¿Por qué la rueda en la pantalla parece estar al revés?
Esta ilusión existe durante este período de separación. Hay tres situaciones posibles, estudiémoslas una por una:
La primera posibilidad es que durante el tiempo en que la línea de visión está cortada, la rueda apenas tenga tiempo de completar unas cuantas revoluciones. En este punto, los radios de la rueda están exactamente en la misma posición en la imagen que estaban en la imagen anterior. Suponiendo que la velocidad del automóvil permanece sin cambios y la rueda da un número entero de revoluciones en el siguiente intervalo de tiempo idéntico, la posición de los radios seguirá siendo la misma que antes. Los radios que vemos están en la misma posición en todo momento, por lo que existe la ilusión de que la rueda no gira.
La segunda posibilidad es que dentro de cada intervalo de tiempo, la rueda no sólo tenga tiempo de completar un número entero de revoluciones, sino que además pueda dar medias vueltas más pequeñas. Cuando vemos esta imagen cambiante, nuestros ojos no piensan que aquí hay rotaciones enteras, sino que solo ven la pequeña parte donde la rueda gira demasiado, por lo que nos parece que la rueda gira muy lentamente, solo gira A cada vez. pequeña porción que parece lenta.
La tercera posibilidad es que durante el intervalo de tiempo entre las dos fotos, la rueda no tuvo tiempo de completar un círculo completo, y todavía le faltaba una pequeña cantidad para completar más de la mitad del círculo; un turno. En este punto nos parece que algún radio gira en sentido contrario. Esta ilusión continúa hasta que la rueda cambia de velocidad.
En la teoría de la información, este fenómeno es en realidad una manifestación de "aliasing". Cuando muestreamos señales continuas a intervalos iguales, si no se puede cumplir el teorema de muestreo, las frecuencias de las señales muestreadas se superpondrán, es decir, los componentes de frecuencia superiores a la mitad de la frecuencia de muestreo se reconstruirán en señales inferiores a la mitad de la frecuencia de muestreo. La distorsión causada por la superposición de espectros se llama aliasing, y la señal reconstruida se llama volumen aliasing de la señal original duplicado ya que ambas señales tienen los mismos valores de muestra. El extraño fenómeno de que la rueda no gire, o incluso que gire hacia atrás, se debe al aliasing provocado por la superposición de las dos señales muestreadas por la rueda y la cámara.
Para evitar este fenómeno de aliasing, el ingeniero de telecomunicaciones estadounidense Nyquist propuso en 1928 el teorema de muestreo, también conocido como teorema de Nyquist. El teorema de Nyquist explica la relación entre la frecuencia de muestreo y el espectro de la señal y es la base básica para la discretización de señales continuas. Se señala que cuando la frecuencia de muestreo fs.max es mayor que 2 veces la frecuencia más alta fmax en la señal, la señal digital muestreada retendrá completamente la información de la señal original. En aplicaciones prácticas generales, se garantiza que la frecuencia de muestreo. estar entre 2,56 ~ 4 veces la frecuencia más alta de la señal entre.
En otras palabras, si utilizamos una cámara de alta velocidad y frecuencia para muestrear y reproducir a la misma velocidad de fotogramas alta, se eliminará el fenómeno de inversión de la rueda. Por supuesto, por razones económicas, rara vez utilizamos equipos de tan alto nivel para filmar o reproducir una película normal, pero la teoría derivada del teorema propuesto por Nyquist se ha aplicado a otros aspectos de nuestras vidas, como la degradación de la música. señales de ruido, procesamiento antialiasing de señales de vídeo. Todavía mejora nuestras vidas.