Animation basics: The optical illusion of motion - TED-Ed

Переводчик: Ruzanna Sargsyan Редактор: Natalia Savvidi

Возьмём последовательность неподвижных изображений.

Take a series of still, sequential images.

Let's look at them one by one.

Посмотрим их по одному.

Faster.

Быстрее.

Now, let's remove the gaps,

Удалим промежутки,

go faster still.

будем менять их быстрее.

Wait for it ...

Ждём...

Bam!

...и вот!

Motion!

Движение!

Why is that?

Почему так происходит?

Intellectually, we know we're just looking at a series of still images,

Мы понимаем, что смотрим лишь

на ряд последовательных неподвижных изображений,

but when we see them change fast enough,

но их достаточно быстрая смена

they produce the optical illusion of appearing as a single, persistent image

создаёт оптическую иллюзию,

заключающуюся в слиянии отдельных изображений в одно,

that's gradually changing form and position.

постепенно меняющее форму и положение.

На этом эффекте основаны все технологии создания кинофильмов,

This effect is the basis for all motion picture technology,

from our LED screens of today

как для современных светодиодных экранов,

to their 20th-century cathode ray forebearers,

так и для их электронно-лучевых предшественников XX века,

проекции кинофильмов

from cinematic film projection to the novelty toy,

и новейших игрушек.

Предполагается даже,

even, it's been suggested, all the way back to the Stone Age

что этим эффектом пользовались ещё в каменном веке,

when humans began painting on cave walls.

когда люди стали рисовать на стенах пещер.

This phenomenon of perceiving apparent motion in successive images

Возникновение иллюзии движения

при последовательной демонстрации изображений

is due to a characteristic of human perception

происходит из-за особенности зрительного восприятия человека,

historically referred to as "persistence of vision."

называемой «инерцией зрительного восприятия».

The term is attributed

Этот термин впервые употребил

to the English-Swiss physicist Peter Mark Roget,

физик Питер Марк Роже — англичанин швейцарского происхождения,

who, in the early 19th century,

который в начале XIX века

used it to describe a particular defect of the eye

использовал его для описания конкретного дефекта глаз,

that resulted in a moving object

из-за которого движущийся объект

кажется неподвижным при достижении им определённой скорости.

appearing to be still when it reached a certain speed.

Not long after, the term was applied to describe the opposite,

Вскоре после этого

этот термин начал применять

the apparent motion of still images,

для описания противоположного явления —

by Belgian physicist Joseph Plateau, inventor of the phenakistoscope.

иллюзии движения неподвижных изображений —

бельгийский физик Жозеф Плато, изобретатель фенакистископа.

«Инерцией зрительного восприятия» он назвал явление,

He defined persistence of vision as the result of successive afterimages,

являющееся результатом последовательных зрительных ощущений,

which were retained and then combined in the retina,

сохраняемых, а затем объединяемых на сетчатке глаза,

making us believe that what we were seeing is a single object in motion.

заставляющее нас поверить в то,

что мы видим один движущийся объект.

This explanation was widely accepted in the decades to follow

Это объяснение получило широкое признание

в последующие десятилетия,

and up through the turn of the 20th century,

вплоть до начала XX века,

когда возникли сомнения насчёт того,

when some began to question what was physiologically going on.

как это может происходить с физиологической точки зрения.

In 1912, German psychologist Max Wertheimer

В 1912 году немецкий психолог Макс Вертгеймер

outlined the basic primary stages of apparent motion

изложил основные этапы возникновения иллюзии движения

на основе простых оптических иллюзий.

using simple optical illusions.

These experiments led him to conclude

Эти эксперименты привели его к выводу,

the phenomenon was due to processes which lie behind the retina.

что явление связано с процессами,

происходящими за сетчаткой глаза.

In 1915, Hugo Münsterberg,

В 1915 году Гуго Мюнстерберг,

a German-American pioneer in applied psychology,

немецко-американский основатель прикладной психологии,

also suggested that the apparent motion of successive images

также предположил, что иллюзия движения

последовательных изображений

is not due to their being retained in the eye,

обусловлена не сохранением в глазе,

but is superadded by the action of the mind.

а происходит при участии сознания.

In the century to follow, experiments by physiologists

Последующие эксперименты

физиологов прошлого века

have pretty much confirmed their conclusions.

во многом подтвердили эти выводы.

