Quel est l'effet stroboscopique?

L'effet stroboscopique est un phénomène de la perception visuelle humaine dans laquelle le mouvement est interprété par un cerveau qui reçoit des images discrètes successives et les suit avec des alias automatiques pour la continuité temporelle.En bref, le mouvement est un artefact.Que ce soit avec une source de lumière clignotante ou à travers une ouverture et une fermeture de l'ouverture, un stroboscope peut contrôler ce que l'œil voit d'un objet en mouvement.Malgré le mouvement, si chaque image rétinienne est celle d'un objet dans la même position exacte, elle sera perçue comme étant stationnaire.Le contrôle stroboscopique du mouvement répétitif ou prédictif, comme la rotation d'une roue, peut créer une illusion d'optique qui est complètement contraire au véritable mouvement.

Le premier stroboscope était un jouet de nouveauté dans lequel un abat-jour avec des images successives de quelque chose en mouvement, comme la démarche d'un cheval, a été tourné tandis qu'un autre abat-jour extérieur avec une série de fentes de vision radiale a été tournée dans la direction opposée, créant l'illusion d'une image immobile en mouvement.Le film cinématographique utilise le même principe avec une lumière du projecteur et une lentille abritant un volet à grande vitesse qui illumine et occlut une longue bobine de calcul des images fixes successives.Les miroirs rotatifs ou oscillants peuvent également créer l'effet stroboscopique.Les lumières de stroboscopes électroniques, inventées pour la première fois en 1931, sont des bulbes contenant des gaz qui se déchargent à un taux ajusté par la fréquence ou le cyclisme, de courant électrique alternant sa polarité.L'éclairage fluorescent, en fait, est un stroboscope qui clignote et s'éteint à une vitesse trop rapide pour que les humains discernent.

Les chercheurs avaient découvert il y a longtemps que les humains perçoivent un mouvement réel indiscernablement à 24 images par seconde mdash;Un taux qui est plus important n'offre aucune amélioration de la vraisemblance, et un taux moindre produit une illusion reconnaissable de mouvement.Un certain nombre de théories ont évolué à partir de cette observation.L'une est la théorie du cadre discrète qui suppose que ce taux est en corrélation avec la vitesse physique des impulsions neuronales et que chaque signal constitue une image rétinienne calme et instantanée.Le cerveau humain fabrique ensuite subjectivement le mouvement en traitant les images successives par un aliasage temporel, en remplissant les moments vides avec l'imagerie fantôme selon les lois câblées et les règles apprises de l'espace et du temps.

Ce cadre théorique est l'explication la plus acceptée de l'étroboscopieeffet.Les humains ne voient pas le mouvement physique;Au contraire, le cerveau interprète le mouvement basé sur des informations rétiniennes rapides mais épisodiques.L'effet est le plus clairement démontré par répétitiel mdash;y compris le déménagement cyclique mdash;objets.Une analogie appropriée est que si une photo d'une horloge de travail est prise toutes les 60 secondes, une personne peut à juste titre, mais à tort, conclure que la seconde main est cassée et n'a pas bougé.Un tel objet dont le mouvement est parfaitement synchronisé stroboscopique semblera immobile.

Extrapolation de ce phénomène visuel, si une caméra vidéo, fonctionnant à 24 images par seconde, tire une roue automatique tournant 23 fois par seconde ou son équivalent fractionnaire, chacun, chacunLe cadre vidéo successif capturera la roue à une position un peu à la traîne derrière une révolution complète de son image précédente.Les preuves cadre par trame indiquent clairement que la roue a reculé, et en effet, la vision humaine percevra ainsi qu'elle a été tournée en inverse à une révolution par seconde.L'illusion d'optique, familiarisée par des films représentant des voitures tirées de chevaux, est appelée «l'effet de roue de wagon», et se produit à un degré variable avec tout enregistrement vidéo d'un objet rotatif.

L'effet stroboscopique peut être observé ailleurs.Pupulée par les clubs de danse, une lumière qui stroboscope relativement lentement animera lentement les mouvements de danse d'une personne au ralenti.Un moteur de voiture de course tournant à 9 000 révolutions par minute peut être synchroniséavec une lumière stroboscopique pour congeler et analyser l'état statique du moteur à cette vitesse.Une fontaine d'eau avec un débit connu peut être affichée pour défier apparemment la gravité en l'allumant avec un stroboscope temporellement décalé.Les principes dérivés de l'effet stroboscopique, tels que le taux d'échantillonnage et les algorithmes d'aliasing d'un échantillon à l'autre, ont été appliqués à des dispositifs optiques tels que les lasers pulsants qui lisent un disque de données numériques en rotation.