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ハイスピードカメラの
導入事例

スポーツ分野における
ハイスピードカメラの
導入事例

このページでは、スポーツ分野におけるハイスピードカメラやスーパースローモーション撮影の導入事例をまとめて紹介しています。スポーツサイエンスの領域でハイスピードカメラがどのように役立つのか改めて把握しておきましょう。

ハイスピードカメラで解決できること

例えば高速で走る陸上選手の動きをハイスピードカメラで撮影すれば、スタート板や地面を蹴る足の筋肉の動きやフォームの正確さを検証できるかも知れません。あるいは野球においてバッターのスイングをスーパースローモーション撮影することにより、バッドのどの位置にボールが当たることで打球の飛距離を伸ばせるのか確認することもできるでしょう。

スポーツサイエンスの領域において、ハイスピードカメラの導入で得られるメリットは少なくありません。

導入・活用事例

ランニングシューズ×ハイスピードカメラ(フォトロン)

※引用元:フォトロンYouTube
(https://youtu.be/bK3LQ5E_PVg)

陸上競技において、ランニングシューズの選択は選手のパフォーマンス向上に重要なポイントとなります。この映像は、ランニングシューズを履いている状態と素足の状態で、走行中の足にどのような影響の違いが生じるのかハイスピードカメラで撮影し、筋肉の動きなどを検証している事例です。

ランニングシューズがあることで、選手の筋肉が保護されているか確認することができました。また、衝撃発生時のシューズの状態検証にも役立ちます。

サッカー×ハイスピードカメラ(フォトロン)

※引用元:フォトロンYouTube
(https://youtu.be/jyoq9H5ToLo)

サッカーのフリーキックの場面をハイスピードカメラによってスーパースローモーション撮影した事例です。

選手の足のどの部分で、ボールのどの位置をキックするかで、ボールがどのように変形し、どの方向へ飛んでいくのか科学的に検証することが可能となります。また、フリーキックの場面を高速撮影した場面はエンターテインメントの題材としても魅力的であり、テレビのサッカー番組などでも素材として利用されることがあるでしょう。

陸上競技×ハイスピードカメラ(フォトロン)

※引用元:フォトロンYouTube
(https://youtu.be/vRpnklm5X6M)

陸上トラック競技において、スタートの瞬間をハイスピードカメラで撮影した導入事例です。

トラック競技の中でも特に短距離走はスタートの正確さが重要であり、より効率的かつ正確なスタートフォームを検証することは記録の向上に欠かせないポイントです。ハイスピードカメラを活用することで、スタート板を蹴る際の選手の状態やフォームを分析し、どのようなスタートの仕方であれば効率的に記録を短縮できるか比較検討することができます。

弓道×ハイスピードカメラ(フォトロン)

※引用元:フォトロンYouTube
(https://youtu.be/sV93GUmiSsI)

弓道において、弓を引いてから矢を放つまでの流れをハイスピードカメラで撮影し、さらに的へ向かって飛んでいく矢の状態も合わせて撮影した事例です。

矢を放つ際の挙動や反動などを細かく確認することができ、さらに空中で矢がどのような状態になっているのか視覚化できることもポイントです。弓道における一連の動きを改めて確認して、それぞれの段階でどのような注意点があるのか具体的に考えられることは、スポーツサイエンスの分野で重要でしょう。

スキー×ハイスピードカメラ(フォトロン)

※引用元:フォトロンYouTube
(https://youtu.be/E5kbQx_3J4c)

スキー競技には様々な種類がありますが、スキーヤーの重心移動やスキー板と雪面との接地状況といったポイントは、より好成績を目指していく上で重要なポイントとなります。ハイスピードカメラによって滑走するスキーヤーの様子や雪の状況などをチェックし、どのような重心移動やバランスの取り方が実行されているのか、スキーヤーの意識と実際の動きを比較検討することができます。

また、スキー板の形状分析などにも役立てることが可能です。

スポーツで利用できるハイスピードカメラ

ここからは、スポーツで利用されるハイスピードカメラの機種や特徴をご紹介します。

FASTCAM Mini WX

高解像度で高速撮影ができる

株式会社フォトロンが製造するハイスピードカメラです。大きさは120×120×99mm、重さは1.6kgと軽量でコンパクトな設計。フルフレーム(2048×2048ピクセル)で1,080コマ/秒、フルHD(1920×1080ピクセル)で2,000コマ/秒の撮影ができます。

