图片截取自上海地铁一号线贞洁告白 [1]

当你每天穿行在地铁之中，不知谈你有莫得详确到这样一个风物。当列车逐渐加快行驶起来以后，在窗户出门现了束缚变换的画面。不知谈民众第一次见到的时候是怎么样一个热诚，是不是一眼就看透了这内部的巧妙？归正小编第一眼看到的时候就认为这是个黑科技 成见短让民众笑话了……

但是事实上，这内部的旨趣，两百年前的物理学家就依然作念出了原型。

费纳奇镜

Phenakistiscope

费纳奇镜刚发明之初，东谈主们需要动弹两个圆盘来不雅察动画

在 1832 年的冬天，比利时物理学家尤瑟夫・普拉托 (Joseph Plateau) 和奥地利数学家西蒙・史坦弗 (Simon Stampfer) 着实同期地发明了费纳奇镜 (Phenakistiscope) [2]。在最初始，费纳奇镜中通常把图案画在圆盘上，然后将其动弹起来。透过具有均匀条带的狭缝装配，咱们就不错不雅察到动画的效用，这亦然东谈主们最早建议来的动画的效用，如今看起来就和一段几秒长的 GIF 动画相类似。

尤瑟夫・普拉托在其论文中绘制的泄露图，原图并不会动，小编给它加了点殊效，让它动了起来 [3]

这背后的旨趣也很通俗。若是狭缝和图案动弹频率相匹配，当东谈主们透过一个狭缝位置，就不错顺序看到后头每一帧的动绘制样。愚弄视觉暂留，正本移时的帧与帧之间的变化被东谈主们通过「脑补」补上了。

通过狭缝看到的动画

本色上，东谈主们解析到存在视觉暂留效应就在这之前没多久。1824 年，英国伦敦大学栽植皮特・马克・罗葛特 (Peter Mark Roget)  在他的考虑回报《对通过垂直狭缝不雅察轮子辐条外不雅变化幻觉的阐扬注解》 (Explanation of an optical deception in the appearance of the spokes of a wheel when seen through vertical apertures) 中开端建议东谈主眼不雅察在这内部起到的作用 [4,5]。固然这篇著作中的对于幻觉酿成的文牍在目下看起来显著依然不对时宜，不外并不妨碍它在电影史和动画史上的紧迫性。

普拉托肖像画 [6]

目下多数认为，视觉暂留是由于被不雅察物体移去后，视神经对物体的印象不会立即祛除，而是会捏续一小段本事。普拉托在那时如故个学生，而费纳奇镜的发明很可能就受到这篇考虑回报 [5] 的影响。不外普拉托其后因为千里迷视觉暂留风物的考虑付出了惨痛的代价，他把太阳光聚焦到眼睛里长达 25s，为此透顶失去了我方的成见。民众作念推行的时候一定要法度操作啊

接下来就给民众展示一些顺眼的费纳奇镜的图案吧~

以上图片节选自 colossal [7] 以及日本冈山县立大学视频制作课程作品集 [8]

回到最初始的费纳奇镜中，当狭缝和图案不相匹配时，东谈主们看到的图像将会产生漂移。天然，在本色不雅察的经由中，旋转狭缝引起的图片的精通，变形等皆会对不雅察的狂放产生影响。咱们目下看到，包括上头展示的，大多皆是用电脑软件制作的。

3D 动画

3D Phenakistiscope

如今，费纳奇镜已远远不啻于平面上，愚弄它，东谈主们不错已毕三维空间中的动画。旨趣依旧很相似，但是咱们不再使用狭缝，而是使用频闪的灯来代替。其实这个旨趣咱们早在糊口中三级艳星，大概电影里就见到过了。比如《惊天魔盗团》内部的控雨神技

《惊天魔盗团》电影片断

当第一次照亮雨时，你会看到一个雨滴，当灯关闭后第二次开启，这时刚好有另一滴雨在之前你看到的雨隔邻，你的大脑会错认为这滴雨等于刚才那滴，从而得出雨静止的失实论断。[9]

又比如昔时看到的倒转的电扇

看起来倒着转的电扇，图片来自 Giphy

接下来咱们就来抚玩一些近乎以伪乱的确 3D 动画

东谈主浪 - Lego Figures Doing the Wave [10]

圣诞节 - クリスマスゾートロープ [11]

鱼吃鱼 - Fish Eating Fish [12]

杰出的青蛙 - Jumping Frogs [13]

本色上，还有好多公司愚弄这种形式的动画来作念告白。

Airbnb「别样巴黎」视频拍摄现场 [14]视频从哪来

Video On the Subway

上世纪 80 年代繁衍出来地铁告白的新玩法 [15]

看了上头这样多动画，不知谈你有莫得思出来地铁上视频的旨趣？

地铁中的灯柱

目下愚弄投影和一语气长屏幕的神情来进行视频投放的神情并未几见，主要原因如故在于资本。本色上在数百米长的贞洁壁上一语气安装几百条灯柱就能达到相通的效用。咱们只需要在每个灯柱上设定好出现的图片的公法，就能让画面一语气地动起来，就和旧式电视机中的显像管一样，一排一排大概一列一列地束缚扫描酿成东谈主眼最终看到的动态的画面。

愚弄 960 fps 高帧率录制下来的地铁运行时图案。图片节选自知乎问题「上海地铁行驶中窗外的告白是如何已毕的？」下 Kon Tiki 的回复 [16]不啻于此

It's Not Enough

上头所说的皆是怎么呈现一个动态的画面。那反过来，怎么把一个动态的画面录制下来？两者其实皆有异途同归之妙，电影等于这样拍的。目下咱们若是来挑战一件更意旨的事情，比如给光的传播录个像。

来自 MIT 的 Ramesh Raskar 最终已毕了这个任务，把光在可乐瓶中传播的通盘经由给录了下来。[17] 厚味可乐公司并莫得给扶持费

本色上光速的确终点终点终点的快，一束光从一个可乐瓶的头走到可乐瓶的尾只需要零点几纳秒（1 纳秒等于 0.000000001 秒）。而在这个经由中不错被外部不雅察到的光子数目历历。既然一次看不清，那就肖似几百万次。最终，咱们就不错看到这样的一幅图像。

皮一下

Have Fun

地铁里的那些告白，果然不是职责主谈主员举着告白牌在跑！图片来自 Giphy

参考连合

[1] 土豆网 - 上海地铁一号线告白

[2] 费纳奇镜 - wikipedia

[3] Correspondance mathématique et physique (in French). 7. Brussels: Garnier and Quetelet. 1832. p. 365.

[4] Peter Mark Roget - wikipedia

[5] 论文原文 PDF 版

[6] Joseph Plateau - wikipedia

[7] First Animated Gif

[8] 日本冈山县立大学视频制作课程作品集

[9] 中科院物理所问答专栏 No.128

[10] Simon de Groot - Lego Figures Doing the Wave

[11] PANTOGRAPH07 - クリスマスゾートロープ

[12] Kevin Holmes - Fish Eating Fish

[13] Kevin Holmes - Jumping Frogs

[14] Airbnb「别样巴黎」告白视频

[15] 刘叔亮 - 地铁窗外的动态告白，这里有它的前世今生

[16] 知乎问题「上海地铁行驶中窗外的告白是如何已毕的？」下 Kon Tiki 的回复

红薯妹

[17] Ramesh Raskar - TED Talk

本文来自微信公众号：中科院物理所 （ID：cas-iop），作家：Cloudiiink

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