プルフリッヒ効果

プルフリッヒ効果は、両眼の信号タイミングの相対的な差により、 視野内の物体の横方向の動きが視覚皮質によって奥行き成分を持つものとして解釈される心理物理学的 知覚です。

この効果は一般的に片方の目に暗いフィルターをかけることで誘発されるが、白内障^[1] 、視神経炎^[2]、^[3]、多発性硬化症^[4]などのいくつかの眼疾患で自然に発生することもある。そのような場合、対向車の進路を判断するのが困難になるなどの症状が報告されている。この現象は1922年に初めてこれを説明したドイツの物理学者カール・プルフリッヒにちなんで名付けられた。 ^{[5] [6]} カール・プルフリッヒはハインリッヒ・ヘルツの義理の兄弟であった。^[7]この効果は、テレビ、映画、ゲームの3Dプレゼンテーションの基礎として利用されてきた。

古典的なプルフリッヒ効果の実験では、被験者は、観察者の視線に垂直な平面で揺れる振り子を見ます。減光フィルター (通常は灰色の暗いレンズ) を、たとえば右目の前に置くと、振り子は楕円軌道を描いているように見え、右に振れると近くに見え、左に振れると遠くに見えます。そのため、理論的には上から見ると、反時計回りに回転しているように見えます。逆に、左目を覆っていると、振り子は上から時計回りに回転しているように見え、左に振れると近くに見え、右に振れると遠くに見えます。

同様の効果は、固定カメラを使用し、静止している物体を連続的に回転させることによっても実現できます。動きが止まると、暗いレンズを通して見ている目 (カメラが移動する方向に応じてどちらかの目になる場合があります) が「追いつき」、効果が消えます。このシステムの利点の 1 つは、メガネをかけていない人がまったく普通の画像を見ることができることです。

見かけの奥行きについて広く受け入れられている説明は、網膜の明るさが（もう一方の目に比べて）減少すると、信号伝達にそれに応じた遅延が生じ、動く物体に瞬間的な空間の不一致が生じるというものです。これは、暗い対象物に比べて明るい対象物に対する視覚システムの待ち時間が一般的に短い（つまり、視覚システムがより速く反応する）ために起こるようです。この奥行きのある動きは、網膜の明るさに差があり、したがって信号待ち時間に差がある場合に、視覚システムが動く対象物に対して行う解決策です。

プルフリッヒ効果は、通常、明るい背景上の暗いターゲットの全視野条件下で測定され、平均網膜照度の10倍の差に対して約15ミリ秒の遅延が生じます。^{[8] [9] [10] [11]} これらの遅延は、広い範囲（6対数単位以上）の輝度にわたって輝度の低下とともに単調に増加します。^{[8] [9]}この効果は、黒い背景上の明るいターゲットでも見られ、同じ輝度と遅延の関係を示します。

プルフリッヒ効果は、映画やテレビなどの視覚メディアで、ある種の立体視、つまり 3D 視覚効果を実現するために利用されてきました。他の種類の立体視と同様に、メガネを使用して 3 次元画像の錯覚を作り出します。片方の目にニュートラル フィルター (サングラスの暗いレンズなど) をかぶせると、画像は右から左 (または左から右、ただし上下には移動しません) に移動するにつれて、視聴者に向かって、または視聴者から遠ざかるように奥行き方向に移動しているように見えます。

プルフリッヒ効果は、奥行きの錯覚を引き起こすために特定の方向への動きに依存するため、一般的な立体視技術としては役に立ちません。たとえば、静止した物体が画面内または画面外に伸びているように見えるようにするために使用することはできません。同様に、垂直方向に移動する物体は、奥行き方向に移動しているようには見えません。物体が偶発的に移動すると、偽のアーティファクトが生成され、これらの偶発的な効果は、シーンの実際の奥行きとは関係のない人工的な奥行きとして表示されます。プルフリッヒの用途の多くは、まさにこの種の効果を意図的に引き起こすことを伴うため、この技術は評判が悪くなっています。カメラの横方向の動きだけであれば、その効果は他の立体視形式と同じくらいリアルですが、これは非常に不自然な状況を除いてめったに起こりません。ただし、不自然な視覚シナリオでは、目新しい効果として効果的です。プルフリッヒ効果を利用して作成された素材の利点の 1 つは、「通常の」表示と完全に下位互換性があることです。立体視 (2 つの画像) ビデオとは異なり、3D プルフリッヒ効果には 1 つの画像しかないため、メガネをかけていない人に対するゴースト効果や、アナグリフなどの技術による色の歪みは発生しません。プルフリッヒ効果は、片目にサングラスのレンズをかけることでも実現できます。サングラスは非常に一般的なので、「特別な」3D メガネを配布する必要性が減ります。

