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2018-05-20[n年前へ]

韓国 大邱(テグ)の電気街と工具街に行ってみる。 

 韓国 大邱(テグ)は、サムスングループが生まれた街だ。その大邱にある、電気街と工具街に行ってみた。まず電気街は、大邱駅や地下鉄 中央路駅のすぐ近くに位置する校洞電子街。韓国地図コネストの表記なら、その名もズバリ、電気照明通りとコンピューター通りで囲まれた地区だ。建物の作りなど、昭和末期の秋葉原に似ていて、そこにICOMなどの広告とともに無線機などが並んでいると、とても懐かしさを感じる。もしも、映画などで昔の秋葉原を再現したいのであれば、この地で「看板だけ入れ替えれば」それっぽい風景になりそうだ。…もちろん、昔の秋葉原に通った人であれば、各店を正確に再現しないと気が済まないだろうが。

 また、工具街というのは、大邱駅から達城公園に向かって走る、大邱産業工具通りだ。工具通りには、さまざまな機械部品や機械製品が並んでいて、世界の「秋葉原」とは言えないかもしれないが、とにかく「道具好き」にはたまらない一角であることは間違いない。

 さらに、この大邱産業工具横丁の近くには、オートバイ通りやミシン通りもある。さまざまな工業産業製品を扱う、それぞれの「通り」があるのではないか?と感じさせられる。バイク通りは、バイクにさして興味がない私でも面白かったくらいなので、バイクマニアには堪らないはずだ。そして、ミシン通りは、遙か古い時代のミシンから…現代の高機能ミシンまで、さまざまな機械が並んでいて、もはや「ミシン博物館」である。

 ちなみに、この近くには「サムスン発祥の地」もある。行き損なったことが残念だ。

韓国 大邱(テグ)の電気街と工具街に行ってみる。韓国 大邱(テグ)の電気街と工具街に行ってみる。韓国 大邱(テグ)の電気街と工具街に行ってみる。韓国 大邱(テグ)の電気街と工具街に行ってみる。






2018-05-10[n年前へ]

「ペットボトルの内部空気圧を変えて調音する楽器」を100円で作ってみよう! 

 高く澄んだ音を出すハンドパン(ハングドラム)。それをコーラのペットボトルで作ってみよう!という製作記事を読みました。ただのペットボトルという「見た目」、けれど「そこから出る音のあまりの美しさ」…その違いが、想像を超えて素晴らしかったので、自分でもやってみることにしました。

 音を奏でる原理は、ペットボトル内の空洞共鳴音の周波数を、空気圧力を上げることで空洞内の(共鳴周波数に比例する)音速を上げて共鳴音を高くする(あるいはその逆をする)という具合に見えます。

 そこで、まずはダイソーに行き「加圧式霧吹き(ペットボトル用)」消費税入れて108円を買ってみます(上図)。そして、シュコシュコシュコシュコ…とペットボトルに空気を封入し、内部気圧を上げてみます。そして、内部空気圧を変えながら、ペットボトルを叩いて共鳴周波数を確認してみたのが下の動画です。…空気圧が変わると、見事に共鳴周波数が変わっていくことがわかります。あまりに楽しいので、このセットを20本くらい買い・作り、ペットボトル楽器を作ってみたくなりました。…というわけで、その結果は週末にでも撮影してみることにします。

「ペットボトルの内部空気圧を変えて調音する楽器」を100円で作ってみよう!






2018-04-28[n年前へ]

草間彌生デザインの「水玉模様のモジモジ君ウェア」で人体の表面形状を推定してみよう! 

 数ヶ月前に買ったつもりのZOZOスーツ、服に取り付けられたセンサ群とスマホの間でさまざまなデータが交換され、自分の体を知ることができるという「面白さ」に惹かれて…はや数ヶ月、「大幅な性能向上」したものが届くという連絡内容を見ると、、そこには「コレジャナイ感が、超大盛りラーメン店のようにテンコ盛りされた、草間彌生デザインの「水玉模様のモジモジ君ウェア」でした。マーカー付けた衣服を使って(スマホによる)画像計測による採寸を行うデザインに変わっていた…というわけです。

 ネットには、新バージョンのZOZOスーツ試着写真もtwitterにはアップロードされ始めています。そこで、そんなマーカ模様が付けられた服を着用した画像からの人体形状推定をしてみることにしました。「ネットにアップされた画像から」というわけで、多視点撮影からの3次元推定を行うZOZOスーツ正式バージョンとは違い、一枚画像からの体表面形状の推定です。

 書いてみたのは、下に貼り付けたような、十数行ばかりのPython/Jupyterコードです。OpenCV でテクスチャ検出をして、その(円形マーカーの)大きさや形状の歪みを使って、模様部分の体の表面形状情報を推定する…というわけです。Pythonコードを実行した結果は、たとえば下の4 図のようになります。向かって左から、元画像・高さ(凹凸)画像・向き(180度の反対側を区別できない)画像・法線画像です。この処理例は、水玉模様の水着画像で処理を行ったものですが、新型ZOZOスーツ画像でも同様のことが行えます。

 この画像を見れば、水着の模様を介して胸やお腹の3次元形状が見えてくることがわかります。全身に模様が付けられたZOZOスーツを着用した自撮り写真がアップされたら…色んな体形状を可視化できそうです。

import numpy as np
import cv2
from matplotlib import pyplot as plt
from math import sin, cos

img = cv2.imread('zozo_polka202.jpg',2)
cimg = cv2.cvtColor(
    cv2.imread('zozo_polka202.jpg'),
    cv2.COLOR_RGB2BGR)
img = cv2.adaptiveThreshold(img, 128, 
    cv2.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C, 
    cv2.THRESH_BINARY_INV, 15, 5)
img, contours, hierarchy = cv2.findContours(
  img, cv2.RETR_LIST, cv2.CHAIN_APPROX_NONE)
if len(contours) > 0:    
    for i, contour in enumerate(contours):
        if (contour.shape)[0]>4:
            ellipse = cv2.fitEllipse(contour)
            aMax = max(ellipse[1][0],ellipse[1][1])
            aDiff = abs(ellipse[1][0]-ellipse[1][1])
            if aMax < 20 and aMax > 11 and aDiff < 12:
                xc = sin(ellipse[2]*np.pi/180)*255
                yc = cos(ellipse[2]*np.pi/180)*255
                cx=int(ellipse[0][0])
                cy=int(ellipse[0][1])
                cv2.ellipse(cimg,ellipse,
                            (xc,yc,255-xc),-1)
                #cv2.circle(cimg, (cx, cy), int((aMax-11)*2.0), 
                            (xc,yc,255-xc), -1, -1)
                #cv2.ellipse(cimg,ellipse,(int((aMax-11)*50.0),
                           int((aMax-11)*50.0),int((aMax-11)*50.0)),-1)
                #cv2.ellipse(cimg,ellipse,(int((aMax-11)*50.0),
                             yc+xc,int((aMax-11)*50.0)),-1)

plt.imshow(np.array(cimg))

草間彌生デザインの「水玉模様のモジモジ君ウェア」で人体の表面形状を推定してみよう!草間彌生デザインの「水玉模様のモジモジ君ウェア」で人体の表面形状を推定してみよう!草間彌生デザインの「水玉模様のモジモジ君ウェア」で人体の表面形状を推定してみよう!草間彌生デザインの「水玉模様のモジモジ君ウェア」で人体の表面形状を推定してみよう!






2018-04-26[n年前へ]

販促中!論理的にプレゼンする技術<改訂版> 聴き手の記憶に残る話し方の極意  

諸事情色々で、「力一杯の販促(宣伝活動)中」です。以前書いた本の改訂版が出ました。 論理的にプレゼンする技術<改訂版> 聴き手の記憶に残る話し方の極意 (サイエンス・アイ新書) です。
 内容もより良くバージョンアップされていますし、電子書籍が良い方向けのKindle版ももちろんあります。お勧めの一冊?です…というわけで、一冊買って、近くの方に広めて頂ければ幸いです。

2018-04-22[n年前へ]

Python(Pythonista)でiOSカメラを自由自在に使ってみる 

 iPhone/iPadなどの機器のカメラは、焦点位置や露光時間や感度など、わりと細かく制御することができます。そうした撮影処理を使って、露光時間を変えた撮影を何枚もして画像(ハイダイナミックレンジ:HDR)合成をしたり、焦点位置を変えた撮影から焦点合成(フォーカススタッキング)を行ったりすると、意外に楽しいものです。とはいえ、そんなコード遊びをするのに、毎回Objective-C(やC++)でコーディングするのは少し面倒です。

 というわけで、今日はiOSで動くPython ( Pythonista ) で、iOSのカメラをマニュアル撮影的に使うコードを書いてみました。それが下に貼り付けたPythonコード例です。この例では、焦点制御を無効化した上で、最近接位置から無限遠までのレンズ位置を0.0〜1.0の任意位置に制御しつ、撮影を行うことができます。

 「開発用マシンでコードを書いてビルドした上で、スマホに転送して動かす」というような手間を掛けずとも、スマホ上で比較的短いコードを書いて、それをスマホ上で瞬時に動かして「自分だけの特殊撮影マシン」を仕立てて遊ぶことができるのは面白いものです。…今回貼り付けた撮影処理部分は全くPythonっぽくないコードですが、ひとたび「ライブラリ化」してしまえば、こんなコードを見る必要もなく、やりたいことだけをPythonから気楽に実行することができるようになります。…となれば、色々遊んでみたくなる人も多いのではないでしょうか。

# coding: utf-8

from objc_util import *
import time

AVCaptureSession = ObjCClass('AVCaptureSession')
AVCaptureDevice = ObjCClass('AVCaptureDevice')
AVCaptureDeviceInput = ObjCClass('AVCaptureDeviceInput')
AVCapturePhotoOutput = ObjCClass('AVCapturePhotoOutput')

def manualCapture(device, output, focusDistance, fileName):

    def captureOutput_didFinishProcessingPhotoSampleBuffer_
previewPhotoSampleBuffer_resolvedSettings_bracketSettings_error_(
             _self, _cmd, _output, _photoBuffer, _previewBuffer,
                    _resolveSettings, bracketSettings, _error ):
        photoBuffer = ObjCInstance(_photoBuffer)
        jpegPhotoData = ObjCClass('AVCapturePhotoOutput'
        ).JPEGPhotoDataRepresentationForJPEGSampleBuffer_
previewPhotoSampleBuffer_(
                             photoBuffer, _previewBuffer)
        jpegPhotoData.writeToFile_atomically_(fileName, True )

    # delegate
    CameraManualPhotoCaptureDelegate = create_objc_class(
                            'CameraManualPhotoCaptureDelegate',
        methods=[
        captureOutput_didFinishProcessingPhotoSampleBuffer_
previewPhotoSampleBuffer_resolvedSettings_bracketSettings_error_ ],
        protocols=[ 'AVCapturePhotoCaptureDelegate' ])

    device.lockForConfiguration_(None)
    device.setFocusModeLockedWithLensPosition_completionHandler_(
                                            focusDistance, None)
    device.unlockForConfiguration()
    
    time.sleep(1)
    delegate = CameraManualPhotoCaptureDelegate.new()
    settings = ObjCClass('AVCapturePhotoSettings'
         ).photoSettings()
    settings.AVCaptureFocusMode = 0
    output.capturePhotoWithSettings_delegate_(
                                    settings, delegate )
    time.sleep(1)
    delegate.release()

@on_main_thread
def main():
        session = AVCaptureSession.alloc().init()
        device =
AVCaptureDevice.defaultDeviceWithMediaType_('vide')
        _input =
AVCaptureDeviceInput.deviceInputWithDevice_error_(
    device, None)
        if _input:
            session.addInput_(_input)
        else:
            return

        session.startRunning()
        output = AVCapturePhotoOutput.alloc().init()
        session.addOutput_(output)        
        time.sleep(1)
        manualCapture(device, output, 0.0, 'sample.jpg')
        time.sleep(1)
        session.stopRunning()
        session.release()
        output.release()

if __name__ == '__main__':
    main()

Python(Pythonista)でiOSカメラを自由自在に使ってみる






2018-04-12[n年前へ]

チェンマイのタイ旧正月のソンクラーン(水掛け祭り) 

 チェンマイでタイ旧正月ソンクラーン(水掛け祭り)を、地上数メートルの上空から撮ってみました。氏改善方向を撮影することができるRicohのデジカメ Theta Sが出たときは「レンズを向けなかった方向すべてを撮影できて面白い」と思ったけれど、ドローン映像のような「カメラを置きたいと思った場所に、カメラを置けること」はそれを遙かに超える感動があった。来年今頃のカメラは、みんなそうなっているのかもしれない。

 ずっと昔、京都の写真スタジオでバイトをしに行っていた時、「カメラマンは良い風景を予測して、その場所にいるようにすること、そんな場が生まれるように動くこと」と習った。もしかしたら、これからのカメラはデバイスを進化させる今のSONYみたいな方向と、カメラマンの可能性を高める視点自由度や何かしらの可能性を高めるまた別の方向が必要とされているのかもしれない。

2018-03-30[n年前へ]

「十年前に書いた本の改訂版」が出ます 

 4月中旬に、十年前に書いた本の改訂版が出ます。改訂作業の一部として、PowerPoint 2007だった使い方例をPower Point 2016に変えるための作業、つまり10年間のソフト変化を踏まえた作業をしました。それどころか、書き直し作業を行った本文中には、「PowerPoint 2003とPowerPoint 2007の違い」なんていう言葉も書かれていて、何だかずいぶん時間が経ったものだ…と感じさせられました。…とりあえず、売れてくれると少し嬉しいです

「十年前に書いた本の改訂版」が出ます






2018-03-28[n年前へ]

「スマホを捨てて、空へ飛ぼう」 

 昔は感光フィルムが入ったカメラを持ち歩き、それからずっと後の頃にはデジカメを持ち歩くようになった。自分が眺めた場所を切り取り形にすることが楽しかった。

 一昨年前くらい前は、自分がいる場所から見える周囲全てを動画撮影できる360°カメラ使っていた。自分が眺めた景色、あるいは、自分が(眺めることができたはずの)眺めなかった全周囲を撮影するカメラは、とても面白かった。…けれど、2018年の今、(Insta 360 Oneは使ってみたいけれど)全天周カメラは、もうほとんど使っていない。

 2018年の春、この瞬間は、玩具ドローンカメラを使った撮影が楽しい。誰でも簡単に使えるGPS制御付きのドローンでも、Amazonで一万少しで買うことができる。そして、そんなドローンカメラを使うと、自分がいる場所の近く…けれど行けなかった場所からの風景を眺めることができる。…空も飛べるし、水面の上を滑るように移動することもできる。

