スキップしてメイン コンテンツに移動

なぜCRT(ブラウン管)モニターをカメラで撮影すると奇妙な線が現れるのか?

 CRTモニターをカメラで撮影したときにちらつきが発生するのは、CRTの走査方式と**カメラのフレームレート(FPS)**が同期していないためです。


1. CRTの動作原理

CRT(ブラウン管)モニターはインターレース方式またはプログレッシブ方式で画面を表示します。

  • **電子銃(Electron Gun)上から下へ高速で走査(スキャン)**し、画面を1本ずつ描画します。
  • 一度に全画面が表示されるわけではなく、フレームごとに数十〜数百回繰り返されます。
  • 60HzのCRTは、1秒間に60回画面を再描画するリフレッシュレート(Refresh Rate)を持ちます。

👉 人間の目ではこのちらつきを感知できませんが、カメラはフレーム単位で画面をキャプチャするため、CRTのちらつきが見えてしまいます。


2. カメラとCRTのリフレッシュレートの不一致

カメラのフレームレートは24fps、30fps、60fpsなど固定されています。
CRTのリフレッシュレートは60Hz、75Hz、85Hzなど様々です。

例:

  • 60HzのCRTモニター30fpsのカメラで撮影した場合、
    • CRTは1秒間に60回ちらつきます。
    • カメラは1秒間に30回キャプチャします。
    • 結果として、CRTのちらつきの一部しかカメラに記録されず、見逃される部分が発生します。

この過程で、**画面の一部が明るく、一部が暗く見える現象(水平ちらつき)**が起こります。


3. ちらつきの原理

カメラがCRTの走査中の一部だけを記録するため、

  • 画面の上部は明るく
  • 中間や下部は暗く表示されます。

この現象は**ローリングシャッター効果(Rolling Shutter Effect)**に似ています。


4. ちらつきを解消する方法

① シャッタースピードの調整
カメラのシャッタースピードをCRTのリフレッシュレートに合わせると、ちらつきを最小限に抑えることができます。

  • 例:
    • 60HzのCRT → シャッタースピードを1/60秒に設定
    • 75HzのCRT → シャッタースピードを1/75秒に設定

② フレームレートの調整
カメラのフレームレートをCRTと同期させます。

  • 例:
    • 60HzのCRT → 60fpsで撮影

③ ラズベリーパイカメラなどの同期装置を使用
一部の高級機材には、ディスプレイのリフレッシュレートに自動的に同期する機能が備わっています。


5. なぜLCD/LEDではちらつかないのか?

LCD/LEDは画面を即座に更新する方式で、画面全体が同時にアップデートされます。
そのため、画面がちらつくことなく一定に保たれます。

👉 CRTは順次画面を描画する方式ですが、LCD/LEDは画面全体を一度に更新するという違いがちらつきの有無を生む原因です。


6. まとめ

  • CRTモニターは逐次走査方式のため、カメラと同期していないとちらつきが発生します。
  • CRTのリフレッシュレートとカメラのフレームレートの不一致が主な原因です。
  • カメラのシャッタースピードやフレームレートを調整することで、ちらつきを軽減することができます。

コメント

このブログの人気の投稿

長波アンテナの原理と最適な長さの計算

  長波アンテナの原理と最適な長さの計算 短波(SW: Shortwave)や長波(LW: Longwave)ラジオ、アマチュア無線通信において、アンテナの長さは電波の受信/送信性能において重要な要素となります。一般的に、周波数が低いほど(波長が長いほど)より長いアンテナが必要となり、これは電波物理学の基本原理に基づいています。 今回は、5.5MHzの短波ラジオを受信する際の最適なアンテナの長さを、科学的に計算し、その理由を理論的に説明していきます。 1. 電波の基本原理: アンテナの長さと波長の関係 アンテナの最適な長さを計算するためには、**電波の波長(λ、wavelength)**を求める必要があります。 電波の波長は次の公式で求めることができます。 λ = c / f c : 光速(真空中で約299,792,458 m/s、通常は300,000,000 m/sで近似) f : 周波数(Hz) 2. 5.5MHzラジオ受信のための最適アンテナ長さの計算 λ = 300,000,000 / 5,500,000 = 54.54m つまり、5.5MHzの周波数の電波は、約54.54mの波長を持っています。 アンテナの最適長さは、波長の特定の分数倍に従います。一般的には、1/2波長(λ/2)または1/4波長(λ/4)が最も効率的なアンテナの長さです。 (1) 1/2波長アンテナ(Half-Wave Antenna) L = λ / 2 = 54.54m / 2 = 27.27m 送受信効率が非常に高い 設置スペースが広く必要 一般的なダイポール(Dipole)アンテナ形態 (2) 1/4波長アンテナ(Quarter-Wave Antenna) L = λ / 4 = 54.54m / 4 = 13.64m サイズが半分に減少 効率は1/2波長に比べて少し低い グラウンド(接地)が必要な場合がある (3) 5/8波長アンテナ(Five-Eighths Wave Antenna) L = 5λ / 8 = (5 × 54.54m) / 8 = 34.09m 特定の方向により強い信号を送信可能 受信感度が向上 3. アンテナ長さが重要な理由: 共振(Resonance)とインピーダンス整合 (1) 共振(Resonance)の原理 アン...

イリジウム(Iridium) vs スターリンク(Starlink) 比較分析

  イリジウム(Iridium) vs スターリンク(Starlink) 比較分析 衛星通信システムの中で最もよく知られているものの1つが、**イリジウム(Iridium) と スターリンク(Starlink)**です。これら2つのシステムは、衛星を活用してグローバルな通信網を構築するという共通点がありますが、設計目的、技術構造、サービス方式などが大きく異なります。 この記事では、イリジウムとスターリンクの違い、利点と欠点、技術的特徴、使用例などについて、約3000字で詳しく分析します。 1. イリジウムとスターリンクの概要 (1) イリジウム(Iridium) 概要 発売年 : 1998年 (現在、2世代衛星運用中) 運営会社 : イリジウム・コミュニケーションズ(Iridium Communications Inc.) 衛星数 : 66基 + 予備衛星9基 衛星高度 : 約780km (低軌道、LEO) サービス : 衛星電話、低速データ通信(2.4kbps ~ 1.5Mbps)、軍事/航空/海洋通信 イリジウムは、衛星電話と低速データ通信を提供するシステムで、地上基地局なしで世界中どこでも通信できるように設計されています。特に、極地(北極、南極)までカバーできる点で高く評価されています。 (2) スターリンク(Starlink) 概要 発売年 : 2020年 (ベータサービス開始) 運営会社 : スペースX(SpaceX) 衛星数 : 5,000基以上 (増加中) 衛星高度 : 340〜550km (低軌道、LEO) サービス : 衛星インターネット(100〜500Mbps、20〜50ms遅延)、企業用・軍事用インターネット、IoT、将来的な携帯電話接続サービス スターリンクは、衛星を活用した超高速・低遅延(20〜50ms)のインターネットサービスを提供することを目的として開発されました。従来の衛星インターネット(遅延600ms以上)よりも高速で、光ファイバーインターネットと比較できる性能を提供することが特徴です。 2. 技術的な違い イリジウム スターリンク 目的 衛星電話、低速データ通信 超高速衛星インターネット 衛星数 66基(運用) + 9基(予備) 5,000基以上(増加中) 衛...