Колесо телеги

Колесо телеги

Это зрительная иллюзия, которая возникает, когда кажется, что вращающееся колесо со спицами либо остановилось, либо крутится в сторону, противоположную реальному движению. Многие замечали этот эффект в старых фильмах-вестернах или по телевизору. Феномен, который создает эффект «колеса телеги», называется временным смещением (см. с. 45) — эта иллюзия возникает, когда частота отсчета в определенных условиях накладывается на несовместимую с нею частоту вращения объекта.

Допустим, пленка крутится со скоростью 24 кадра в секунду; телевизионные передачи идут со скоростью около 60 кадров в секунду. Когда частота отсчета (кадры в секунду) этих средств массовой информации не совпадает с частотой отсчета (вращение спиц) колеса телеги, изображение подвергается временному смещению. Эффект «колеса телеги» может усиливаться или ослабляться в зависимости от того, с помощью какого средства вы его наблюдаете.

Почему в кинофильмах и по телевизору кажется, что колесо телеги неподвижно Представьте себе, что вы смотрите на аналоговые часы. Обе стрелки показывают точно на 12.00. Если вы закроете глаза ровно на двенадцать часов, а затем откроете их, вам покажется, что стрелки не сдвинулись с места, хотя прошло двенадцать часов. Тот же принцип действует в случае с вращающимся колесом в кино или по телевидению. Колесо кажется неподвижным даже тогда, когда оно крутится вперед, потому что кадры изображения на экране появляются и пропадают со скоростью, полностью синхронизированной со скоростью вращения спиц колеса. Это то же самое, что открывать глаза каждые двенадцать часов и смотреть на аналоговые часы, только в тысячи раз быстрее.

Почему в кинофильмах и по телевизору кажется, что колесо телеги вращается назад Снова представьте, что вы смотрите на аналоговые часы. Обе стрелки показывают точно на 12.00. Если вы закроете глаза ровно на одиннадцать часов, а потом их откроете, обе стрелки будут показывать на 11.00. Закройте глаза еще на одиннадцать часов, и стрелки укажут на 10.00, и т. д. Хотя время каждый раз двигалось на одиннадцать часов вперед, вы будете видеть, что стрелки часов медленно двигаются назад, каждый раз на один час. Словно время повернуло вспять. Этим и объясняется кажущееся движение назад колеса в кино и по телевизору. Скорость же обратного движения колеса будет зависеть от соотношения скорости вращения спиц и скорости смены кадров в изображении.

И наконец, как поймать кайф от эффекта колеса телеги Чтобы понаблюдать эффект колеса телеги, вовсе не обязательно смотреть вестерны. В своей статье в журнале Nature за 1967 год У. Раштон из лаборатории психологии Кембриджского университета утверждает, что постоянный гул может создать в глазах соответствующую вибрацию, которая способна в реальной жизни произвести эффект временного смещения, наблюдаемый в случае колеса телеги в кино или по телевидению. Зная, что звуковые вибрации имеют бо?льшую скорость и более высокую интенсивность, Раштон сконцентрировался на вращающемся объекте с похожими на спицы признаками (например, гайки на ободе колеса автомобиля) и начал издавать сначала очень низкий гул, потом выше, и так до тех пор, пока частота его гула не совпала с частотой вращения гаек. Именно тогда и возник эффект временного смещения вместе с эффектом «колеса телеги». Тогда Раштон стал изменять высоту звука, чтобы казалось, что вращающийся объект замедляется, движется назад или останавливается, хотя на самом деле он продолжал двигаться вперед с той же скоростью.

Практика

В следующий раз, когда будете ехать в автомобиле пассажиром, рассмотрите колеса машин, двигающихся параллельно вам. Начинайте издавать низкий гул одной высоты. Если эффекта «колеса телеги» не возникает, медленно повышайте звук. Продолжайте наблюдать за колесами машин. Если повезет, вы увидите нужный вам эффект. Как только заметите его, слегка повысьте или понизьте свой гул и смотрите, как «реагируют» колеса машин — крутятся быстрее, медленнее или даже словно останавливаются все вместе.

Вибрирующее зеркало также может создать такой эффект. Во время поездки на пассажирском сиденье (даже не пытайтесь ничего предпринимать, если вы за рулем!) направьте зеркало заднего вида на колеса едущих рядом машин. Если вибрации вашего автомобиля и вращение колес окружающих машин совместятся в нужном соотношении, вы увидите это очень странное явление — эффект «колеса телеги».

* * *

Любопытный факт

Вы когда-нибудь замечали странные мигающие полосы на экранах компьютеров и телевизоров, когда они появляются на заднем фоне в теленовостях или видеосюжетах? А может быть, вы когда-нибудь направляли видеокамеру на включенный монитор компьютера или телевизора? Тогда вы видели это: этот мерцающий свет на экране, этот астральный портал в другое измерение. А все дело в том, что видеокамера работает с частотой отсчета (кадры в секунду), не совпадающей с частотой работы компьютера или телевизора. В результате возникает иллюзия, сходная с быстрым миганием стробоскопической лампы: иногда свет кажется включенным, а иногда выключенным. Это еще один пример временного смещения. Вот если бы мир все время выглядел так!

Бонус

Если вы пользуетесь старым компьютерным монитором (с катодно-лучевой трубкой), помашите перед ним ладонью. Вы увидите, как ваша рука перед экраном окажется пойманной психоделическим стробоскопическим эффектом. Это происходит потому, что катодно-лучевые мониторы работают так же, как кинопроекторы — посылают изображение на экран с частотой обновления около 60–90 Гц. Когда вы машете перед таким монитором открытой ладонью, она попадает во временное смещение — двигающаяся рука «стробирует» ваш взгляд на монитор, как кадры кинопленки. Поскольку частота отсчета движения вашей ладони не совпадает с частотой обновления монитора, рука перед монитором попадает во временное смещение. Вы создали свой собственный эффект «колеса телеги»!