Flipbook demo. - ディジタル映像メディア基礎

今回： 視覚特性
デジタル映像メディア基礎
Foundations of Digital Image Media
13回目
• 前回: A brief History of Moving Images
動画の簡単な歴史
• Visual Perception of Moving Images
動画の視覚特性
• フレームレート等について
動画像の例 Moving Picture
動画像の例 3/Moving Picture Ex. 3
ぱらぱら漫画の
デモンストレーション
Flipbook demo.
フレーム
１
２
３
４
５
６
フレーム = Frame
動いていない画像が動いているように見える 「仮現運動」（かげんうんどう） - Apparent Motion
フレームレートが低い場合/
フレームレートとは/Frame rate
Low frame rate
１秒
１秒
２ フレーム
1フレーム
•１秒に進むフレームの数がフレームレート
•単位はｆｐｓ（unit = frames-per-second)
フレームレートが高い場合/
Higher frame rate
２ フレーム
1フレーム
•動いていない
•フレームレート
が低いと、連続
して見えない
１秒で２ フレーム
（２ ｆｐｓ）
フレーム
がみえる
ここまでのまとめ/Summary
• Moving images are made up of a continuous
sequence of still images. The movement is an
illusion. In fact nothing is moving in the images.
! 秒で
• 映像は連続画像が継続（けいぞく）したものである、 5 フレーム
• 動きがなめらか
１秒で10 フレーム
（１０ ｆｐｓ）
動いているように見えるが、実は動いていない
絵の連続である
Moving Image
動画とは？
“Persistence of Vision” (POV)
残像現象（ざんぞうげんしょう）
• Why does a series of images give an illusion of
motion?
なぜ連続した画像が動きの錯覚を生み出すのか？
Joseph Plateau (1801-1883)
Belgium
Inventor of Phenakistoscope
After-Image
残像
• Let’s look at a demo
• デモ見てみましょう
“Si plusieurs objets differant entre eux graduellement de
forme et de position se montrent successivement devant
l'oeil pendant des intervalles tres courts et suffisamment
rapproches, les impressions qu'ils produisent sur la retine se
lieront entre elles sans se confondre, et l'on croira voir un
seul objet changeant graduellement de forme et de
position.”
http://youtu.be/7knnO4vKgXg
‘Persistence of Vision’ (POV) Theory
（ざんぞうげんしょう）残像現象の理論
• Eye retains an image for 1/20 sec.
目は、画像を1/20秒保存できる
• The next image comes along and blends in
次の画像が、目に入ると前のと混ざる（まざる）
• This gives an illusion of smooth motion
継続(けいぞく)した動きと錯覚する
• If POV is correct,
afterimages should
pile-up.
• But they don’t
Marcel Duchamp (1912)
Nu descendant un éscalier n° 2
(Nude descending a staircase)
‘Persistence of Vision’ (POV) Theory
残像現象の理論
• This theory is stated in many film textbooks.
映画についての教科書によくある
※ But POV theory is WRONG!
※ でも、この理論は正しくない！
• Psychologists showed that POV theory is wrong
in 1912 (!)
心理学者が昔、この理論が間違っていると証明した
• POV理論が正しければ、画像が
目に重なって 見える
• そうは、ならない！
マルセル・デュシャン (1912)
『階段を降りる裸体No.2』
Understanding Moving Images
動画のしくみ
※ Apparent Motion
仮現運動
Eadweard Muybridge,
“Nude Descending a Staircase”
from Animal Locomotion (1887)
Apparent motion
仮現運動
• A sequence of images appears to move
連続画像が動くように見える
• The moving image is an illusion
動画の動きは錯覚
• Still a topic of research
視覚心理学の研究分野
※ Flicker fusion threshold
フリッカー値
Frame rate
フレームレート
• Need 12 fps for apparent motion
仮現運動には、最低、12 fpsが必要
• Current film has 24 fps
現在のフィルムは、24 fps
• Television/Video has 30 fps (NTSC) or 25 fps (PAL)
ビデオは 30 fps（NTSC)か、 25 fps（PAL)
• Why is the frame rate higher than 12 fps?