 「書を捨てよ、町へ出よう」ではないけれど、手元に持つスマホから見える景色を遙か離れて、自分が行けなかった場所からの世界を眺めたりするのは、とても楽しい。スマホ(の役割を担うようなデバイス)が空を飛ぶことができるようになるまでは、スマホを捨てて、空へ飛んでみたい。

「居る場所を離れて、居ない場所へ出よう」「居る場所を離れて、居ない場所へ出よう」






2018-03-11[n年前へ]

「耳飾りの少女」の時代の「イヤリング(ピアス)の穴」の開け方のナゾ 

 フェルメール「真珠の耳飾りの少女(かつては、青いターバンの少女と呼ばれていた絵画)」が …実は「耳飾りは真珠じゃない」というのは、わりと知られた話です。それは丸い真珠ではなくて、ティアドロップ型の人工材料を使った、当時流行の、耳飾りだという話です。

 この絵画に関する修復経緯の解説本"Vermeer in het licht"を読み直していると、1904年当時の写真(右上冒頭の写真にある左上部分)では、耳飾りが球形ではなくティアドロップ型であることが明らかに見てとれます。耳飾りの輪郭も、反射光を描いたハイライトも、耳から垂れた「水滴」のような形状をしています。

 そこで、現在の画像データでも、たとえば一般に公開されていて誰でも眺めることができる(比較的低品質な)画像データでも、そのさまを眺めることができるかどうか確認してみました。…すると、普通に公開されている「低解像度で階調数が少ない画像」でも、「少女」の耳飾りは球形ではなくてティアドロップ形であることがわかります(画像をクリックして眺めてみて下さい)。1904年当時の姿ほどわかりやすくはありませんが、それでも耳飾りの上部が上へと伸びていることが見てとれます。

 そして、それだけはなくて、耳から飾りが薄い繊維かなにかでぶらさがっているようすも見えてきます。少女の耳たぶには穴が開いていて、どうやら、そこに耳飾りがかけられているようです。

 16世紀から17世紀にかけて、耳に穴を空けるピアス式のイヤリングが流行ったといいます。一体どんな風に穴を開けたのか、どんな耳飾りをしていたのか、当初の本題(少女の耳飾りはどんなものか)から離れて調べて見たくなります。

「耳飾りの少女」の時代の「イヤリング(ピアス)の穴」の開け方のナゾ「耳飾りの少女」の時代の「イヤリング(ピアス)の穴」の開け方のナゾ「耳飾りの少女」の時代の「イヤリング(ピアス)の穴」の開け方のナゾ






2018-03-08[n年前へ]

海沿いの陸地にそそり立つ、ピラミッドのような大古墳 

 大阪の中百舌鳥近くに行く途中、仁徳天皇陵の一周散歩をしてみる。…すると、天皇陵周りの一周散歩に徒歩で約一時間かかり、その大きさに驚いた。もうひとつ驚いたことが、外堀がパナマ運河みたいに段々が着いていたこと。つまり、不思議に驚かされたことが、仁徳天皇陵の周りにある一番外側の外堀は標高が同じじゃない!ということ。

 試しに、国土地理院マップで眺めると、一周をする間の最高・最低値で5mくらいの標高差があった。古墳本体を囲う堀は一体化した大きな湖のようで、重力的には等ポテンシャル面を成しているけれど、外堀は同じ標高でない作りになっている。

 そこで、仁徳天皇陵の「外堀段差」を周囲の地形と一緒に眺めてみる。すると、古墳は、かつての海沿いの傾斜地上に作られていて、その古墳周りに外堀を作ろうとすると、(古墳中央の)水平面とその周囲に段差が作らざるをえない作りになっている。

 他の古墳を眺めてみても、まるで水の流れに沿って建つ神社のように、海沿いや川沿いに建っている。…昔の古墳は、海沿いにそそり立つピラミッドのような存在だったのだろうか。

海沿いにそそり立つピラミッドのような大古墳海沿いにそそり立つピラミッドのような大古墳海沿いにそそり立つピラミッドのような大古墳海沿いにそそり立つピラミッドのような大古墳海沿いにそそり立つピラミッドのような大古墳海沿いの陸地にそそり立つ、ピラミッドのような大古墳






2018-03-03[n年前へ]

1万円ドローンHubsan H216A X4 DESIRE Proで空撮3D生成をしてみよう! 

 中国通販サイトで一万円ほどで買うことができる Hubsan ドローン H216A X4 DESIRE Pro(Amazon ジャパン)を買ったので、初めてのドローン体験をしつつ動画撮影を行い、撮影した動画から3次元復元を行ってみました。

 Hubsan H216A X4 DESIRE Pro は、(リモコンユニットをBluetooth経由で接続した)スマートホンから制御する1万円ドローンヘリで、GPSや各種センサあるいはスマートホンとの通信を踏まえた、(右に貼り付けた画面のように設定する)自動経路飛行や操縦者の追跡飛行などができます。
 しかし、そうした機能を使いこなす前に、まずは手動操縦を行いつつドローンから撮影を行って、写真測量(Photogrametry)による3D復元をしてみます。

 試しに激安ドローンからの3次元復元を行って結果が、下の動画です。
 100パーセントの初心者が初めて動かすドローンの撮影動画から得られたものとしては、そして何よりドローン初操縦の素人が撮影したものから作った結果としては、それほど悪くありません。…というわけで、激安空撮キットを持ち歩き、これから色々な空撮3Dスキャンをしてみようと思います。


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2018-01-09[n年前へ]

大阪大学 2017年度前期日程「物理」を「面白い物理エッセイ」として読んでみる 

 大阪大学 2017年度前期日程「物理」で、出題ミスがあったというニュースを見た。その問題文と想定正解、 さらには、その「解説」を読みました。その問題文を眺めた結果、この「問題」が「とても勉強になる「物理現象の解説エッセイ」のようで、とても面白かったので、少し感想を書いてみることにします。「ニュース」として扱われた内容としてはともかく、…少なくとも私にとっては、とても興味深い「問題」でした。

 問題内容は、壁から離れて(壁から垂直に走る直線上に)位置する音叉とマイクを登場人物として、その1次元的世界での「音波」を扱うものです。

 ネットで、(右に画像として貼り付けた)問題文の一部を抜き出したもの読んだ時、最初に想像したのは「十分に小さく点音源として扱える音叉」という文言が「全ての原因ではなかったか?」という想像です。すぐに、この想像は間違っているということがわかるのですが、「音叉」を「限りなくシンプルな振動体(面)」として考えてしまったことで、1次元として扱われる世界上の「音叉の前後」で「同じ向きの空気変位が生じる」と考えるか、それとも「音叉の前後で同じ空気密度の振動が生じる」かで、(前者なら)当初の「正答」が導かれるし、(後者なら)追加された「答え」が生まれし…というものです。
 「音叉=振動する物体の象徴」として単純に捉え、(いくつかの考えたくないことを省略するために&考えたい現象を単純・抽象化して光を当てるために)世界を1次元として取り扱おうとするならば、「(限りなく大きさ影響を無視できる)点音源の音叉」は「1次元上の振動点=3次元上の振動面」として取り扱い(考え)たくなり、そのような3次元空間内に配置された振動面の前後では、「同じ向きの空気変位が生じる」ことから、当初の正解が導かれたのではないだろうか?という予想が、一番最初に頭に浮かんだ想像でした。…しかし、そんな想像は間違っていることがすぐわかりました。

 なぜかというと、関係する出題文全文を読んでみると、「音叉という物体」の振動を、どのように扱うかについて、そしてまた変位と粗密の関係について、出題者は問題の冒頭から(常識とは言えない内容については)詳しく丁寧に解説し、テスト対象とならない単純な事項についてもやはり丁寧に確認を行っているからです。(それに対して、この解説などは問題文の一部しか読んでいない雑な説明であるように感じられます)
 つまり、2本に先が分かれた音叉が振動する時に生じる振動モード、その基本となるモードが生み出す「空気の動き」は、音叉が左右対称になる方向から見た時に、「(右に貼り付けたGIF動画のように)音叉に対して左右対称の疎密波が作り出される(変位としては逆方向の空気の動きが生成される)」ということ、あるいは、1次元世界でなくてたとえ3次元世界でも「音叉の振動は点音源として取り扱うことができる(方向によって点音源から発せられる粗密の位相は異なるけれど、1次元近似なら完全な点音源として取り扱うことができる)「ということを、問題文の前半できちんと「解説・確認」しているからです。(この「この記述があるのに問4で間違えたのが解せないんだよね。という言葉に100%同意する具合です。ただし、こうした知識を持ち、丁寧に順を追った解説まで行う出題者が壁の”反射”を取り違えるような取り扱いをするとは全く感じられません。定義の取り違えではなく、単純な忙しさなどからくるケアレスミスなら理解できるのですが・・・)
 それに対して、出題者が壁を「境界条件」どのような境界条件で取り扱うかを間違えたということは、個人的には可能性は低いことだと感じます(後で書くように、音叉の振動現象に対して、問題文の前段であれだけ丁寧に解説をされた出題者が、「固定壁」という言葉の意味を世間がどうとるかを考えなかったという田口先生の解釈は無理があるように思います。また、波動方程式として、普通に境界条件を設定して解くことができる一般的な問題であるとも思います)

 ちなみに、「手元からUの字型に中心に支持部が伸びた音叉の形」や「そのような形の音叉がこのような振動を行う」ことは、(振動吸収体である)手に持った音叉が単振動を持続して行うための必然であることは、少し考えれば想像が付きます。その形は、出したい振動モードを持続されるとともに、不要な振動モードを(音叉を掴む)手が迅速に行うための実に素晴らしい設計結果です。何が言いたいかというと・・・この物理問題は、そんな音叉にまつわる「物理現象」を溢れるくらいの十二分に知っている先生が、物理現象というものの面白さを踏まえて書いた内容であることは、間違いないように思われます。

 今回の「いわゆるひとつの出題ミスとその後の対応」に関しては、何かの「ケアレスミスや伝達ミスが重なって」生まれたものではないか?と想像します。つまりは、この「きっといろいろ考えて問題を作ったんだけど、一周回って悪問になっただけだと思います」という感想に近いのですが、「一周回って悪問になった」のではなくて、何か単純なケアレスミスが「(答えが違っている)悪問」を生み出してしまい、そしてまた何かの伝達ミスが「その後の対応」を生み出してしまったのではないか?と感じました。

大阪大学  2017年度前期日程「物理」を「面白い物理エッセイ」として読んでみる






2017-12-21[n年前へ]

空を限りない青空にするスマホ版「偏光カメラ」を作ってみよう!? 

 3年半くらい前に作った(コンパクトデジカメを使った)偏光カメラを、スマホ版として作り直してみました。スマホに、秒24回転くらいの回転偏光フィルタユニットを取り付けることができるようにして、スマホを240コマ/秒くらいの高速撮影モードにすることで、秒24コマの特殊な動画撮影を行うことができるカメラを(今や一人一台誰もが持ちつつあるスマホを使って)仕立ててみた…というわけです。

 空を限りなく青空にして、そこにあるものの色を可能な限り純色にする、そんな特殊な動画撮影を、ほぼ全てのスマホで行うことができるようになります。一体どんな特殊撮影が可能になるかというと…たとえば、下に貼り付けた画像は、普通に撮影した画像(左)と映り込みを極限まで減らして、色をできるだけ鮮やかにした画像(右)の例です。

 右上の画像では、物体表面の散乱反射光が(可能な限り)減らされています。つまり、空気の中で生じる光散乱光をとても減らした結果、まるで「空気が無い宇宙空間に、街が佇んでいる」ような、「昼間のような、夜間のような」…不思議な街景色になっていることがわかります。

 色鮮やかにするだけでなく、たとえば下に貼り付けた動画のように、その他にも色んなことができます。…けれど、そんなエトセトラは、また週末にでも遊んでみることにしようと思います。

スマホ版「偏光カメラ」を作ってみよう!?スマホ版「偏光カメラ」を作ってみよう!?スマホ版「偏光カメラ」を作ってみよう!?スマホ版「偏光カメラ」を作ってみよう!?






2017-12-13[n年前へ]

「月が欠ける向きは上下?左右?」…月の形で赤道や極への近さを意識する。 

 「スーパームーンより感動するタイの月を見逃すな」という記事を面白く読みました。それは、記事中のこんな一節に惹かれたからです。

 日本で見る半月は、満月から左(右)半分を切り取ったイメージなんですが、タイの半月は、「満月の上の半分を切り取った形」をしています。

 月が太陽に照らされて光る方向も、太陽から差し込む光が影になり「切り取られる」方向も、それはほとんど「月が空を進む方向」と一致しています。…正確には、太陽と月の軌道が約5度傾いているために、月が欠ける方向と進む方向にはズレがありますが、大雑把には同じです。

 すると、月が「欠ける方向」が、上下と左右どちらになるか…という問題は、空を月が進む方向が地平線となす角がどれだけか?…つまり、季節を無視すれば、月を眺める今いる場所が「赤道に近いか、(北極や南極といった)極に近いか?」という単純な問題になります。

 「スーパームーンより感動するタイの月を見逃すな」という記事を面白く読みました。それは、記事中のこんな一節に惹かれたからです。

 日本で見る半月は、満月から左(右)半分を切り取ったイメージなんですが、タイの半月は、「満月の上の半分を切り取った形」をしています。

 月が太陽に照らされて光る方向も、太陽から差し込む光が影になり「切り取られる」方向も、それはほとんど「月が空を進む方向」と一致しています。…正確には、太陽と月の軌道が約5度傾いているために、月が欠ける方向と進む方向にはズレがありますが、大雑把には同じです。

 すると、月が「欠ける方向」が、上下と左右どちらになるか…という問題は、空を月が進む方向が地平線となす角がどれだけか?…つまり、季節を無視すれば、月を眺める今いる場所が「赤道に近いか、(北極や南極といった)極に近いか?」という単純な問題になります。最初の記事で言うと、タイは日本より赤道に近いので、月は地平線から鉛直に近い方向に進み、月が欠ける方向も鉛直に近い(左右より上下に近い)…というわけです。

 少し面白いのは、日本の緯度は北緯約35度…つまり、赤道と北極のどちらに近いか…といえば、むしろ赤道に近いということです。だから、昔から「上弦の月、下弦の月」というように、月が光ったり・欠けたりする方向を「上下」とも表現されてきました。

 けれど、今は、月が欠ける方向は「上下」ではなくてどちらかというと「左右」という認識も、自分の感覚を振り返ってみても、普通である気もします。…それがどうしてなのか、考えてみると、何だかとても面白い気がします。

2017-12-05[n年前へ]

Microsoft Excelで "=-1^2" が "-1"ではなくて"1"になる「理由」 

 Microsoft Excelで "=-1^2" が "-1"ではなくて"1"になるのが「なぜだろう?」というtweetを興味深く読み、そこから辿り着いた20年前のメーリングリスト記事が面白かったので、簡単なメモ書きをしてみます。メモ書きなので、面白い記事へのポインタと(その記事に対する)わずかな感想を書いただけの日記記事です。

 まず、この計算順にまつわる問題を考える時には、" Warning: Excel Performs Negation Before Exponentiation"のタイトルにもなっているように、Excelという一種のプログラミング環境上での、"negation"と"subtraction"という異なる2演算子の計算順序の違いを区別する必要があります。つまり、

=-A1^2
は"=(-A1)^2"と計算されるけれど、
=1-A1^2
は"=1-(A1^2)"と計算されるというように、前者の"negation"と後者の"subtraction"が異なる演算子として区別され・違う演算順序が適用されるという話です。

 次に、20世紀最後の年、つまり西暦2000年1月13日の20:18:46にDoctor Petersonがメールで書いている文面がとても参考になります。それは、"negation"のような単項演算子は”exponent”のような二項演算子に優先して演算されるものだったから、それをただ踏襲すると、こんな計算順序になるよね、というものです。「Lotus 1-2-3との互換性を重視した」わけではないけれど、プログラミング言語の過去経緯を踏まえて考える話だよね、というものです。

 そして何よりも、西暦2005年の12月16日にErikが書いているように、Windowsのメモ帳で "msgbox -2^2"と書いてから、そのファイルをtest.vbsという名前で保存して、もしもダブルクリックしたならば、(マイナス4ではなくて)"4"という答えが書かれたメッセージボックスを私たちは目にするよね。この例でもわかるように、エクセルの「ダメな話」として眺めるのではなくて、コンピューター科学の「興味深い話」として眺めるべき話じゃないか?というコメントが、とても参考になると思います。

So I think this isn't bad math on Excel's part, but good computer science.

2017-12-04[n年前へ]

史上最古?の円盤レコードを、画像処理で聴いてみよう!? 

 安顕微鏡レンズを付けたスマホでレコードを撮影して音声化してみよう!?で、顕微鏡キットを取り付けたiPhone 6sをレコードの上を滑らせて高速撮影からのデジタル化に挑戦してみました。

 こうした過去技術も数多くあったよね?と検索して見つけたのが、”media preservation/Extracting Audio from Pictures”です。これは、インディアナ大学ブルーミントン校のハーマン B ウェルス図書館にある棚、その奥にある本の395ページに印刷されていた印刷画像を見つけ、それが、最古に近い レコード「グラモフォン(1887年にエミール・ベルリナーが発明した円盤レコード)」であることを発見するとともに、その音声を画像処理的に復元した話です。

 この話は、素晴らしく面白い話です。何しろ、1877年にトーマス・エジソンが円筒形のレコードを発明し、その後の1887年にエミール・ベルリナーがに円盤レコードのグラモフォンを作り…といった、科学技術の歴史とともに、その復元を自分で(自分のコンピュータで、自分の手を動かして)確かめる・実感することができる、つまりは「楽しさ」が詰まっているからです

2017-12-03[n年前へ]

安顕微鏡レンズを付けたスマホでレコードを撮影して音声化してみよう!? 

 最近のデジカメでレコードを撮影すると「レコード溝がクッキリ見える」という話を読んだ。ということは、”スマホでレコードを撮影すると音声再生するアプリができる時代が来そう”と思って呟くと、「思ったことは一体いつやるの!?今でしょ!今!」と諭された。…確かに、思ったことは、その時にやらないといつまで経っても何もできないような気もしてきます。

 そこで、ディスクユニオン横浜関内店に行くと、ちょうど「本日だけ!650円以下の全商品が100円!セール」をやっていたので、薬師丸ひろ子「セーラー服と機関銃」を買い、300円くらいの安い顕微鏡キットを付けたiPhone 6sでレコード溝を撮影してみました

 撮影手順は、静止画像で何枚も撮るのは面倒だったので、顕微鏡キットを取り付けたiPhone 6sを高速度撮影モードにして、レコードの上を滑らせながらの撮影です。そして、高速撮影動画を位置合わせ合成し、溝の太さをデジタル化することで、左右チャンネルを合成した音声ファイルを作成してみました。

 撮影した動画例は、下のようになります。実際には、レコード針が進む方向にとても長い画像ですが、左下の画像例は、それを圧縮したり・一部を拡大してみたものです。

 デジタル化したレコード溝の太さを、グラフにしてみたものが、下の画像です。また、音声ファイル(WAV)化してみたものもここに置いておきます
 今回処理してみたのは、とても短い時間分なので、音楽として聞こえるようなものではありません。けれど、普通のスマホ+300円くらいで、アナログレコードの音声デジタル化撮影が(普通に?)できるようになっているのは、何だか少し面白いものです。

安顕微鏡レンズを付けたスマホでレコードを撮影して音声化してみる安顕微鏡レンズを付けたスマホでレコードを撮影して音声化してみる安顕微鏡レンズを付けたスマホでレコードを撮影して音声化してみる安顕微鏡レンズを付けたスマホでレコードを撮影して音声化してみる安顕微鏡レンズを付けたスマホでレコードを撮影して音声化してみる安顕微鏡レンズを付けたスマホでレコードを撮影して音声化してみる安顕微鏡レンズを付けたスマホでレコードを撮影して音声化してみる






2017-11-23[n年前へ]

スマホで「(光の波長ごとのイメージを取得する)分光撮影カメラ」を作ってみよう! 

 一番身近にある各種センサを備えたコンピュータ、いわゆるひとつの「スマホ」を使って簡単に特殊撮影をしたり・色々遊んぶツールを作っています。そのひとつとして、スマホを使った「(光の波長ごとのイメージを取得する)分光撮影カメラ」があると一体どんなことができるかを確かめてみたくなり…試しにスマホ分光カメラを作って蛍光灯を撮影してみました。撮影し蛍光灯は、右上に貼り付けたいたって普通の蛍光灯です。

 スマホ分光カメラで撮影した分光画像を、カメラから観た時の画像XY座標と光の波長方向軸(長波長←→短波長)で眺めてみた動画が下に貼り付けた動画です。眺める景色を、その光の波長ごとに分解したイメージとして意識することは少ないので、こうして眺めてみると少し面白い気がします。

スマホで「(光の波長ごとのイメージを取得する)分光撮影カメラ」を作ってみよう!スマホで「(光の波長ごとのイメージを取得する)分光撮影カメラ」を作ってみよう!






2017-11-19[n年前へ]

お札を顕微鏡で眺めて「赤外透過インクと赤外吸収インクの位置合わせ精度」を眺めて驚くの巻 

 偽造防止のために、紙幣は「赤外透過インクと赤外吸収インク」が場所毎に切り替えられた印刷になっています。可視光しか見えない肉眼で眺めてみても「そのインク種の切り替わり部分」は識別できませんが、赤外線カメラで紙幣を眺めると、全く違うお札の姿が見えてきます。

 肉眼では見えなくても、さすがに顕微鏡で「可視光下」と「赤外光下」で眺めれば、そのインク切り替わり箇所は識別できるに違いない点と思い、千円札の「可視光では普通の画像に見える、けれど赤外光では透明に見える部分」と「可視光でも赤外光でも普通の画像に見える部分」について、その境界を拡大撮影してみました。それが下に貼り付けた画像です。(可視光画像→可視光+赤外光画像→赤外光画像、の繰り返し)

 赤外光照明と可視光照明下で紙幣を撮影した顕微鏡画像を眺めてみても、そのインク切り替わり部分を全く視認することができないことに驚かされました。印刷の異なるインクを位置合わせする精度や、重ね合わせを気付かせない処理制度は、想像以上でした。

2017-11-18[n年前へ]

Software Design 12月号「物理と数学、そしてプログラミング」 

 今週末に発売された Software Design 12月号 に、「第1特集 ITエンジニアと数学」中の4時限目(「物理と数学、そしてプログラミング」)として、駄文を書かせて頂きました。 記事書きのために書いたサンプル Jupyter ノートブックは、ここに置いておきます

 世界を方程式で表して、何が起きるかを計算する物理(科学)計算プログラム…言葉だけ眺めると、一見とても難しく思えます。けれど、実は「わりと簡単なのにとても楽しい」ものです。…それが少しでも伝わって、あなたの口癖が(ガリレオ湯川先生みたいな)こんなフレーズになれば幸いです。
「なるほど、実に面白い」

Software Design 12月号「物理と数学、そしてプログラミング」Software Design 12月号「物理と数学、そしてプログラミング」






2017-11-15[n年前へ]

毎年の月齢12番目の月、その満月の夜を過ごす場所。 

Chiangmai Loy Kraton  ある頃から、毎年の月齢12番目の月には、その満月の夜、タイのチェンマイに行き続けている。人の顔も名前も全く覚えることができないくらい記憶力が悪く、かといってWEB日記(死語)にマメに記録を残すわけでもない(あえて書かないことも、もしかしたら多かったのかもしれない)ので、WEB日記を読み返してみても、もう全く思い出すことができないのだけれど、どうやら十数年前から、11月の満月の夜には、その辺りにいるようだ。

 毎年の月齢12番目の月、その満月の夜をいつもそこで過ごし始めた理由は、とても単純だ。…端的に書けば、その景色がとても心地良く、「その景色を見た後なら、いつかの瞬間に死んでも、何だか後悔しない気」がするからだ。逆に言えば、そこに行かない一年があった時、その一年の間に死んだら「心残りで地縛霊になってしまいそう」にも感じたりする。

 その日眺めた「今日見た景色」、その瞬間には書き残すことが面倒だとしても、もしかしたら後で記憶を振り返るには「少し面白いもの」だったりすることもあるに違いない。あるいは、書き残すデメリットを、書き残したことでの何かのメリットが(後になってみれば)上回ることもあるかもしれない。

 というわけで、駄文を適当に気楽に書いてみることにしよう。WEB1.0な人たちが、今も不思議に(まるで地縛霊のように)あがき続けているように、成長しないままだったとしても、記憶を補うためにWEBノートを書いてみることにしよう。