波形測定オプションに対応

オプションで専用のソフトウェア「FASTCAM DAQ」をインストールすれば、様々なメーカーの測定器との同期が可能です。動画だけでなく、電圧や電流などの計測波形データを同期させて取得や表示できるほか、波形データはCSVデータとして出力できるため、画像解析ソフトとの連携やCAEとの比較など、多彩なシーンで活用できます。

Fastec HS7

高速伝送と遠隔操作の両方を実現

アメリカの「ファステックイメージング社」が製造するハイスピードカメラです。フルハイビジョン1920×1080ピクセル時で、2500fpsの撮影が可能。カメラ本体とコントローラは100mまで延長できる光ファイバー接続のセパレートタイプになっており、映像を高速で伝送しながら遠隔操作を行えます。

パソコンの代用にもなる

Fastec HS7のカメラコントローラは、モニターとキーボードを接続すれば直接カメラ操作や画像記録ができるようになっています。コントローラ自身がPCの役割を果たしてくれるので、パソコンがなくても作業可能です。撮影データを自動的に保存する「オートダウンロード機能」もついており、作業の効率化も図れます。

FT-ONE-LS

スポーツ中継に最適な高速度カメラ

スポーツの中継現場の撮影を目的に開発された、4Kの高速度カメラです。スーパースロー映像とライブ映像の同時出力が可能で、中継時のワークフローに幅広く対応します。

体育館やドームなどの屋内撮影やナイター撮影にも適しており、汎用性の高さも強みのひとつです。

スーパースロー再生中の移動や持ち運びが可能

映像を撮るヘッド部分と本体ユニットのベースステーションが分離しているので、スーパースロー映像を再生している際にカメラヘッドを移動することが可能。カメラへッドは電源をオフにして持ち運びできるため、移動を伴う中継撮影向きです。光ケーブルも2kmと長く、ベースステーションから離れた撮影も実現できます。

トリガーを自由に設定できる

FT-ONE-LSは、スタートトリガーやセンタートリガー、エンドトリガーと、多彩なトリガー入力ができるようになっており、撮影に応じたな設定が可能です。また、記録開始のタイミングを自由に設定できるようになっており、再生時には再生開始位置も決められます。必要な箇所だけを再生できるプリロール機能もついており、迅速さが求められる中継現場で選ばれています。

PLEXLOGGER

その場で波形同期や再生、解析ができる

PLEXLOGGER(プレクスロガー)は、ハイスピードカメラとデータロガー、モニタの機能が1台に集約されたオールインワンツールです。データロガーが内蔵されており、超高速挙動のスローモーション映像とデータ波形を同期に記録する機能がついています。そのため、目視での映像だけでは分からなかった動きも制御波形で把握して捉えることができます。

軽量・コンパクト設計

従来の常識を覆す、軽量でコンパクトなハイスピードカメラを目指して開発されたPLEXLOGGER。大きさはノートパソコンほどとコンパクトで、重量も約2kgと持ち運びしやすくなっています。大がかりな装置を必要としないため、設置や撤収に時間がかかりません。遠方への持ち運びが必要なケースや狭い現場でも活躍します。

市販レンズを装着できる

カメラヘッドには「C マウント規格」を採用していて、市販の汎用レンズの装着が可能。師範レンズでも近接撮影や広角、望遠撮影ができます。工業用内視鏡も装着できるようになっているので、狭いところの撮影や水・塵を含むところ、熱のある場所など、過酷な環境下での撮影も実現します。

さまざまなハイスピード
カメラを
扱っている会社一覧

Hi-MotionII

映像を再生しながら録画できる

カメラ内蔵のメモリに収録されたスローモーションの映像再生中でも録画できます。たとえば、スポーツの試合を録画中、映像が撮影できているか確認しているときにすごいプレイが出て、運悪く撮れずに悔しい想いをしなくても済みます。決定的な撮影チャンスを逃しません。

ライブ映像の常時出力も可能

常時ライブ映像出力ができます。ウルトラスロー映像の録画中や再生中でも、常時、ノーマルライブ映像を出力が可能です。3板式テクノロジーの映像を赤タリー映像としてノーマルカメラと同じく利用できます。1台のカメラでウルトラスローとノーマル映像の同時送出ができるのです。

無線運用ができる

バッテリーによるワイヤレス運用ができます。つまりカメラヘッド単独で移動しながらの撮影ができるのです。FUPと組み合わせれば無線環境を構築でき、長距離を移動しながらでもウルトラスロー撮影ができます。画質調整用プロセッサーボードもカメラに内蔵。OCPをカメラに直接接続すれば、現場での画質調整可能です。

