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タイトル:あゆしゃのC言語プログラミング(Vol.648) 加重平均と時定数  2006/02/24


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    <<<あゆしゃのC言語プログラミング>>>
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 第648回 加重平均と時定数
 発行    2006年2月24日(金曜日)
 発行数   約2500

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 はじめに ( 決り文句 )
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 ご挨拶
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 こんにちは、あゆしゃです。

 ディスガイアのため、1日早く22日にこれを書いています、

 日付的には23日ですが。

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 今回のお題  << 加重平均と時定数 >>
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 まずは、このプログラムを見てください。

c = a * ( 1 - 0.01f ) + b * 0.01f;

 変数 a と、変数 b の平均を取って、c に代入しています。

 ただし、普通の平均と違って、a が99%、b が1%です。

 このように、重みを振り分けて平均をとる方法を、

★加重平均

 といいます。

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 加重平均を連続で行うと、ある物理法則を表します。

float a = 0; // 現在値
float b = 100; // 目標値
float V = 0.01f; // 係数
while( 1 ) a = a * ( 1 - V ) + b * V;

 変数 a が、最終的には変数 b に近い値に収束していきます。

 これをグラフで表すとこのようになります。

http://ayusya.hp.infoseek.co.jp/Image/MailMaga/648_1.jpg

 どこかで見たことのある曲線だと思います。

 例えばF−ZEROのセッティング画面で、よく見ますよね。

 滑らかな曲線を描いていますが、これがいわゆる、

★時定数曲線

 です。

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 時定数とは、この滑らかな曲線の63%のところまで変化する
までにどれぐらいかかるか、ということをあらわす時間です。

 加重平均の係数は、時定数によって求めます。

係数=周期/時定数

 たとえば、33msで演算する処理について、時定数を3秒と
する場合、

係数=33/3000
  =0.011

 となります。

 初速度0キロから100キロまで時定数3秒で加速する場合、

 係数0.011で加重平均をかけると、滑らかに加速します。

 (最初がちょっと急発進になりますが)

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 係数から時定数を逆算することもできます。

時定数=33/係数

 係数が1%である場合、3300msとなります。

 3.3秒ですね。

 先ほどのグラフは、3.3秒に当たる100回目ぐらいが、丁度
63%ぐらいに達しています。

 なぜ63%なのかは、物理学の不思議です。

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 さいごに
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 今後の予定です。

 2月 6日月曜日 第640回 DX17 ドラクエ3 3D 済
 2月 8日水曜日 第641回 DX18 マテリアルの設定 済
 2月10日金曜日 第642回 DX19 高さ演算の再検証 済
 2月13日月曜日 第643回 DX20 キーボード操作 済
 2月15日水曜日 第644回 DX21 座標変更 済
 2月17日金曜日 第645回 DX22 当たり判定 済
 2月20日月曜日 第646回 DX23 BGの階層化 済
 2月22日水曜日 第647回 DX24 BGの階層化2 済
 2月24日金曜日 第648回 加重平均と時定数 済
 2月27日月曜日 第649回 微分と積分
 3月 1日水曜日 第650回 第13回テスト
 3月 3日金曜日 第651回 DX25 BGの階層化3

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 次回予告
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 次回は2月27日(月曜日)に、第649回をお送りします。
 お題は「微分と積分」

 実はこのグラフ、積分のグラフでもあります。

 お楽しみに!

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 最後の決り文句
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