Hvorfor ser snurreblade mærkelige ud på tv

En mistænkt indbrud er på flugt, og de lokale nyheder afspiller optagelser af en politihelikopter, der scanner gaderne. Du retter din fulde opmærksomhed mod skærmen, vil vide mere, når du indser, at noget ser frygtelig mærkeligt ud. Helikopterbladene ser ud til at snurre ... baglæns?

Overraskende, hvad du er vidne til er ikke så ualmindeligt. Hurtigt snurrende objekter som helikopterblade, flypropeller, loftsventilatorer og endda dækfælge til køretøjer, kan alle se mærkelige ud på video og film, som vært Lauren Vogelbaum forklarer i BrainStuff -videoen ovenfor. De kan se ud til at snurre baglæns, roterer alt for langsomt, eller i sjældne tilfælde, holde stille eller bøje i ulige vinkler - alt sammen når det faktisk drejer i den rigtige retning med en normal hastighed.

For at forstå denne effekt, du skal vide et par ting først. Film og video fanger en række stillbilleder og afspiller dem hurtigt efter hinanden, som vores hjerne tolker som bevægelse. Når optisk illusion kommer i spil, det er sandsynligvis forårsaget af den måde, objekterne fanges på, nemlig indstillingerne på lukkerhastighed og billedhastighed.

Lukkerhastighed er et mål for, hvor længe kameraet opsamler lys, hver gang det tager et billede. Jo længere filmen eller det digitale pixelarray udsættes for lys, den mere bevægelses-sløring vil dukke op i billedet. Lad os sige, at du er en stor fan af knivkastningskonkurrencer, og du vil dokumentere deltagernes handlinger.

Lad os se på dette med lidt hurtig matematik:Hvis en knivkaster kaster et blad med en hastighed på 10 meter (32 fod 10 tommer) i sekundet, og du filmer det med en lukkerhastighed, hvor kameralukker er åben i et kvart sekund, kniven vil rejse 2,5 meter (8 fod 2 tommer), mens kameraet udsætter hver ramme. Resultatet? Kniven vil ligne en stribet sløring i videoen. Imidlertid, hvis du skyder den samme kniv med samme hastighed, men brug en lukkertid på en tusindedel af et sekund, den vil kun rejse en centimeter, mens hvert billede er taget. Slutresultatet? Skarpe og klare optagelser af en (forhåbentlig) ekspert knivkaster.

Den samme knivkastende analogi gælder for roterende vinger, som loftsventilatorer eller helikopterblade. Lange eksponeringer får helikopterbladene til at se slørede ud, mens hurtigere lukkerhastigheder vil skabe alt fra normalt udseende mønstre til udseendet af individuelle klinger.

Billedhastighed pr. Sekund (FPS) påvirker også den måde, billeder vises på film og video. Lad os tage et andet kig på disse helikopterblade. Hvis knivene drejer nøjagtigt 24 gange i sekundet, og du skyder med 24 billeder i sekundet, den endelige billedoptagelse vil vise blade, der ser ud til at stå stille. Det er fordi knivene kommer tilbage til deres startposition, hver gang kameraet fanger en ramme.

Hvis FPS er indstillet lidt hurtigere end bladrotationen, de vil "næsten" komme tilbage til startpositionen i hver ramme, med et slutresultat, der ligner at de snurrer baglæns.

De optiske illusioner stopper ikke der, enten. Sommetider, propeller og helikopterblade kan se fragmenterede eller bøjede ud, især når bevægelsen optages digitalt. Dette skyldes metoden til pixeloptagelse. De fleste digitale kameraer udsætter ikke hele rammen samtidigt, men i stedet prøve en enkelt linje af pixels ad gangen på en progressiv måde for at fylde rammen. Når objekter bevæger sig ekstremt hurtigt, denne rullende lukker fanger forvrængede former.

Du kan prøve at genskabe denne effekt selv ved at tage en video på din telefon og hurtigt panorere frem og tilbage. Hvis faste genstande ser bøjede ud i det endelige produkt, din telefons kamera bruger sandsynligvis en rullende lukker.

Hvorfor synes øjnene på mennesker i nogle malerier at følge dig? Det hele stammer fra den måde, et maleri er skabt på. Hvis skyggen, lys og perspektiv er helt rigtige, det udgør en optisk illusion, der giver følelsen af ​​at blive set. Er det ikke rigtigt, Mona Lisa?