調整後の設定はカメラヘッドに記録されるため、OCPを外しても調整値がリセットされることなく撮影できます。ハンディーリモコンと標準構成のスローコントローラーもバッテリー駆動です。カメラに直接接続すれば、高度な録画や再生操作も現場で手軽に実施できます。

録画メモリーを内蔵

カメラ内部のメモリーに録画されます。外部サーバーを使用しなくても中継放送が可能です。外部サーバー使用時は、スロー再生映像、ノーマル映像の出力本線映像2chなので、サーバーのチャンネルをムダに消費しません。1,000コマ/秒ウルトラスロー撮影が気軽にできます。

フリッカー対策に低減機能搭載

フリッカー対策機能もあります。新しく搭載されたフリッカー低減機能で、会場の照明条件に合わせた調整が可能です。

数十秒の間記録できる

数十秒間の記録ができます。カメラ内に大容量メモリーが搭載されているからです。1,000コマ/秒は約22秒、500コマ/秒撮影では約44秒間の録画ができます。スポーツ中継はもちろん、ドラマやバラエティでも幅広いジャンルで助けになるでしょう。

3板式センサーを搭載

フルHD3板センサーがHi-Motionシリーズの特徴です。放送局用ノーマルカメラ準拠の高画質撮影ができます。スイッチングでも他のノーマルカメラと違和感がない映像です。

B4マウントを採用

レンズマウントは放送用カメラと同様のB4レンズマウントが標準搭載されています。ハンディーENGレンズ、大型ボックスレンズもダイレクトに装着可能です。ENGレンズ装着時も、感度が大幅に低下したり、画質が劣化したりもありません。映画、工業用のハイスピードカメラを転用した製品でよくある問題を回避できます。

肩に担いで撮影可能

放送用カメラに準拠したカメラボディー形状です。そのため、標準で肩に担いだ撮影もできます。そのためシーンに対応した撮影スタイルを選択可能です。移動できる範囲も広くなるため、カメラマンの自由度が高まります。格闘技ならリングサイドに近づいて撮影することも可能です。

ペイントメニューで調整できる

オペレーションコントロールパネルが付属しています。ノーマルカメラと同じ画質調整を現場で行えるのも強みです。

放送用カメラと同じように操作できる

一般の放送カメラと同じく、光るケーブル1本あれば、カメラへ電源供給できます。リモート制御や映像の送受信、オーディオやタリーといった通信もOKです。OCPを付属していますが、操作は既存の放送用カメラで採用されているものと同じのため、専任オペレーターが要りません。

放送用カメラと同じシステムで操作できます。録画再生をコントロールするスローコントローラーも、従来のVTRコントローラーです。VTRオペレーターや初めて操作する方も説明を受ければ操作できます。

リモートコントロールで制御

EVSサーバーのLSMリモコンを使用してリモートコントロールできます。普段使って慣れているインタフェースで操作可能です。使い慣れていないことで起きるミスやトラブルを減らせます。また、カメラの録画や再生機能の制御について専用スローコントローラーが付属されています。

複数のシーンを録画・保存

長時間録画機能は強みですが、より活かせる機能があります。録画時に内蔵メモリーを仮想分割して、複数のシーンを任意のタイミングで個別の録画と保存が可能です。連続して進行する競技でも、絶対に逃せない決定的な瞬間も確実に録画できます。

その他フォームや筋肉の動きを分析する方法

ハイスピードカメラの中には、人の筋肉の動きや運動フォームの分析が可能なツールもあります。

野球選手向けのアプリもある

撮影された動画を解析・データ測定することによって、プロの野球選手やアマチュアで野球に取り組む小学生などに活用できるアプリもあります。指導者がスマートフォンなどの端末で簡単に利用でき、機械学習によって選手の特徴や個性を高度に可視化し、トレーニングやPDCAサイクル・習慣化に活かします。

スマホ撮影された動画や手持ちの動画をアップロードするだけで、動画を解析して結果をダウンロードシェアすることも可能です。

参考:ForceSense

モーションキャプチャシステムでの動作解析

実際にアルゴグラフィックス北見カーリングホールには、競技力向上のためにモーションキャプチャを支援システムとして備えています。競技者やストーンにマーカーを設置して、シート上部に設置したモーションキャプチャカメラによって動きを測定・解析します。

