。ただしこれは両者がどれだけ近いかという事実であって、当てにしてよい方法ではありません。

残っている違いは細部にあります。MOV は Apple のツールが生成する、編集向けのコーデック — ProRes などです — を運べますが、どの MP4 プレーヤーもそれを想定していません。おおむね、MOV は Apple のハードウェアでの撮影や編集の産物であり、MP4 はそれ以外のすべての人へ配信されるものです。

MP4 はタイムドテキストのトラックを持てますが、それを読み込む対応状況が一様ではないため、ほとんどの人はこれに頼りません。デスクトップのプレーヤーはたいてい見つけてくれますが、ブラウザーやテレビ、セットトップボックスはしばしば無視します。作った端末では動く字幕が、他ではどこでも消えてしまうことがあります。

よくある対処法は二つあり、どちらもトレードオフを正直に伴います。動画の隣に別ファイルとして SRT や VTT を置く方法は、ほぼどこでも認識され、オフにもできますが、動画と一緒に運ぶ必要があります。文字を映像に焼き込む方法は、どこでも確実に表示される代わりに、永久に固定され、オフにも翻訳もできなくなります。

圧縮された動画は、時折現れる完全なフレームと、その間にある変化だけを記述する多数のフレームから成り立っています。MP4 がその完全なフレームの位置で、映像に手を加えずにカットできるのはこのためです。それ以外の位置でのカットには、その区間のデコードと再符号化が必要になり、画質が一世代分劣化します。

回転は例外として役立ちます。向きは画素に焼き込まれるのではなくフラグとして保存されるため、動画を正しい向きに直すのはメタデータの変更にすぎず、瞬時に終わります。リサイズ、フレームレートの変更、音声の調整、異なる設定のクリップの結合は、どれも本物の再符号化になります。

多くの人が思うよりずっと多くを知っています。録画機器はたいてい機種名、日時を書き込み、位置情報サービスがオンだったなら GPS 座標も書き込みます。編集ソフトも自分の名前、しばしばプロジェクト名を加えます。再生中はどれも見えません。

自宅で撮って公開する、というよくある場面でこれは重要な意味を持ちます。メタデータは取り除くことができ、プラットフォームがすでに取り除いてくれていると想定するのではなく、意図的に自分で行う価値があります。アップロード時にすべて取り除くサービスもあれば、位置情報だけを取り除くサービスも、届いたままのファイルを保持するサービスもあります。

MP4 は 2010 年ごろに既定の形式になり、それを置き換えようとする何度もの試みを経てもなお、その座を保っています。互換性は積み重なる性質を持つからです。H.264 のデコーダーを搭載した機器が増えるほど、次に作られるファイルも H.264 になりやすくなり、ハードウェアデコードのおかげで再生にはほとんどバッテリーを消費しません。

新しいコンテナやコーデックは圧縮性能では確かに優れています。VP9 や AV1 を使った WebM は、同じ画質でより小さいファイルを作れます。それが勝つのは、自前のプレーヤーを管理するストリーミングサービスのように、視聴者が分かっている場合です。MP4 が勝つのは、視聴者が不特定多数である場合で、これが人に渡すファイルとして今も正しい答えである理由です。