臨界フリッカー周波数について #

2021-04-14

臨界フリッカー周波数（CFF）とは #

臨界フリッカー周波数（CFF）とは、点滅する光の点滅スピードを速めていくと，30Hz から 40Hz（1秒間に30から40回点滅すること）あたりで連続光のように見える現象のことで、このように点滅していることを感じさせないようになる点滅スピードのことを言います。
具体的にどういうことかと言うと、例えば蛍光灯は人間から見ると連続した光に感じますが実際には高速で点滅しています。この点滅の速度は地域差はあるものの、基本的には東日本では1秒に100回、西日本では1秒に120回点滅をしています。
また、本来コマ送りのはずのアニメが動いてるように見えたりするのもこの現象です。

だから何？ #

まさかりが飛んできそうなので先回りしました。
これによって何か利益・不利益があるの？という話ですが、例えば蛍光灯を使用している部屋でお手持ちの Canon の EOS Kiss X10i でカメラのシャッターを切るとしましょう。だいたい室内ですからシャッタースピードは 1/120秒 くらいでしょう。F値や ISO は適当に定めてもらって良いのですが、これでシャッターを切った場合、蛍光灯の点滅の速度よりも速い速度でシャッターを切ることになるので場合によっては設定を変えていなくても画面が明るかったり暗かったりちらついてしまいます。意外と身近なところで影響が出ることがわかるかと思います。
また、このフリッカーは蛍光灯以外にもブラウン管を使用しているディスプレイなどにも使用されています。チカチカしているものを見ると目が痛くなるように、ブラウン管のディスプレイも知覚できていないだけで高速で点滅はしているので長時間画面を見ると体調不良の可能性などが出てきます。

動物によって違う #

それはそうという話に聞こえるかもしれないですが、臨海フリッカー周波数は動物によって異なります。
先ほど人間の臨海フリッカー周波数は 30Hz から 40Hz（1秒間に30から40回点滅すること）あたりで連続光のように見える と言いましたが、例えば鳩だと 150Hz ほどまで対応することができます。また、素早く行動することができる動物（昆虫など）は臨海フリッカー周波数が高く、ハエは 300Hz と言われています。（多分蛍光灯を使用しているお宅に入ったハエは目がチカチカしてしょうがないと思う...）

フリッカーの周波数が与える明るさの知覚への影響 #

臨界フリッカー周波数は明るさにも影響を及ぼします。
臨界フリッカー周波数を超えた場合の明るさは，点滅してる光の輝度を時間上で平均したときの連続した光の明るさに等しく見えます。これは、タルボー-プラトーの法則（Talbo-Plateau's law）でです。 しかし、臨界フリッカー頻度以下の点滅してる光では連続した光より明るく見えることがあります。これがブリュッケ-バートリー効果（Brücke-Bartley effect）です。

臨界フリッカー頻度以下の点滅してる光では連続した光より明るく見えることがあります

ここが個人的には驚きで、てっきりこれに関しては暗く見えて、点滅する速度が上がれば上がるほど明るく見えるものだと思っていました。

また、この論文 ではフリッカーが知覚されない点滅する光に対する明るさの近くについて述べられていて、点滅する光は臨海フリッカー周波数の近辺からある程度高い周波数までは明るさ知覚への抑制効果を持つことが確認されています。
on-off 反応という反応について言及していて、それによってタルボー-プラトーの法則が成り立つことを述べています。
このような視覚が知覚に影響を与えるものはとても面白いと感じました。

ここに色を加えたやつ #

この記事 は上の臨界フリッカー周波数に色の要素を加えて知覚について説明している面白い記事でした。興味のある方は是非。

まとめ #

動物は一定の速度以上で点滅してるものを見ると連続してる光のように感じるということでした。
どうでもいいなこれ...(´・ω・｀)