ローレンツ変換をイメージするための動画変換システムに関する研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16500554
• Research Institution: HIROSHIMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 前原 俊信 広島大学, 大学院・教育学研究科, 教授 (50190319)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笠井 聖二 広島商船高等専門学校, 商船学科, 助教授 (70221869)
• Keywords: 特殊相対性理論 / ローレンツ変換 / 動画教材 / ローレンツ短縮

Research Abstract

特殊相対性理論におけるローレンツ変換によって,慣性系における同時刻が相対的になることを仮想体験するための動画変換システムを開発してきた。本年度は,このシステムを分かりやすく,使いやすいものに改良した。
(1)左右,どちらからの動きも変換できるように改良
これまでは,人の前を物体が横切る場合,物体の動きが右から左の場合しか対応していなかったので,逆方向に動かすと正しく変換できなかった。これを正しく変換できるようにし,使いやすいものとした。
(2)撮影した映像が背景の静止系となり,変換後の映像が物体の静止系となるように改良
昨年度は,撮影した映像を物体の静止系と見る方式でシステムを開発したが,変換後の映像を見るときに混乱することが明らかになったため,反対の方式のシステムを開発することにした。つまり,撮影した映像を背景の静止系と見て,変換後は物体の静止系であり背景が動いている系となるようにシステムを作り変えた。
(3)変換後の映像を表示する位置が動くように改良
昨年度は,撮影した物体の静止系の映像と変換後の映像のどちらも映像の表示位置は動かなかった。しかし,今年度の変換後は物体の静止系であり背景が動いている系であるので,映像の表示位置を動かし,背景が動いており物体が静止しているように見えるように改良した。
(4)昨年度の方式と今年度の方式を選べるよう改良
昨年度の,撮影した映像を物体の静止系と見る場合も,映像の表示位置が動くようにし,希望によって,昨年度の方式と今年度の方式を選んで変換できるように改良した。これによって,物体をローレンツ短縮する場合と,背景をローレンツ短縮する場合と両方シミュレートできるようになり,分かりやすく,使いやすいものとなった。