Войти
«Постоянство экспозиции» как форма визуального искусства, массив огней, колеблющийся взад и вперед в пространстве, с огнями контролируется носимым компьютером Сохранение зрения традиционно относится к оптической иллюзии, которая возникает, когда визуальное восприятие объекта не прекращается в течение некоторого времени после того, как лучи света, исходящие от него, перестают попадать в глаз. Иллюзия также описывается как «стойкость сетчатки», «стойкость впечатлений», просто «стойкость» и другие варианты. Согласно этому определению, иллюзия будет такой же или очень похожей на положительные остаточные изображения.
«Постоянство зрения» также может означать то же, что и «слияние мерцания "эффект, заключающийся в том, что зрение кажется постоянным, когда свет, попадающий в глаза, прерывается с короткими и регулярными интервалами.
С момента своего появления термин «постоянство зрения» считался объяснением восприятия движения в оптических игрушках, таких как фенакистископ и zoetrope, а позже и в кино. Однако эта теория оспаривалась еще до появления кино в 1895 году. Если «постоянство зрения» объяснить как «слияние мерцания», его можно рассматривать как фактор иллюзии движущихся изображений в кино и связанных с ним оптических игрушки, но не как ее единственный принцип.
Ранние описания иллюзии часто приписывали эффект исключительно несовершенству глаза, особенно сетчатки. Позже нервы и части мозга стали частью объяснения.
Сенсорная память была названа причиной.
Некоторые природные явления и принципы работы некоторых оптических игрушек были приписаны стойкость эффекта зрения. Патрик д'Арси распознал эффект в «светящемся кольце, которое мы видим, быстро поворачивая факел, в огненных колесах фейерверков, в плоской форме веретена, которую мы видим в вибрирующем шнуре, в непрерывном круге, который мы видим в шестеренке, которая вращается скорость ". Практически все, что похоже на размытость изображения, наблюдаемое у быстро движущихся объектов, можно рассматривать как «постоянство зрения».
Тот факт, что светящийся уголь появляется как линия света, когда он быстро перемещается, часто использовался для иллюстрации идеи постоянства зрения. Он известен как «эффект следа бенгальского огня», названный в честь следа, который появляется, когда бенгальский огонь быстро перемещается.
Эффект применялся в искусстве путем письма или рисования с использованием источника света, записанного камерой с большой выдержкой.
Цвета на волчках или вращающихся колесах смешиваются, если движение слишком быстрое, чтобы передать детали. Цветная точка тогда выглядит как круг, а одна линия может придать всей поверхности однородный оттенок.
Диск Ньютона оптически смешивает клинья основных цветов Исаака Ньютона в одну (не совсем) белую поверхность, когда он быстро вращается.
В апреле 1825 года первый Тауматроп был опубликован У. Филлипсом (в анонимной ассоциации с Джоном Эйртоном Пэрис ). Тот факт, что изображения по обе стороны от вращающегося диска кажутся сливающимися в одно изображение, часто использовался для иллюстрации концепции постоянства зрения.
В апреле 1858 года Джон Горхэм запатентовал свой калейдоскопический цветной топ. Это верх, на котором размещены два маленьких диска, обычно один с цветами, а другой черный с вырезанными узорами. Когда диски вращаются и верхний диск замедляется в регулярных резких движениях, игрушка демонстрирует «красивые формы, похожие на формы калейдоскопа » с многократно увеличивающимися цветами. Горхэм описал, как цвета кажутся смешанными на волчке «в результате продолжительности последовательных отпечатков на сетчатке». Горхэм основал свой принцип на «хорошо известном эксперименте по вращению палки, воспламененной с одного конца» (он же эффект следа бенгальского огня).
Карандаш или другой жесткий прямой Линия может выглядеть как изгибающаяся и становиться эластичной, если ее достаточно быстро шевелить между пальцами или иным образом совершать жесткие движения.
Постоянство зрения было отвергнуто как единственная причина иллюзии. Считается, что движения глаз наблюдателя не могут отслеживать движения деталей объекта.
