Vad är den stroboskopiska effekten?

Den stroboskopiska effekten är ett fenomen av mänsklig visuell uppfattning där rörelse visas att tolkas av en hjärna som får successiva diskreta bilder och sömmar dem tillsammans med automatiska alias för temporär kontinuitet.Kort sagt, rörelse är en artefakt.Oavsett om det är med en blinkande ljuskälla eller genom en bländaröppning och stängning, kan en strobe kontrollera vad ögat ser av ett rörligt föremål.Trots att det faktiskt rör sig, om varje näthinnan är den för ett objekt i samma exakta position, kommer den att uppfattas vara stationär.Stroboskopisk kontroll av repetitiv eller prediktiv rörelse, såsom rotation av ett hjul, kan skapa en optisk illusion som är helt i strid med den verkliga rörelsen.

Det första strobocopet var en nyhetsleksak där en lampskärm med successiva bilder av något i rörelse, såsom en hästs gång, snurrades medan en annan yttre lampskärm med en serie radiella visningsslitsar spunnades i motsatt riktning, vilket skapade illusionen av en rörlig stillbild.Filmfilm använder samma princip med ett projektorljus och en lins som har en höghastighetslucka som växelvis lyser upp och ockluderar en lång, snurrande rulle av successiva stillbilder.Roterande eller oscillerande speglar kan också skapa den stroboskopiska effekten.Elektroniska strobel -lampor, som först uppfanns 1931, är glödlampor som innehåller gaser som urladdas med en hastighet justerad med frekvensen eller cykeln av elektrisk ström som växlar dess polaritet.Fluorescerande belysning är faktiskt en strobe som blinkar av och på med en hastighet för snabbt för människor att urskilja.

Forskare hade för länge sedan upptäckt att människor uppfattar oskiljigt verklig rörelse med 24 bilder per sekund mdash;En hastighet som är större ger ingen förbättring av verisimilitude, och en mindre hastighet ger en igenkännbar illusion av rörelse.Ett antal teorier utvecklades från denna observation.Den ena är den diskreta ramteorin som antar att denna hastighet korrelerar med den fysiska hastigheten för neurala impulser och att varje signal utgör en still, snap-shot-retinalbild.Den mänskliga hjärnan tillverkar sedan subjektivt rörelse genom att bearbeta de successiva bilderna genom temporär aliasing, fylla i de tomma ögonblicken med spökebilder enligt både hårdbundna lagar och lärda regler för rymd och tid.

Detta teoretiska ramverk är den mest accepterade förklaringen av strobocopiceffekt.Människor ser inte fysisk rörelse;Snarare tolkar hjärnan rörelse baserad på snabba men episodiska, retinal information.Effekten visas tydligast av repetitiva mdash;inklusive cykliskt rörande mdash;föremål.En lämplig analogi är att om ett foto av en fungerande klocka tas var 60: e sekund, kan en person rättvis, även om det är felaktigt, dra slutsatsen att den begagnade är trasig och inte har rört sig.Alla sådana objekt vars rörelse är perfekt synkroniserad stroboskopiskt verkar vara rörlig.

Extrapolering från detta visuella fenomen, om en videokamera, som arbetar med 24 bilder per sekund, skjuter ett automatiskt hjul som är 23 gånger per sekund eller dess fraktionerade ekvivalent, var och enPå varandra följande videoram kommer att fånga hjulet på ett läge bara lite som släpar efter en fullständig revolution av dess föregående bild.Beviset för ram-för-ram indikerar tydligt att hjulet har rört sig bakåt, och faktiskt kommer mänsklig syn på så sätt att uppfatta att det har snurrat omvänt vid en revolution per sekund.Den optiska illusionen, som är bekant av filmer som visar hästdragna vagnar, kallas "vagnshjuleffekten" och inträffar i varierande grad med någon videoinspelning av ett roterande objekt.

Den stroboskopiska effekten kan bevittnas någon annanstans.Populariserad av dansklubbar, ett ljus som strobes relativt långsamt kommer att animera en persons dansrörelser i till synes långsam rörelse.En racerbilmotor som vänder till 9 000 varv per minut kan synkroniserasmed ett strobel -ljus för att frysa och analysera motorns statiska tillstånd med den hastigheten.En vattenbrunn med en känd flödeshastighet kan visas för att uppenbarligen trotsa tyngdkraften genom att belysa den med en tillfälligt offset strobe.Principer härrörande från den stroboskopiska effekten, såsom provtagningshastighet och aliasalgoritmer från ett prov till nästa, har tillämpats på optiska enheter som pulserande lasrar som läser en spinnande digital dataskiva.