Stroboskopeffekt

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Der stroboskopische Effekt ist ein visuelles Phänomen, das durch Aliasing verursacht wird, das auftritt, wenn eine kontinuierliche Bewegung durch eine Reihe kurzer oder sofortiger Abtastungen dargestellt wird. Es tritt auf, wenn die Ansicht eines sich bewegenden Objekts durch eine Reihe kurzer Abtastwerte dargestellt wird, die sich von einer kontinuierlichen Ansicht unterscheiden, und das sich bewegende Objekt in rotatorischer oder anderer zyklischer Bewegung mit einer Rate nahe der Abtastrate ist. Es ist auch für den „Wagon-Wheel-Effekt“ verantwortlich, der so genannt wird, weil sich Speichenräder auf Pferdewagen in Video oder Film manchmal rückwärts zu drehen scheinen.

Ein Stroboskopbrunnen, ein Strom von Wassertropfen, die in regelmäßigen Abständen mit einem Stroboskoplicht beleuchtet werden, ist ein Beispiel für den Stroboskopeffekt, der auf eine zyklische Bewegung angewendet wird, die nicht rotierend ist. Bei normalem Licht ist dies ein normaler Wasserbrunnen. Bei Betrachtung unter einem Blitzlicht, dessen Frequenz auf die Fallgeschwindigkeit der Tröpfchen abgestimmt ist, scheinen die Tröpfchen in der Luft zu schweben. Durch Einstellen der Stroboskopfrequenz können sich die Tröpfchen scheinbar langsam nach oben oder unten bewegen.

Erklärung

Betrachten Sie das Stroboskop als in der mechanischen Analyse verwendet. Dies kann ein „Blitzlicht“ sein, das mit einer einstellbaren Geschwindigkeit abgefeuert wird. Zum Beispiel dreht sich ein Objekt mit 60 Umdrehungen pro Sekunde: Wenn es mit einer Reihe von kurzen Blitzen mit 60 Mal pro Sekunde betrachtet wird, beleuchtet jeder Blitz das Objekt an der gleichen Position in seinem Rotationszyklus, so dass es scheint, dass das Objekt stationär ist. Darüber hinaus glättet die Persistenz des Sehens bei einer Frequenz von 60 Blitzen pro Sekunde die Abfolge der Blitze, so dass das wahrgenommene Bild kontinuierlich ist.

Wenn dasselbe rotierende Objekt mit 61 Blitzen pro Sekunde betrachtet wird, beleuchtet es jeder Blitz zu einem etwas früheren Teil seines Rotationszyklus. Einundsechzig Blitze treten auf, bevor das Objekt wieder in derselben Position gesehen wird, und die Bildserie wird so wahrgenommen, als würde es sich einmal pro Minute rückwärts drehen.

Der gleiche Effekt tritt auf, wenn das Objekt mit 59 Blitzen pro Sekunde betrachtet wird, außer dass jeder Blitz es etwas später in seinem Rotationszyklus beleuchtet und das Objekt sich langsam vorwärts zu drehen scheint.

Bei bewegten Bildern wird die Aktion als schnelle Serie von Standbildern erfasst, und derselbe Stroboskopeffekt kann auftreten.

Wagon-Rad-Effekt

Hauptartikel: Wagon-Rad-Effekt

Filmkameras filmen üblicherweise mit 24 Bildern pro Sekunde. Obwohl sich die Räder eines Fahrzeugs wahrscheinlich nicht mit 24 Umdrehungen pro Sekunde drehen (da dies extrem schnell wäre), angenommen, jedes Rad hat zwölf Speichen und dreht sich mit nur zwei Umdrehungen pro Sekunde. Gefilmt mit 24 Bildern pro Sekunde, erscheinen die Speichen in jedem Bild in genau der gleichen Position. Daher wird das Rad als stationär wahrgenommen. Tatsächlich ist jede fotografisch erfasste Speiche in einer beliebigen Position eine andere tatsächliche Speiche in jedem aufeinanderfolgenden Bild, aber da die Speichen in Form und Farbe nahezu identisch sind, wird kein Unterschied wahrgenommen.

Wenn sich das Rad etwas langsamer als zwei Umdrehungen pro Sekunde dreht, fällt die Position der Speichen in jedem aufeinanderfolgenden Rahmen etwas weiter zurück, und daher scheint sich das Rad rückwärts zu drehen.

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Wegen der illusion, dass die stroboskop wirkung kann geben zu moving maschinen, es ist ratsam, dass single-phase beleuchtung ist vermieden. Zum Beispiel hat eine Fabrik, die von einer einphasigen Versorgung mit Grundbeleuchtung beleuchtet wird, ein Flimmern von 100 oder 120 Hz (je nach Land, doppelte Nennfrequenz), so dass jede Maschine, die sich mit einem Vielfachen von 50 oder 60 U / min dreht, sich nicht zu drehen scheint, was das Verletzungsrisiko für einen Bediener erhöht. Zu den Lösungen gehört der Einsatz der Beleuchtung über eine vollständige 3-Phasen-Versorgung oder die Verwendung von Hochfrequenzreglern, die die Lichter mit sichereren Frequenzen ansteuern.

Siehe auch

• Scheinbare Bewegung