この効果は、1980年代後半から1990年代にかけてテレビでちょっとした人気を博した。1989年1月22日日曜日、第23回スーパーボウルのハーフタイムショーとダイエットコークの特別制作コマーシャルがこの効果を使って放映された。コマーシャルでは、一方向に動く物体は視聴者（実際にはテレビ画面の前）に近づいているように見え、反対方向に動く物体は視聴者（テレビ画面の後ろ）から遠く離れているように見えた。このイベントのために、コカコーラUSAは紙でできたフレームの3D視聴「メガネ」を4千万組配布した（ただし、これらはもともと1988年5月のムーンライティングの3Dエピソード用に制作されたもので、脚本家のストライキにより制作が完了することはなかった）。^[12]右目のフィルターはグレーがかった紫色（赤ワイン色に似ている）、左目は非常に薄い琥珀色（白ワイン色に似ている）だった。これらの色は互いに補完し合い、放送の自然な色の歪みを防ぎながらプルフリッヒ効果を生み出しました。この場合、コマーシャルは、画面の左から右に急な坂を下る物体 (冷蔵庫やスケートボーダーなど) に限定されており、方向依存性は、どちらの目が暗いフィルターで覆われているかによって決まります。コマーシャルは、プルフリッヒ効果を生み出すために Nuoptix 3D テクノロジを使用して作成されたと言われています。

この効果は、1993年のドクター・フーのチャリティー特別番組『ディメンションズ・イン・タイム』全体や、1997年の『サード・ロック・フロム・ザ・サン』シーズン2の最終回2部作『ディック・ストリートの悪夢』の夢のシーンでもうまく利用されている。ヨーロッパの多くの国では、オランダで制作された一連の短編3D映画がテレビで放映された。ガソリンスタンドのチェーン店でメガネが販売された。これらの短編映画は主にオランダの地方の旅行記だった。マクドナルドでVHSで販売された『パワーレンジャー ライトスピード・レスキュー』の映画『パワーレンジャー・イン・3D: トリプル・フォース』（後に2部作の『トラキーナの復讐』として放送）^[13]は、プルフリッヒ効果に基づいた「サークルスキャン4D」技術を使用しているとされているが、3D要素はほとんどなかった。米国とカナダでは、2000年にディスカバリーチャンネルのShark Weekのエピソードで視聴者に600万個の3Dプルフリッヒメガネが配布されました。 ^[14]番組の特定の部分でプルフリッヒ効果を採用したアニメ番組には、Yo Yogi!、The Bots Master、Space Strikersなどがあり、通常、常に動く背景と前景のレイヤーを使用することで効果を実現しました。

フランスでは、長年人気の医療テレビ番組「Le Magazine de la Santé」が2016年10月にこの効果を大々的に紹介し、視聴者に「初めて3Dで番組を見て」ほしいと呼びかけた。^[15]

イタリア/ドイツのテレビゲーム番組「トゥッティ フルッティ」のいくつかのエピソードでは、この効果が利用されていました。ショーガールの 1 人がトップレスになり、他のショーガールが反時計回りに彼女の周りを踊り、さらに 2 つの背面レイヤーは異なる速度で動くグラフィックによって作成されました。視聴用メガネがどのように配布されたかは不明です。エピソードはインターネットで広く公開されていますが、プルフリッヒ効果を使用しているのはごくわずかです。

任天堂エンターテイメント システムのビデオ ゲームOrb-3Dでは、この効果 (プレイヤーの宇宙船が常に動いている) が使用されており、メガネが同梱されていました。スーパー NESのJim Power: The Lost Dimension in 3-Dでも、この効果を生み出すために常にスクロールする背景が使用されていました。

• EP0325019 - プルフリッヒ効果を利用した特許