Едет машина, разгоняется - а её колёса на экране вдруг будто застывают, а то и начинают вращаться в обратную сторону. Сама машина мчит вперёд, а диски крутятся назад. То же бывает с лопастями вертолёта и винтом самолёта в кино.
Глаз видит явную нелепицу: так не бывает. Это не брак съёмки и не ошибка монтажёра. И объяснение неожиданно простое - а в конце прячется загадка, которую учёные не решили до сих пор.
Видео - это не движение, а череда снимков
Начнём с главного. Никакого «движения» в видео нет. Камера делает отдельные снимки - кадры, обычно около 24–30 штук в секунду. А наш мозг сам склеивает их в плавную картинку, додумывая, что происходило между кадрами.
Пока всё движется небыстро, обмана нет. Но колесо вращается стремительно — и тут начинается фокус.
Колесо успевает провернуться почти на оборот
Представьте спицу колеса. Между двумя соседними кадрами колесо крутится так быстро, что спица успевает провернуться почти на полный оборот - и оказывается чуть-чуть не доходя до прежнего места.
Что видит мозг? Две почти одинаковые картинки, где спица лишь немного сместилась - назад. И он выбирает самое простое объяснение: спица чуть-чуть отъехала в обратную сторону. Так колесо и «поехало назад», хотя на деле прокрутилось почти на целый круг вперёд.
А если за кадр колесо проворачивается ровно на оборот (или на целое число оборотов), спица каждый раз попадает на то же место - и колесо кажется полностью застывшим, хотя несётся вовсю.
Это бывает не только с колёсами
Тот же эффект ловят винты вертолётов и самолётов, лопасти вентилятора, спицы любых колёс. Достаточно, чтобы что-то быстро и одинаково повторялось, а мы видели это «по кадрам».
Поэтому фокус срабатывает и под мигающим светом: в клубе под стробоскопом или под некоторыми лампами быстрый вентилятор тоже будто замирает или крутится назад. Вспышки света здесь работают как кадры камеры - выхватывают движение отдельными «снимками».
И вот настоящая загадка
А теперь самое интересное - то, что ставит учёных в тупик. Иногда колёса «едут назад» и без всякой камеры и мигающего света - при обычном ровном освещении, прямо живому глазу.
Но ведь наш глаз не снимает кадрами… или снимает? Одна гипотеза говорит: мозг и правда обрабатывает зрение порциями, маленькими «снимками», как камера, - и иногда сбивается так же. Но есть и контрдовод: в одном опыте два одинаковых колеса рядом «поехали назад» независимо друг от друга в разные моменты - а будь у мозга единая «частота кадров», они сбивались бы вместе. Так что единого объяснения, почему мы видим это наяву, у науки пока нет.
Получается, колесо «едет назад» потому, что между кадрами оно успевает почти обернуться, а мозг выбирает самый короткий путь и принимает это за движение вспять. Эффект на экране давно понятен. А вот почему мы изредка видим то же самое живым глазом, без всякой камеры, — наука честно признаёт, что не разобралась до конца.