ソフトウェアでの処理によって、氷の上であってもノイズなしのクリーンなデータ計測が可能です。

参考:アルゴグラフィックス北見カーリングホール

映像解析ソフトウェアによる解析

マルチモーション&スプリットビュー

カメラで捉えた動きを1コマ単位で軌跡映像として表現するのが「マルチモーション」機能。二つの映像を並べて比較し、重ねて一つの映像として表現するのが「スプリットビュー」です。これらの機能を活かし、4つの映像を1画面で同時再生もできます。

解析・エディット

基本的な解析ツールを用いることで、映像内にある人や物の長さ・角度・時間・スピード・加速度・角速度を計測することができます。被写体にマーカーを付ければ自動追尾して、各種の計測を動的に行い動画に連動して表示することも可能。

連続写真・印刷

一つの動作より解析ポイントを1コマ単位の静止画として取り出して、それを連続写真として表現する機能です。印刷レイアウト機能を用いて統一されたフォーマットでドキュメントを作成すれば、印刷して活用できるでしょう。

1クリックで起動可能

上記のような動画解析メニューの全てが1クリックで簡単に機能できるため、専門知識がなくても直感的に動画解析の操作が可能です。

参考:FormFinder

スポーツ動作分析が利用できる場所も

競技スポーツ中の選手の動きやフォームを、専門機器を使って測定できる場所も提供されています。小学生以上であればだれでも利用できるとされており、測定できる人数は使用する分析機器・時間・場所などによって異なります。

撮影場所はセンター内の他、体育館やグラウンドなど、様々な現場に出張して活用することもできます。屋内外を問わず、多くのスポーツ競技や選手に役立てられるでしょう。利用には希望人数や内容を担当者と相談し、予約を事前に行う必要があります。

参考:新潟県健康づくり・スポーツ医科学センター

水中での様子を確認できるシステムも

映像による判定ができる

水中に設置することで、決定的な瞬間も撮影できます。高解消度の再生映像により、たとえば、ゴールにタッチした瞬間やリレーの引き継ぎで違反かどうかも正確な判定を助けられるのです。

14画面の表示が可能

高解像度のモニタ1つで、14画面まで表示できます。10レーン分のすべての映像、プールサイド4台分のカメラ映像でも、1つのモニタに表示できるわけです。14画面の表示ができることでより正確性が求められる判定場面を判断する助けになります。

映像を200分以上記録できる

大容量のSSDを使用しています。そのため高解消度映像を200分以上の記録も可能です。DVDメディアを使用すれば、特定レーンやレースをファイルとして保存できます。

接続ケーブルは77mまで伸ばすことが可能

カメラと映像合成ユニットを接続するケーブルは77mです。操作する場所の自由度が高まります。

結露センサーを内蔵

カメラに結露センサーが内蔵されています。トラブルにつながりやすい水漏れも早期に見つけることが可能です。

THREE SELECTION
       
活用事例から見る!
シーン別ハイスピードカメラ3選
ハイスピードカメラを選ぶ上では、必要とするスペックや機能を把握することも大切ですが、導入後のイメージを明確にするために活用事例を参考にすることがおすすめです。ここでは、ハイスピードカメラの活用事例の多い3社とおすすめ製品を紹介します。(2021年10月1日時点)

製造現場で活用するなら

ASPINA シナノケンシ
シナノケンシ公式HPキャプチャ
引用元:シナノケンシ公式HP
https://plextor.jp/plexlogger/

活用事例数

製造現場:40件
研究開発:8件
特殊状況:0件

おすすめの理由

製造現場で求められる
スペックを満たし(100,000fps)
撮影・記録・解析機能が1台で叶う

研究開発での用途が多いなら

フォトロン
フォトロン公式HPキャプチャ
引用元:フォトロン公式HP
https://www.photron.co.jp/

活用事例数

製造現場:8件
研究開発:29件
特殊状況:0件

おすすめの理由

研究用に適した
撮影速度100万fps以上の
製品が多い (3製品)

特殊な状況での撮影が必要なら

ノビテック
ノビテック公式HPキャプチャ
引用元:ノビテック公式HP
https://www.nobby-tech.co.jp/

活用事例数

製造現場:12件
研究開発:28件
特殊状況:7件

おすすめの理由

防衛や宇宙関連など、
高度な技術を要する撮影にも
対応できる

※Googleで「ハイスピードカメラ」と検索して出てきた上位の28社の中から、公式HPに掲載されていた活用事例数が多い3社をピックアップしています。(2021年10月1日時点)
※活用事例の「特殊状況」とは、爆発や衝撃波などの事例を表しています。