Этот эффект известен как развлекательный «волшебный» трюк для детей.
Термин «постоянное зрение» или «POV-дисплей» использовался для устройств отображения LED, которые составляют изображения, отображая одну пространственную часть за раз в быстрой последовательности (например, один столбец пикселей каждые несколько миллисекунд). Двумерное отображение POV часто достигается путем быстрого перемещения одного ряда светодиодов по линейному или круговому пути. Эффект заключается в том, что изображение воспринимается зрителем как единое целое, пока весь путь пройден в течение времени визуальной устойчивости человеческого глаза. Дополнительным эффектом часто является создание иллюзии парящего в воздухе изображения. Трехмерный POV-дисплей часто строится с использованием двухмерной сетки светодиодов, которая перемещается или вращается в объеме. Устройства отображения POV могут использоваться в сочетании с длинными выдержками камеры для создания светового письма.
Типичный пример этого можно увидеть в использовании фонарей для велосипедных колес, которые создают узоры.
Хотя теория сохранения зрения как (основная) причина мы видим фильм, как движение было опровергнуто с 1912 года, историки кино сохраняются в ссылаясь на теории со многими историческими справками и подобными остаточным изображения иллюзий. Следующие события имеют отношение к этой истории.
Аристотель (384–322 до н.э.) отметил, что изображение солнца оставалось в его видении после того, как он перестал на него смотреть.
Открытие стойкости зрения иногда приписывают римскому поэту Лукрецию (ок. 15 октября 99 г. до н. Э. - ок. 55 г. до н. Э.), Хотя он упоминает нечто подобное только в связи с изображениями. видел во сне.
Около 165 г. н.э. Птолемей описал в своей книге Оптика вращающийся гончарный круг с разными цветами на нем. Он заметил, как разные цвета секторов смешивались в один цвет и как точки выглядели как круги, когда колесо вращалось очень быстро. Когда линии проводятся поперек оси диска, они делают всю поверхность однородной по цвету. "Визуальное впечатление, которое создается при первом обороте, неизменно сопровождается повторением случаев, которые впоследствии производят идентичное впечатление. Это также происходит в случае падающих звезд, свет которых кажется растянутым из-за их скорости движения, и все в соответствии с количество воспринимаемого расстояния, которое он проходит вместе с чувственным впечатлением, которое возникает в зрительной способности ».
Порфирий (около 243–305) в своем комментарии к Гармоникам Птолемея описывает, как чувства нестабильны, но запутаны и неточны. Определенные интервалы между повторными впечатлениями не обнаруживаются. Белое или черное пятно на вращающемся конусе (или вершине) появляется как круг этого цвета, а линия на вершине делает всю поверхность того же цвета. «Из-за скорости движения мы получаем впечатление линии на каждой части конуса, когда линия движется».
В XI веке Ибн аль-Хайсам, который был знакомый с трудами Птолемея, описал, как цветные линии на волчке нельзя было различить как разные цвета, а появлялись как один новый цвет, состоящий из всех цветов линий. Он пришел к выводу, что зрению требуется некоторое время, чтобы различить цвет. аль-Хайтам также отметил, что вершина казалась неподвижной при очень быстром вращении, «поскольку ни одна из ее точек не остается неподвижной в одном и том же месте в течение любого заметного времени».
Леонардо да Винчи написал в записной книжке: «Каждое тело, которое движется быстро, кажется, окрашивает свой путь впечатлением от своего оттенка. Истинность этого утверждения очевидна из опыта; таким образом, когда молния движется среди темных облаков, скорость ее извилистого полета делает весь ее курс похожим на светящуюся змею. Если вы махнете зажженной маркой, весь ее курс покажется кольцом пламени. Это потому, что орган восприятия действует быстрее, чем суждение ».
