Hvad er den stroboskopiske effekt?

Den stroboskopiske effekt er et fænomen af ​​menneskelig visuel opfattelse, hvor bevægelse viser sig at være fortolket af en hjerne, der modtager successive diskrete billeder og sting dem sammen med automatiske aliaser for tidsmæssig kontinuitet. Kort sagt, bevægelse er en artefakt. Uanset om det er en blinkende lyskilde eller gennem en åbning og lukning, kan en strobe kontrollere, hvad øjet ser af et bevægende objekt. På trods af faktisk at bevæge sig, hvis hvert nethindebillede er et objekt i den samme nøjagtige position, vil det blive opfattet som stationært. Stroboskopisk kontrol af gentagen eller forudsigelig bevægelse, såsom rotationen af ​​et hjul, kan skabe en optisk illusion, der er helt i strid med den sande bevægelse.

MEn række radiale visningsspalter blev spundet i den modsatte retning, hvilket skabte illusionen om et bevægende stillbillede. Motion Picture Film anvender det samme princip med et projektorlys og en linse, der huser en højhastighedsudskodder, der skiftevis belyser og okkluderer en lang, spindende hjul af successive stillbilleder. Roterende eller svingende spejle kan også skabe den stroboskopiske effekt. Elektroniske strobelys, der først blev opfundet i 1931, er pærer, der indeholder gasser, der udlades med en hastighed justeret med frekvensen eller cyklingen af ​​elektrisk strøm, der skifter dens polaritet. Fluorescerende belysning er faktisk en strobe, der blinker og slukker med en hastighed for hurtigt til, at mennesker kan skelne.

Forskere havde for længe siden opdaget, at mennesker opfatter uundgåeligt reel bevægelse med 24 billeder i sekundet - en sats, der er større, giver ingen forbedring af verisimilitude, og at en mindre sats producerer en genkendelig illusion af bevægelse. En række teorier udviklede sig fra denne observation.Den ene er den diskrete rammeteori, der antager, at denne hastighed korrelerer med den fysiske hastighed af neurale impulser, og at hvert signal udgør et stillbillede, snap-shot nethindebillede. Den menneskelige hjerne fremstiller derefter subjektivt bevægelse ved at behandle de successive billeder gennem tidsmæssig aliasing, udfylde de tomme øjeblikke med spøgelsesbilleder i henhold til både hardwired love og lærte regler for rum og tid.

Denne teoretiske ramme er den mest accepterede forklaring af den stroboskopiske effekt. Mennesker ser ikke fysisk bevægelse; Snarere fortolker hjernen bevægelse baseret på hurtig, men episodisk, ikke desto mindre nethindeinformation. Effekten demonstreres tydeligst af gentagne - inklusive cyklisk bevægende - objekter. En passende analogi er, at hvis der tages et foto af et arbejdsur hvert 60 sekund, kan en person med rette, skønt forkert, konkludere, at den anden hånd er brudt og ikke er flyttet. Ethvert sådant objekt, hvis bevægelse er perfekt synkroniseret stRoboskopisk ser ud til at være bevægelsesløs.

Ekstrapolering fra dette visuelle fænomen, hvis et videokamera, der opererer med 24 billeder i sekundet, skyder et bilhjul, der drejer sig 23 gange i sekundet eller dets fraktionerede ækvivalent, vil hver på hinanden følgende videoramme fange hjulet i en position, der bare hænger lidt bag en fuld revolution af dets foregående billede. Beviset for ramme for ramme indikerer klart, at hjulet er bevæget sig baglæns, og faktisk vil menneskets vision således opfatte det at have spundet omvendt ved en revolution pr. Sekund. Den optiske illusion, der er bekendt med film, der skildrer hestevogne, kaldes "Wagon-Wheel Effect" og forekommer i varierende grad med enhver videooptagelse af et roterende objekt.

Den stroboskopiske effekt kan ses andetsteds. Populariseret af danseklubber, et lys, der strober relativt langsomt, vil animere en persons dansbevægelser i tilsyneladende langsom bevægelse. En racerbilmotor, der drejer til 9.000 omdrejninger pr. Minut, kan væreSynkroniseret med et strobe lys for at fryse og analysere motorens statiske tilstand med den hastighed. En vand springvand med en kendt strømningshastighed kan vises for tilsyneladende trodser tyngdekraften ved at belyse den med en midlertidigt offset strobe. Principper, der stammer fra den stroboskopiske effekt, såsom prøveudtagningshastighed og aliaserende algoritmer fra den ene prøve til den næste, er blevet anvendt på optiske enheder, såsom pulserende lasere, der læser en spindende digitale datadisk.