プロペラなど高速回転時の視覚現象

Question

飛行機や扇風機のプロペラや、自動車のタイヤなど回転速度が上がり始める時、視覚的にプロペラの影のようなものが、徐々に回転方向と反対方向に、回り始める現象がありますが、これをなんという名称で呼ぶのですか？おそらく光の反射かなにかの原因だと推測しますが、できればその原因も教えてください。

mintarou1 · Accepted Answer

．
光の反射の問題ではありません。
人の、物を見るメカニズムの問題です。
人は、対象物を見た信号を随時脳に送っているのではないんです。
正確な数字は忘れましたが、1/15秒に一回程度の頻度で、視覚した映像を送っているのです。
映画は、目のそのメカニズムを利用して、その時間より速く、単発の映像を写しているのです。黒、映像、黒、映像、という具合にね。
間は、人間の視覚の残像という現象で像を記憶しているので、連続した映像に見えるのです。

テレビも同じですよ。
シャッタースピードを選べるカメラで1/120秒に設定して、テレビの画面を何回がとると、画面の切り替わる映像が取れますから。

さて、質問者の答えですが、
目が、映像を捉える瞬間に羽がどこにあったかが、問題になります。
偶然に、ちょうど、逆回転するように見える位置に来た場合、逆回転して見えるのです。

現象は、「回転錯視」と呼ばれているそうです。
．

tance · Answer

tanceです。
肉眼で見るか動画（カメラ）で見るか、どちらであっても、
照明か受光のどちらかに周期的なサンプリングがあれば
見えます。なので、照明が周期的か、受光素子が周期的感度
があるか、その両方か、でこの現象は現れます。

エイリアシングと回答しましたが、少々こじつけっぽいので
あまりこの言い方はしない方が良いと思います。

ストロボスコープではこの現象を利用して、動いているモノを
止めて見ます。身近なところでは、自動車の回転部分や
その回転位相を見るときに使います。（正確には、昔は
使ったと言うべきか・・・）点火時期の進角を見たり、
バルブタイミングを見たりするときに使います。自動車
整備工場に行くとまだ見られるかもしれません。

dekopon211 · Answer

回答ではありませんが。

私もこの現象が何なのか気になっていました。
自分しか見えてないのか、一般的なのか。。。

No2さんは映像でしか起こらないと仰ってますが、
肉眼でも見えますよ！

imoriimori · Answer

「これをなんという名称で呼ぶのですか」
映像の世界では、ストロボ効果、ワゴンホイール効果など。
原因はサンプリング（sampling）問題にありまして、そのような原理的側面を言うときには
tance様ご指摘の「エリアシング（aliasing）」、あるいは「折返し」という現象名となります。
これら用語を検索すれば意味を理解できる記事にぶつかるはずです。

tance · Answer

No.1の回答の他に、照明が何であったかも関係します。
太陽光のように常に一定の照度をもつ照明では起きにくい現象です。

蛍光灯や白熱電球、水銀灯などAC電源で点灯している光源は
１秒間に100回または120回消えている（もしくは暗くなる）
瞬間があります。これは電源が交流なので、１サイクルに
２回ゼロボルトの瞬間があるからです。

この瞬間に回転体がどの位置にあったかにより、そこが
暗く見えるわけです。回転数と照明の消えているタイミングが
偶然に合うと、暗い場所が止まって見えます。

TVカメラで、走っている車などを撮ると逆回転しているように
映るのも同様の現象です。

この現象の名前はというと・・・あまりそのものズバリは
ききませんが「エイリアシング」が適当かと思います。

postmax · Answer

映像でしか起こりえない現象です。(肉眼では逆回転するように見えません)
逆回転する理由は＃１さんの書いたとおりです。

ただし、まれに光の角度により、物の一部に光が当たっていると、映像と同じような効果が得られる場合があります。

プロペラなど高速回転時の視覚現象

．

tanceです。

回答ではありませんが。

「これをなんという名称で呼ぶのですか」

No.1の回答の他に、照明が何であったかも関係します。

映像でしか起こりえない現象です。

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