Исаак Ньютон (1642–1726 / 27) якобы продемонстрировал, как белый свет - это сочетание разных цветов с вращающимся диском с цветными сегментами. При быстром вращении кажется, что цвета смешиваются и выглядят как белые (или, скорее, не совсем белый светлый оттенок). В своей книге 1704 года Opticks он описал машину с призмами, линзой и большой подвижной гребенкой с зубцами, заставляющими последовательно проецироваться чередующиеся цвета. Если бы это было сделано достаточно быстро, чередующиеся цвета больше не могли бы восприниматься отдельно, а были бы белыми. Ньютон сравнил его принцип с эффектом следа бенгальского огня: вращающийся горящий уголь может выглядеть как огненный круг, потому что «ощущение угля в нескольких местах этого круга остается на сенсорном уровне до тех пор, пока уголь снова не вернется в тело. в том же месте ».
В 1768 году Патрик д'Арси (1725-1779) сообщил, что он измерил продолжительность 0,13 секунды для одного полного оборота горящего угля, пока он был виден как полный круг света. Он зарегистрировал несколько вращений с помощью специальной машины в своем саду и в сотрудничестве с наблюдателем, у которого было лучшее зрение. Д'Арси подозревал, что продолжительность может различаться у разных наблюдателей, интенсивности света вращающихся объектов, цвета и расстояния просмотра. Он запланировал дальнейшие эксперименты, чтобы определить такие возможные различия, но результаты, похоже, не были опубликованы.
гравюра на дереве «Оптический обман» (1821) 
Пластина с иллюстрацией к «Объяснению оптического обмана во внешнем виде спиц колеса» Питером Марком Роже через вертикальные отверстия (1825 г.) 
Иллюстрации экспериментов Майкла Фарадея с вращающимися колесами с зубцами или спицами (1831 г.) В 1821 г. Ежеквартальный журнал науки, литературы и искусства опубликовал «письмо в редакцию» с title Счет оптического обмана. Он был датирован 1 декабря 1820 года и приписан "Дж. М.", возможно, самому издателю / редактору Джону Мюррею. Автор отметил, что спицы вращающегося колеса, просматриваемые сквозь планки забора, имеют своеобразные кривизны (см. Рисунок). В письме заканчивалось: «Общие принципы, на которых основан этот обман, сразу же придут в голову вашим читателям-математикам, но совершенная демонстрация, вероятно, окажется менее легкой, чем кажется на первый взгляд». Четыре года спустя Питер Марк Роже дал объяснение во время чтения в Королевском обществе 9 декабря 1824 года. Он добавил: «Следует также отметить, что, как бы быстро ни вращалось колесо,, каждый человек говорит, в момент его просмотра кажется, что он находится в состоянии покоя ". Роже утверждал, что иллюзия возникает из-за того, что «отпечаток, производимый пучком лучей на сетчатке, если он достаточно яркий, останется в течение определенного времени после того, как причина исчезнет». Он также предоставил математические подробности о возникающих искривлениях.
Будучи студентом университета Джозеф Плато заметил в некоторых из своих ранних экспериментов, что при взгляде с небольшого расстояния на два концентрических зубчатых колеса, которые быстро вращались в в противоположных направлениях, он создавал оптическую иллюзию неподвижного колеса. Позже он прочитал статью Питера Марка Роже 1824 года и решил исследовать это явление дальше. Он опубликовал свои открытия в журнале Correspondance Mathématique et Physique в 1828 и 1830 годах. В 1829 году Плато представил свой тогда безымянный анортоскоп в своей докторской диссертации Sur quelques propriétés des impression produites par la lumière sur l ' Organe de la vue. Анортоскоп представлял собой диск с анаморфным изображением, которое можно было рассматривать как четкое неподвижное изображение, когда диск вращался, и просматривался через четыре радиальных прорези диска, вращающегося в противоположных направлениях. Диски также могли быть полупрозрачными и освещаться сзади через прорези диска, вращающегося в противоположных направлениях.