なぜフレームレートは、 12 fps 以上か？
フレームレートの実例/
Frame rate
フレームレート
Frame rates of actual media
– Need higher fps for faster motion
速い動きには、高いfpsが必要
映画/Movie フィルム/film
ビデオ/video
DVD
２４ ｆｐｓ ３０ ｆｐｓ （昔の映画は１６ｆｐｓが多かった）
（ヨーロッパでは２５ｆｐｓ）
１秒間に２４回絵が変わる
１秒間に３０回絵が変わる Visual Flicker
視覚フリッカー
• Lights are powered by electricity at 60 Hz (Kansai) or
50 Hz (Kanto)
電気は５０Hz（関東）、６０Hz（関西）
• (Hz = Herz = cycle/sec)
• Light is switching on and off at 50 or 60 cycles/sec
電球は、６０HzでOn/Offしている
• With a lower frequency, the lights would flicker
これより低い周期（しゅうき）だと、光がフリッカーする
– Example: moving car is faster than a person walking
例：車は、歩いている人より速い
– Another reason is to avoid FLICKER
もう１つは、フリッカーにならないため
Flicker Fusion Threshold
• For human vision, need about ~50 Hz to give the
appearance of continuous level of light.
人間の視覚には、継続した光は、約５０Hzが必要
• If a light turns off and on faster than 50 Herz we
do not notice that it is turned off and on.
50Hzより速くOn/Offすると、それに気がつかない
Flicker Fusion Threshold
フリッカー値
Flicker Fusion Threshold
Each frame is shown two times, using a shutter. • The frame rate of film is chosen to be 24 fps. So in fact the flicker rate of a film projector is 48
Herz. We don’t notice the light flickering.
So why don’t we see flicker as one frame
changes to another?
• しかし、フィルムは２４fps。 映写機は、シャッターを使って、各フレームを なぜ、フリッカーが見えないのか？
２度映している
すると、フィルムのフリッカー値は、４８Hz
だから、気がつかない
Flicker Fusion Threshold
フリッカー値
• Early projectors didn’t use the shutter trick. Also
lower frame rates were used (18 fps).
昔の映写機は、シャッタートリックを使っていない
Film
Projector
それに、18 fpsを使っていた
• These films would flicker when shown
だから、昔のフィルムは、フリッカーを起こした
Films are sometimes called “Flicks”
• This word sometimes is still used in the UK、
England, Scotland etc…
Flicker Threshold
フリッカー値
Flicker Threshold
フリッカー値
• This number, ~50 Hz (actually 48 Hz is ok) is
known as the “Flicker fusion threshold”
５０Hzは、「フリッカー値」と呼ばれる
• For an actual frame rate below the “Flicker
Threshold”, a film or video will appear to change
brightness with each frame, or flicker
フリッカー値より低い、フィルムは、ちらつく
Interlace/Non-interlace
インタレース/ノンインタレース
Odd field
奇数（きすう）
Even field
Interlace Scan
偶数（ぐうすう）
インタレース
スキャン
• Television (and video) has a frame rate of 30 fps
(NTSC) or 25 fps (PAL)
テレビとビデオは、30 fpsか 25 fps
Why doesn’t the TV flicker?
なぜちらつかない？
Any ideas?
Interlace
• With interlace, the flicker rate of a
television is 60 Hz (NTSC) or 50 Hz (PAL)
• The reason interlace is used for TV is
because of the flicker threshold.
• With interlace we don’t see the brightness
flickering even though the real frame rate
is 30 Hz (or 25 Hz)
インターレース
Interlace/Non-interlace
インタレース/ノンインタレース
• インターレースを含めると、ビデオのfpsは
６０（NTSC)か、５０（PAL)
• テレビがちらつかないためにインターレース
をつかう
Interlace is usually not good for displaying text.
※Nearly all computer displays are non-interlace.
文字を表示するのに、インターレースは向かない
※ほとんどのコンピューターの画面は、ノンインターレース
Motion Perception: Further topics
運動視覚
• “Motion Aftereffect” - Demo
運動残像 ー デモ
• “Biological Motion” 生き物の動きの事 - Demo
• Photosensitive epilepsy - Video
光過敏性発作（ひかりかびんせいほっさ)
Motion Aftereffect demo - expansion
Biological
Motion
Point light display
http://www.michaelbach.de/ot/mot_adapt/
Motion capture
Motion pattern is
Processed by a special
Area of the brain
Biological Motion
Photosensitive Epilepsy
Flashing lights can trigger epilepsy
(癲癇(てんかん）)
This motion was calculated
From data acquired with motion
Capture taken from 40 male and
Female subjects walking
On a treadmill.
This display is used to study
How human motion is perceived
By the visual system.
December 16, 1997
ポケモンの「電脳戦士ポリゴン」
n.b. if you have epilepsy don’t watch the
following video: