Инерция окружает нас повсюду. Например, мы регулярно наблюдаем её на железнодорожных вокзалах или в метро: тяговые двигатели локомотива отключаются, но поезд по инерции продолжает движение до полной остановки.
Что же такое инерция? Это свойство тела сохранять скорость движения, если на него не действуют другие силы. Принцип инерции сформулировал сэр Исаак Ньютон в VII веке. А знали ли вы, что у нашего зрения тоже есть инерция, позволяющая соединять слишком быстро сменяющиеся изображения в одно неподвижное? Такая особенность зрительного восприятия называется персистенцией.
Её первым исследователем был бельгийский физик и математик Жозеф Плато. Учёный не жалел здоровья: в 1829 году он поставил на себе опыт и 25 секунд смотрел на солнце до полной потери зрения. Через несколько дней зрение вернулось к новатору, и он продолжил эксперименты. Спустя 13 лет Плато окончательно ослеп, но успел изобрести фенакистископ, также известный как стробоскоп. Прибор показывал быструю смену изображений, которые зритель воспринимал как фигуры в движении. Такой оптический обман лежит в основе любого экранного произведения. В частности, именно на принципе персистенции построены анимация и кинематограф.
Любое изображение на экране кинотеатра, телевизора или компьютера — всего лишь последовательность быстро сменяющихся «картинок». Нашим глазам и мозгу нужна 1/16 секунды на «запись» и интерпретацию одного отдельного изображения, а иллюзия непрерывного движения начинается уже со скорости 12 кадров в секунду — стандарта создания анимации. Кинематографический стандарт — 24 кадра в секунду. Он появился, когда на картинку впервые наложили звук. Дело в том, что немое кино ради экономии пленки снимали с меньшей частотой, которую увеличивали во время показа вручную. Частота звука при таком способе выросла бы вместе с частотой смены картинки, и зрители могли услышать слишком высокую, искаженную речь актёров. Так пришлось увеличить число кадров до 24 в секунду.
На телевидении и в современных фильмах зачастую используется большая частота кадров. Например, скорость смены 60 кадров в секунду и выше регулярно встречается в кино со спецэффектами — чем больше информации получают наши глаза и мозг, тем более реалистичным кажется зрелище. Но скорость смены свыше 120 кадров в секунду грозит вызвать дискомфорт при продолжительном просмотре из-за неестественной резкости в движениях.
С персистенцией зрения мы также сталкиваемся в повседневной жизни, например, когда смотрим на быстро крутящийся барабан стиральной машины, или на лопасти вентилятора, быстрое движение которых кажется нам непрерывным.
А какие примеры персистенции зрения вы ещё можете вспомнить? Пишите в комментариях!