10 декабря 1830 года ученый Майкл Фарадей написал статью для журнала Королевского института Великобритании, озаглавленную «Об особом классе оптических обманов». Ему указали на два случая вращающихся колес, которые, казалось, остановились, и он читал о несколько похожей иллюзии частокола в статье Роже. Фарадей начал экспериментировать с вращением зубчатых картонных колес. Некоторые эффекты уже были описаны Плато, но Фарадей также упростил эксперимент, глядя в зеркало через промежутки между зубьями по окружности картонного диска. 21 января 1831 года Фарадей представил в Королевском институте работу с некоторыми новыми экспериментами. Он вырезал концентрические серии отверстий ближе к центру диска (представляющих меньшие зубчатые колеса) с небольшими различиями в количестве «зубцов» на «колесо». Глядя в зеркало через отверстия одного из колес во вращающемся диске, казалось, что это колесо стоит на месте, в то время как другие двигались с другой скоростью или в противоположном направлении.
Плато было вдохновлено дополнительным исследованием Фарадея. экспериментировал и продолжил исследования. В июле 1832 года Плато послал письмо Фарадею и добавил экспериментальный круг с явно абстрактными фигурами, которые производили «совершенно неподвижное изображение маленькой, совершенно правильной лошади» при вращении перед зеркалом. После нескольких попыток и многих трудностей Плато удалось оживить фигуры между прорезями на диске, когда он построил первую эффективную модель phénakisticope в ноябре или декабре 1832 года. Плато опубликовал свое тогда еще неназванное изобретение в письме от 20 января 1833 года в Correspondance Mathématique et Physique.
Саймон Штампфер независимо и почти одновременно изобрел очень похожий Stroboscopischen Scheiben oder optischen Zauberscheiben (стробоскопические диски или оптические магические диски) вскоре после этого. он читал о находках Фарадея в декабре 1832 года.
Стампфер также упомянул несколько возможных вариантов своего стробоскопического изобретения, включая цилиндр (аналогичный более позднему зоотропу ), а также длинную закрученную полоску бумаги или холста, натянутую вокруг двух параллельных роликов (что-то вроде кинопленки) и театральную раму (во многом как более поздний праксиноскоп ). В январе 1834 года Уильям Джордж Хорнер также предложил цилиндрическую вариацию фенакистопы Плато, но ему не удалось опубликовать рабочую версию. Уильям Энсин Линкольн изобрел окончательный зоотроп со сменными анимационными полосами в 1865 году и опубликовал его Милтон Брэдли и Ко в декабре 1866 года.
Идея о том, что эффекты движения в так называемых «оптических игрушках», таких как phénakisticope и zoetrope, вызваны изображениями, задерживающимися на сетчатке, была поставлена под сомнение в статье 1868 года Уильямом Бенджамином Карпентером. Он предположил, что иллюзия была «скорее ментальным, чем феноменом сетчатки глаза».
В узком смысле теория стойкости зрения - это вера в то, что человеческое восприятие движения (сосредоточенное на мозге) является результат постоянства зрения (взгляд по центру). Эта версия теории была отвергнута задолго до изобретения кино, а также опровергнута в контексте кино в 1912 году Вертхаймером, но по-прежнему цитируется во многих классических и современных текстах теории кино. Более правдоподобной теорией для объяснения восприятия движения (по крайней мере, на описательном уровне) являются две различные иллюзии восприятия: фи-феномен и бета-движение.
Визуальная форма памяти, известная как иконическая Память была описана как причина этого явления. Хотя психологи и физиологи отвергли релевантность этой теории для зрителей фильмов, киноведы и теоретики в целом этого не сделали. Некоторые ученые в настоящее время считают всю теорию иконической памяти мифом.
При сопоставлении теории стойкости зрения с теорией фи-феноменов возникает понимание, что глаз - это не камера и не видит в кадрах в секунду. Другими словами, зрение - это не так просто, как регистрация света на носителе, поскольку мозг должен понимать визуальные данные, которые предоставляет глаз, и создавать связную картину реальности. Джозеф Андерсон и Барбара Фишер утверждают, что феномен фи отдает предпочтение более конструкционистскому подходу к кино (Дэвид Бордвелл, Ноэль Кэрролл, Кирстин Томпсон ), тогда как настойчивость видения отдает предпочтение реалистическому подходу (Андре Базен, Кристиан Мец, Жан-Луи Бодри).