As it relates to the illusion of motion pictures,

Поскольку инерция зрительного восприятия связана с иллюзией от кинофильмов,

persistence of vision has less to do with vision itself

она связана не столько с самим зрением,

than how it's interpreted in the brain.

сколько с его интерпретацией в мозге.

Research has shown that different aspects of what the eye sees,

Исследования показали, что различные аспекты того,

что воспринимается глазом,

like form, color, depth, and motion,

такие как форма,

цвет объекта,

глубина цвета

are transmitted to different areas of the visual cortex

и движение,

передаются в различные области зрительной коры

via different pathways from the retina.

от сетчатки глаза разными путями.

It's the continuous interaction

Получаемая информация

of various computations in the visual cortex

постоянно и многообразно обрабатывается в зрительной коре,

that stitch those different aspects together

где эти разные аспекты объединяются,

and culminate in the perception.

превращаясь в зрительное восприятие.

Our brains are constantly working,

Наш мозг постоянно работает,

synchronizing what we see, hear, smell, and touch

синхронизируя то, что мы видим,

слышим, нюхаем,

into meaningful experience

и превращает поток воспринимаего

in the moment-to-moment flow of the present.

в ощущение, имеющее смысл.

So, in order to create the illusion of motion in successive images,

Итак, для того чтобы создать иллюзию

движения последовательных изображений,

we need to get the timing of our intervals

мы должны сделать временные интервалы между ними

close to the speed at which our brains process the present.

близкими к той скорости, с которой наш мозг их обрабатывает.

So, how fast is the present happening according to our brains?

Насколько быстро происходят изменения в соответствии с работой нашего мозга?

Well, we can get an idea

Мы можем получить об этом представление

by measuring how fast the images need to be changing

измеряя, как быстро должны меняться изображения

for the illusion to work.

для возникновения иллюзии.

Let's see if we can figure it out by repeating our experiment.

Давайте посмотрим, сможем ли мы это выяснить,

Here's the sequence presented at a rate of one frame per two seconds

повторив наш эксперимент.

Здесь представлена последовательность

из расчёта один кадр за две секунды

with one second of black in between.

с промежутком между кадрами, равным одной секунде.

At this rate of change,

При такой скорости смены изображений

with the blank space separating the images,

и таких промежутках между ними

there's no real motion perceptible.

нет реально ощутимого движения.

As we lessen the duration of blank space,

По мере уменьшения продолжительности промежутков

a slight change in position becomes more apparent,

небольшие изменения в положении объекта становятся более заметными

and you start to get an inkling of a sense of motion

и появляется некий намёк на ощущение движения

between the disparate frames.

между отличающимися друг от друга кадрами.

One frame per second.

Один кадр в секунду,

Two frames per second.

два кадра в секунду,

Four frames per second.

четыре кадра в секунду.

Now we're starting to get a feeling of motion,

У нас возникает некое ощущение движения,

but it's really not very smooth.

правда, оно не очень плавное.

We're still aware of the fact that we're looking at separate images.

Мы всё ещё понимаем,

что смотрим на отдельные изображения.

Let's speed up. Eight frames per second.

Давайте ускорим процесс

до восьми кадров в секунду,

до двенадцати кадров в секунду.

12 frames per second.

It looks like we're about there.

Похоже, что мы почти достигли эффекта.

At 24 frames per second, the motion looks even smoother.

Двадцать четыре кадра в секунду,

и движение выглядит ещё более сглаженным.

This is standard full speed.

Это стандартная скорость.

So, the point at which we lose awareness of the intervals

Таким образом, значение,

при котором мы перестаём замечать интервалы

and begin to see apparent motion

и у нас возникает иллюзия движения,

seems to kick in at around eight to 12 frames per second.

очевидно, находится в интервале от восьми до двенадцати кадров в секунду.

This is in the neighborhood of what science has determined

Этот промежуток

в науке определён

to be the general threshold of our awareness

как порог нашего сознания,

of seeing separate images.

при котором мы распознаём отдельные изображения.

Вообще говоря, предел этого распознавания

Generally speaking, we being to lose that awareness

находится в интервале около 100 миллисекунд

at intervals of around 100 milliseconds per image,

на одно изображение,

что соответствует частототе кадров

which is equal to a frame rate of around ten frames per second.

где-то около десяти в секунду.

As the frame rate increases,

По мере увеличения частоты кадров

we lose awareness of the intervals completely

мы полностью перестаём ощущать интервалы

and are all the more convinced of the reality of the illusion.

и иллюзия начинает казаться нам

всё более реалистичной.