电影里的车轮为什么倒着转?

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  看电影时,经常有小伙伴会发现这么一个Bug——向前行驶的车轮却是“倒着”转的。
  实际上,这并不是Bug,反而是拍摄了真车才会出现这种现象,它还有个专用名——“车轮效应”(wagon-wheel effect),属于频闪效应的一种。
  当现实中的汽车高速行驶时,我们的眼睛根本来不及捕捉车轮辐条的滚动,只能看到它们糊成一片。而电影画面则是摄像机对现实画面的捕捉,这个捕捉过程并不像我们看到的那样连续,摄像机更像是一个快速连拍的相机,只要足够快,就会让我们的大脑反应不过来,自动把它们脑补成连续画面,这就是“视觉暂留”现象。
  基于人类视觉的这一局限性,拍摄电影的摄像机通常设置为每秒拍摄24个画面,也就是24帧/秒的帧率。所以我们在电影中看到的车轮旋转画面已经是“删减”版了,仅由摄像机抽取的画面组成。最终呈现的视觉效果则取决于摄像机的帧率、车轮的转速以及辐条的排布方式。
  在示意图中,小编将车轮的辐条简化成均匀分布的4根,其中1根涂红作为标记物。辐条之间的夹角设为α,红辐条顺时针方向角度变化设为θ。
  假设这个车轮在顺时针旋转,摄像机第一次捕捉到它的画面在图1位置,第二次在图2位置,那么这个车轮旋转过的角度应该是n圈+θ(n为自然数),但在我们的眼睛看来,它就只是顺时针旋转了θ。同理,若旋转角等于nα,如图3位置(θ=α)时,车轮看上去会是静止不动的。而在图4中,θ角接近360°,可我们的大脑并不想费劲地绕个大弯,于是便就近地认为辐条是逆时针转了360°-θ的小角度。
  总而言之,和我们做数学题时的逻辑分析不同,眼睛只管自己看到了什么,大脑也总是倾向于选择最轻松的解读方式。
  不仅是在摄像机中,在频闪灯光中,比如日光灯(每秒闪烁100次左右)下也可观察到类似现象。利用这些频闪效应,还能制造出不少有趣的视错觉体验,比如拍摄到静止或者倒流的水流等。


“車轮效应”示意图
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