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なぜ、CMのタイヤは逆回転してる??

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今回は、CMのタイヤが逆回転して見える現象について解説していきたいと思います!
いきなりですが、まず初めに、下の動画を見てみてください!

一瞬見えたと思うのですが、「あれ?タイヤが逆回転してね??」って思った方は多いと思います!
そこでなぜこのように見えるのかを解説していきたいと思います。
ここにはいくつかのポイントがあり、そのポイントを列挙すると、以下のようになります!

  • 太陽光
  • 人工物のサンプリング数
  • 標本化定理

この現象が起こることの理由を簡単に言うと、「サンプリング点の違いによっておこる現象」ということができます。

よくわからない方がほとんどだと思うので、一つ一つ確認していきます!

太陽光

一つ目に、太陽光照明の違いが関係しています。
話が車と少し違うのですが、皆さんは、室内で扇風機を回すとき、「羽が一瞬逆回りに回っているのを見たことはありませんか?
これはなぜかというと、照明には周波数が関係しているからです。
太陽光は、自然な光なので、1秒間に何回点滅しているなどということはありませんが照明の場合、東日本では1秒間に50回、西日本では60回点滅しています。つまり、見るタイミングによって逆回転して見えてしまうことがあるのです!
よくわからないという方のために、下の図を用意しました~

人工物のサンプリング数

カメラは、皆さんもご存じのように、写真を結合させて動画にしているわけですが、タイヤの回転周期とカメラのサンプリング点がうまく組み合わさらないと、初めに紹介したようにどうしても本来とは違った見え方になってしまいます。
実際のところ、高速回転していなければカメラのサンプリングは追いつくと思うのですが、高速回転すればするほど、カメラのサンプリングが追い付かず、逆回転しているように見えてしまうと考えられます!

標本化定理

特に私のような電気電子工学を専攻している学生の方はよくご存じかと思いますが、元の波形を間違いなく復元できるサンプリングの間隔についての有名な定理が「標本化定理」と呼ばれるものです。
具体的に説明するために、一番最初に示した画像に戻ってみます。
この説明書きで波形がうまく復元できていないことの理由は、サンプリングが元の周期の2倍以上、つまり、T/2以下ごとに行われていないからです。
つまり、このサンプリングの仕方では波形が復元できないことは自明であり、必ず波形の復元には「標本化定理」を満たしていなければならないのです。
ちなみに、標本化定理についてもっと詳しく知りたい方はこちらを見てみてください。

つまり、結論をいうと、サンプリングの位置がものの見え方に大きく関係しているということです。

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