Wat is het stroboscopische effect?

Het stroboscopische effect is een fenomeen van de visuele perceptie van de menselijke visuele perceptie waarin wordt aangetoond dat er beweging wordt geïnterpreteerd door een hersenen die opeenvolgende discrete beelden ontvangt en ze samen met automatische aliassen nadert voor tijdelijke continuïteit. Kortom, beweging is een artefact. Of het nu gaat om een ​​flitsende lichtbron of door een opening en sluiting van een diafragma, een stroboscoop kan regelen wat het oog ziet van een bewegend object. Ondanks dat het daadwerkelijk wordt bewogen, als elk netvliesbeeld dat van een object in dezelfde exacte positie is, wordt het als stationair beschouwd. Stroboscopische controle van repetitieve of voorspellende beweging, zoals de rotatie van een wiel, kan een optische illusie creëren die volledig in strijd is met de ware beweging.

De eerste stroboscoop was een nieuwheidsspeelgoed waarin een lampenkap met opeenvolgende beelden van iets in beweging, zoals de gang van een paard, werd gesponnen terwijl een andere buitenlampenkap metEen reeks radiale kijkspleten werd in de tegenovergestelde richting gesponnen, waardoor de illusie van een bewegende stilstaande foto werd gecreëerd. Motion Picture Film maakt gebruik van hetzelfde principe met een projectorlicht en een lens die een hogesnelheidssluiter huisvest die afwisselend verlicht en een lange, draaiende haspel van opeenvolgende stilstaande beelden afsluit. Roterende of oscillerende spiegels kunnen ook het stroboscopische effect creëren. Elektronische stroboscooplichten, voor het eerst uitgevonden in 1931, zijn bollen die gassen bevatten die ontladen met een snelheid aangepast door de frequentie of fietsen, van elektrische stroom die de polariteit afwisselt. Fluorescerende verlichting is in feite een stroboscoop die met een snelheid te snel aan en uit flitst voor mensen om te onderscheiden.

Onderzoekers hadden lang geleden ontdekt dat mensen onzichtbaar echte beweging waarnemen met 24 frames per seconde - een snelheid die groter is, biedt geen verbetering van de waarheidsgetrouwheid, en een kleiner percentage produceert een herkenbare illusie van beweging. Een aantal theorieën is voortgekomen uit deze observatie.Een daarvan is de discrete frametheorie die veronderstelt dat deze snelheid correleert met de fysieke snelheid van neurale impulsen en dat elk signaal een stil, snap-shot retinale beeld vormt. Het menselijk brein produceert vervolgens beweging door de opeenvolgende beelden te verwerken door tijdelijke aliasing, de lege momenten in te vullen met spookbeelden volgens zowel hardwired wetten als geleerde regels van ruimte en tijd.

Dit theoretische raamwerk is de meest geaccepteerde verklaring van het stroboscopische effect. Mensen zien geen fysieke beweging; In plaats daarvan interpreteert de hersenen beweging op basis van snelle maar episodische, toch retinale informatie. Het effect wordt het duidelijkst aangetoond door repetitieve - inclusief cyclisch bewegende - objecten. Een toepasselijke analogie is dat als een foto van een werkende klok elke 60 seconden wordt genomen, een persoon terecht, hoewel ten onrechte, kan concluderen dat de tweede hand is gebroken en niet is verplaatst. Een dergelijk object waarvan de beweging perfect is gesynchroniseerd STRoboscopisch zal onbeweeglijk lijken te zijn.

Extrapolerend uit dit visuele fenomeen, als een videocamera, die werkt met 24 frames per seconde, een automatisch wiel schiet dat 23 keer per seconde draait of het fractionele equivalent, elk opeenvolgend videoframe het wiel op een positie vastlegt op een positie die een beetje achterblijft bij een volledige revolutie van het voorafgaande beeld. Het kader voor frame geeft duidelijk aan dat het wiel achteruit is bewogen, en inderdaad, de menselijke visie zal dus waarnemen om met één revolutie per seconde omgekeerd te hebben gesponnen. De optische illusie, vertrouwd door films die door paarden getrokken rijtuigen weergeven, wordt het "wagen-wieleffect" genoemd en komt in verschillende mate voor bij elke video-opname van een roterend object.

Het stroboscopische effect kan elders worden waargenomen. Populair gemaakt door dansclubs, een licht dat relatief langzaam tast, zal de dansbewegingen van een persoon in schijnbaar slow motion animeren. Een raceautomotor die met 9.000 revoluties per minuut draait, kan zijnGesynchroniseerd met een stroboscooplicht om de statische toestand van de motor op die snelheid te bevriezen en te analyseren. Een waterfontein met een bekende stroomsnelheid kan worden weergegeven om de zwaartekracht blijkbaar te trotseren door het te verlichten met een tijdelijk offset stroboscoop. Principes afgeleid van het stroboscopische effect, zoals de bemonsteringssnelheid en aliasingalgoritmen van het ene monster naar het andere, zijn toegepast op optische apparaten zoals pulserende lasers die een draaiende digitale gegevensschijf lezen.