BrainStuff : Voici pourquoi les pales d'hélicoptère peuvent sembler étranges en vidéo

Un suspect de cambriolage est en fuite et les informations locales retransmettent des images d'un hélicoptère de police scrutant les rues. Vous portez toute votre attention sur l'écran, vouloir en savoir plus, quand vous réalisez que quelque chose semble terriblement étrange. Les pales de l'hélicoptère semblent tourner... vers l'arrière ?

Étonnamment, ce dont vous êtes témoin n'est pas si rare. Des objets à rotation rapide comme des pales d'hélicoptère, hélices d'avion, des ventilateurs de plafond et même des jantes de pneus de véhicules, peuvent tous sembler étranges sur la vidéo et le film, comme l'explique l'animatrice Lauren Vogelbaum dans la vidéo BrainStuff ci-dessus. Ils peuvent sembler tourner en arrière, tourner trop lentement ou, Dans des cas rares, rester immobile ou se pencher à des angles étranges - tout en tournant dans la bonne direction à une vitesse normale.

Pour comprendre cet effet, vous devez d'abord savoir certaines choses. Film et vidéo capturent une série d'images fixes et les lisent en succession rapide, que notre cerveau interprète comme un mouvement. Quand l'illusion d'optique entre en jeu, cela est probablement dû à la façon dont les objets sont capturés, à savoir les réglages sur la vitesse d'obturation et la fréquence d'images.

La vitesse d'obturation est une mesure de la durée pendant laquelle l'appareil photo capte la lumière chaque fois qu'il prend une photo. Plus le film ou la matrice de pixels numériques est exposé longtemps à la lumière, plus le flou de mouvement apparaîtra dans l'image. Disons que vous êtes un grand fan des compétitions de lancer de couteaux et que vous souhaitez documenter les actions des concurrents.

Voyons cela avec un petit calcul rapide :si un lanceur de couteaux lance une lame à une vitesse de 10 mètres (32 pieds 10 pouces) par seconde, et vous le filmez à une vitesse d'obturation où l'obturateur de la caméra est ouvert pendant un quart de seconde, le couteau parcourra 2,5 mètres (8 pieds 2 pouces) pendant que la caméra expose chaque image. Le résultat? Le couteau ressemblera à un flou strié dans la vidéo. Cependant, si vous tirez sur ce même couteau à la même vitesse, mais utilisez une vitesse d'obturation d'un millième de seconde, il ne parcourra qu'un centimètre lors de la prise de chaque photo. Le résultat final ? Des images nettes et claires d'un lanceur de couteaux expert (espérons-le).

Se brouiller, mouvement vers l'arrière, courbure ... il se passe beaucoup de choses étranges lorsque des lames en rotation sont filmées. Caroline Vamnes/EyeEm/Getty Images

Cette même analogie de lancer de couteau s'applique aux lames de filature, comme des ventilateurs de plafond ou des pales d'hélicoptère. Les longues expositions rendent les pales de l'hélicoptère floues, tandis que des vitesses d'obturation plus rapides créeront tout, des motifs d'apparence normale à l'apparence de lames individuelles.

La fréquence d'images par seconde (FPS) affecte également la façon dont les images apparaissent sur les films et les vidéos. Jetons un autre regard sur ces pales d'hélicoptère. Si les lames tournent exactement 24 fois par seconde, et vous filmez à 24 images par seconde, la capture d'image finale représentera des pales qui semblent être à l'arrêt. C'est parce que les lames reviennent à leur position de départ chaque fois que la caméra capture une image.

Si le FPS est réglé un peu plus vite que la rotation de la lame, ils vont "presque" revenir à la position de départ dans chaque image, avec un résultat final qui semble tourner à l'envers.

Les illusions d'optique ne s'arrêtent pas là, Soit. Parfois, les hélices et les pales d'hélicoptère peuvent sembler fragmentées ou tordues, surtout lorsque le mouvement est capturé numériquement. Ceci est causé par la méthode de capture de pixels. La plupart des appareils photo numériques n'exposent pas l'ensemble du cadre simultanément, mais à la place, échantillonnez une seule ligne de pixels à la fois de manière progressive pour remplir le cadre. Lorsque les objets se déplacent extrêmement rapidement, ce volet roulant capture des formes déformées.

Vous pouvez essayer de recréer cet effet vous-même en prenant une vidéo sur votre téléphone et en vous déplaçant rapidement d'avant en arrière. Si des objets solides semblent pliés dans le produit final, l'appareil photo de votre téléphone utilise probablement un volet roulant.

Maintenant c'est cool

Pourquoi les yeux des gens dans certains tableaux semblent-ils vous suivre ? Tout découle de la façon dont une peinture est créée. Si l'ombre, la lumière et la perspective sont parfaites, il s'agit d'une illusion d'optique qui donne l'impression d'être regardé. N'est-ce pas vrai, Mona Lisa ?