機械の動きは、回転運動を往復運動に変換する仕組みが多く見られます。
蒸気機関車の動輪を回転させる仕組みを紹介しています。石炭を燃やして熱せられた水蒸気がピストンを押し、その圧力が動輪を回転させる力になります。
また同時に弁を移動させて、水蒸気をシリンダーの反対側の空間に送り込み、ピストンを逆方向に動かす力を発生させます。この繰り返しにより、水蒸気が送られる間は動輪は回転を続けます。
このように、見えない機械の内部の仕組みを説明したり、物理的な法則を可視化したりする手段としてもアニメーションは威力を発揮します。
※ここで紹介するアニメーションは日本テレビ「所さんの目がテン！」のために制作したものを利用しています。
ここではYouTubeに上がっていた二本のムービーを紹介します。
最初の「回転運動を直線運動に変換するしくみ」では、クランクや歯車、ネジやシリンダーなど様々な道具を使って回転運動を往復運動に変える装置を3DCGで分かりやすく説明しています。
「グラスホフの法則適用のメカニズム」も、回転運動を往復運動に変える装置をとりあげていますが、「グラスホフの法則」の適用例として紹介しています。
4本の棒が回転可能な関節でつながれている機械システムを「4 バー リンク システム」と言い、この研究での基本原則が「グラスホフの法則」です。
グラスホフの法則は、4つのリンクの長さと関節の配置に基づいて、システムがどのように動作するかを予測するのに使われます
下のタイトルをクリックしてご覧ください。
・「回転運動を直線運動に変換するしくみ」
・「グラスホフの法則適用のメカニズム - 機械的原理」
リピートの種類
アニメーションで単純な動きを繰り返す場合、同じ動画を使い回しますが、直線的な往復運動のように作る方法と、寄り道をして元の絵に戻る循環的な方法があります。
直線的なリピート
同じ道を行って戻るような、機械的な繰り返しです。実写の映画でいえば再生と逆再生のカットをつなげている状態です。
循環的なリピート
鳥の羽ばたきのような動きを模しています。翼を降ろす時と持ち上げる時で形を変えているので、循環するような繰り返しになっています。一般に有機的な動きは循環的なリピートです。
なお、中央の円の上下動は直線的なリピートです。