フルHDモニターに映せる画像の組み合わせは何通りかAIに計算させてみた【組み合わせ・パターン数・1920X1080】

Gemini:

フルHDの解像度でRGBで24ビットの色数の場合、表示できる静止画の通りの数は、以下の計算で求められます。

  • 画素数: フルHDの解像度は1920×1080ピクセルです。

  • 1ピクセルあたりの色数: 24ビットの色数は、1677万色(2の24乗)を表します。

  • 全てのピクセルの組み合わせ: 1ピクセルあたりの色の組み合わせを全てのピクセルで掛け合わせると、表示できる画像の通りの数がわかります。

計算式

1920 × 1080 × 16777216 = 3.6893488 × 1019 通り

答え

つまり、フルHDの解像度でRGBで24ビット> の色数の場合、約3.689 × 1019通りの静止画を表示することができます。

 

ChatGPT:

Geminiの回答には誤りがあります。以下に説明します。


誤りの内容

Geminiの回答で用いられている式 [ 1920 \times 1080 \times 16,777,216 = 3.6893488 \times 10^{19} ] は、フルHDの画素数と1ピクセルあたりの色数を掛け合わせたものです。しかし、この式は「フルHDの解像度で表示できる静止画の通りの数」を正しく求める方法ではありません。

正しい計算方法

1ピクセルあたりの色数が16,777,216通り(24ビットカラー)であり、フルHD画像全体が2,073,600ピクセル(1920×1080)であると考えると、表示可能な静止画の通り数は以下のように求めます。

正しい式

[ 16,777,216^{2,073,600} ]

この計算は、各ピクセルが独立して16,777,216色から1色を選べる場合の総組み合わせ数を表しています。この結果は、桁数が非常に大きく、具体的な数値として表すことは実際的ではありません。


結論

したがって、Geminiの回答の「3.6893488 × 10^{19}通り」は誤りです。正しい答えは( 16,777,216^{2,073,600} )通りで、これは想像を絶するほど巨大な数です。

合っているのだろうか…
少し不安である…

ためしに多倍長電卓で167772162073600を481622桁まで20秒かけて計算してみた。
1.500416922648713659562119353861314698489596010100536668539209917652464999698 2575308955193825259349383390832488573648305853230007056365275859245946593885021563 3564537004464911717300334231983735786893176593681712171837567660665836406678502492 6594918301820412497551110163604404783602873588348110108423252038998780503432683849 4866294226197892098793953105029451285842970782662556354451169489591940057473532896 6021810525256502204497547543882926894319724558884490000083248374949353392340723527 0146215695609280181935989805627975145795854083061484112605451114816046265410937023 9543366785582775702155303026018823782789340773284712355422793647953640332137881767 0593144080297856567444899762333756524762535384400725269289379868831588323898430613 6531899553170965983757904697473491602266492793166196174659878415427634737507489852 2690031866040234308585773186707421229689802581608555641007371658395615259634787218 4094899360426422946307695524981525294180891542359221176496956985804815582000412503 716740332420387091375347………e14981179

という風になった。
「e」とは10の累乗(指数)である。
つまり1.500416922649×1014981179である。
ChatGPT:

計算結果「1.500416922649 × 10^{14981179}」を全桁数で保存する場合、そのファイルサイズを見積もるには、まずこの数値が何桁になるかを確認し、その桁数分のデータを保存するために必要なバイト数を計算します。

手順

  1. 桁数の確認:

    • この数値は「1.500416922649 × 10^{14981179}」という形式であり、仮数部分の「1.500416922649」には小数点以下も含めて13桁の数値が含まれています。
    • 10の指数が「14981179」であるため、この数値全体の桁数は「1」から始まる整数部分の「1桁」+「14981179桁」で、合計14,981,180桁になります。
  2. 保存に必要なバイト数:

    • テキストファイルは通常、1文字あたり1バイトで保存されます(ASCII形式の場合)。したがって、1桁の数字を保存するのに1バイト必要です。
    • したがって、14,981,180バイトが必要となります。
  3. ファイルサイズの見積もり:

    • 14,981,180バイト ≈ 14.98 MB(メガバイト)

結論

この数値を全桁数で保存するためには、約14.98 MBのテキストファイルが必要になります。

まあ意味のない計算ではあるが気になる。
最終的には人間の目に見えるものの組み合わせが何通りあるか知りたいところなのだが一生かけても無理であろう。
ちなみに動画や時間の概念が入ると無限になるので無意味である。
今回のは静止画の話である。