疑問> マウスやキーボード入力時の距離や速度・加速度について
人のパソコン作業時のマウスやキーボードの操作変化を取るプログラムを作成していて,
そのときの,入力速度について,計算方法がよくわからなくなってきたため,
詳しい方にご教授いただきたく,質問させていただきます.
例:
1秒間に62.5フレーム(16msec)で,マウスの座標変化を取り続け,そこから移動距離,速度,加速度を計算しました.
ここで,移動距離は現時刻 t ~ t+16 (16msec後)までの座標のユークリッド距離とします.
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座標(x,y):pixel 移動距離:pixel/16msec 速度:pixel/s 加速度pixel/s^2
(272,308) x1: 0 v1 : 0 a1: 0
(272,305) x2: 3 v2: ? a2: 0
(272,304) x3: 1 v3: ? a3: ?
(272,302) x4: 2 v4: ? a4: ?
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このとき,1秒間当たりの速度(a~c)と,加速度(d~f)は,どういう計算式を使えばよいのか,
頭が混乱してしまい,正しい計算方法がわからずにいます.
思いついた考え方を2つ挙げます.
【考え方(1)】: 単位変換から
移動距離の単位[pixel/16msec] → vの単位 [pixel/s] への変換だと考えると,
・v3 = x3 * (1 /0.016) [pixel / s]
= 1 / 0.016 = 62.5
同じようにすると,
・v2 = 3 / 0.016 = 187.5
・v4 = 2 / 0.016 = 125.5
となります.
なお,こちらは変化量を取らないため,値は全てプラスとなります.
【考え方(2)】: 変化量から
v = Δx / Δt (速さ = 移動距離の変化 / かかった時間)より,
・v3 = ((x3-x2) / 0.016) [pixel / s]
= -2 / 0.016 = -125.5
同じように,
・v2 = (3-0) / 0.016 = 187.5
・v4 = (2-1) / 0.016 = 62.5
となります.
この次に,求めた速度から加速度も計算するのですが,
「変化量を取るべきかどうか?」によって大きく値が変わります.
≪質問≫
(1)このような,考え方の違いによって出てくる速度は,
それぞれ,どのような意味付けになるか?
(2)また,これらから加速度を計算する場合,どのような式になるか?
(例: ***の考え方により,a3 = ?)
(3)キーボードのタイプ速度を計算する場合,どんな計算式が妥当か?
例えば以下の表で,
・タイプキー差(距離)から,16msec毎に一般的なタイプ速度(だいたい,1.0~6.0key/sあたり)を計算するには?
・瞬間タイプキー差[key/16msec]から瞬間速度計算が無理な場合,1秒間のタイプキー差[key/s](=実測速度)から加速度はどう計算できる?
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今までタイプしたキー数(x,y):key タイプキー差:key/16msec 1秒間のタイプキー差:key/s タイプ速度:key/s タイプ加速度key/s^2
(1秒前の値)
0
1 1
1 0
1 1
(現在の値: 直前4)
4 x1:0 y1: 4-0 = 4 v1 : 0 a1: 0
4 x1:0 y2: 4-1 = 3 v2: ? a2: 0
5 x1:1 y3: 5-1 = 4 v3: ? a3: ?
6 x1:1 y4: 6-1 = 5 v4: ? a4: ?
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(※表の値はあくまでも一例ですので,説明しやすいようにご自由に変更していただいて構いません)
説明が長くなってしまい,また長文で,申し訳ありません.
速度系データの意味理解に詳しい方,数学・微分積分に詳しい方,
どうか丁寧にご教授いただけるよう,どうかよろしくお願いいたします.