Rückwärts drehende Räder in der Realität? Wie viel FPS hat das Auge?

4 Antworten

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Hallo,

die Wissenschaft geht davon aus, dass das menschliche Auge in etwa 25 - 30 Bilder pro Sekunde vollständig wahrnehmen kann. Dieses geschieht allerdings auf analoge Weise und hat nichts mit den Wahrnehmungen digitaler Bildübertragung ( ruckeln ) zu tun. Wenn z.B. ein Kolibri deutlich öfter als 30 mal pro sekunde mit seinen Flügeln flattert, nehmen wir den Flügelschlag an sich nicht mehr wirklich wahr, sonder wir sehen die Flügelbewegung zunehmend unstrukturiert und imSchlagweg lediglich transparent als Schatten. Die Zwischeninformationen werden zwischen Auge und Sehzentrum dann einfach nicht mehr verarbeitet.

Was Du meinst, ist der sogenannte Stroboskopeffekt. Dieser hat aber nur indirekt mit der Wahrnehmung des menschlichen Auges zu tun. Eher ist es so, dass statt einer homogenen Lichtquelle wie z.. der Sonne oder einer einfachen Glühlampe ein Gasentladungs-Leuchtmittel an Wechselspannung betrieben wird.

Im Gegensatz zur gleichbleibend hell leuchtenden Sonne flackert z.B. eine Leuchtstoffröhre an Wechselspannung mit der Frequenz von ~ 50Hz. Das ist zwar zu schnell für eine direkte Wahrnehmung durch das menschliche Auge, aber wenn man in diesem Licht auf die Flügel eines sich drehenden Ventilatorflügels oder eines Speichenrades etc. schaut, erreicht die LR jeweils in einer gewissen Position der Flügel / Speichen ihre höchste Helligkeit und so kommt je nach Drehzahl der optische Effekt auf, dass z.B. der Ventilator steht, rückwärts oder vorwärts läuft.

Scheint der Rotor stillzustehen, blitzt die Lichtquelle exakt so schnell auf, dass in Abhängigkeit zur Rotordrehzahl ein Anschein von Stillstand entstehen kann. Scheint das Rad langsam rückwärts zu laufen, dreht der Rotor schneller als die Stroboskopie der Lichtquelle, läuft es langsam vorwärts, dreht der Rotor langsamer.

Bei einem sich langsam in der Drehzahl beschleunigenden Rotor wird dieser Effekt je nach Zusammenhang zwischen Frequenz der Stroboskopie und dem Drehzahlverlauf ggf. zwischen vorwärts bis rückwärts drehend wechseln, wenn z.B. das Leuchtmittel mit 50 Hz flackert, der Rotor aber langsam auf ein Mehrfaches der Drehfrequenz beschleunigt.

50 Hz entsprechen dabei 3000 U/min des Rotors um einen scheinbaren Punkt des Stillstandes optisch zu erreichen. Nun muss man die Drehzahl allerdings durch die Anzahl der Speichen oder Rotorflügel teilen. Hat der Ventilator z.B. 5 Flügelblätter, würde optisch ein scheinbarer Stillstand der Flügel bei ~ 600 U/min auftreten.

mfg

Parhalia

Tilim 
Fragesteller
 31.07.2013, 16:23

Ich habe den Effekt noch nicht selber beobachtet aber einige Leute behaupten, dass sich manchmal die Reifen auf der Autobahn rückwärts drehen. Den Effekt mit dem Storoskoplicht kenne ich schon aber auf der Autbahn wirkt doch eher Sonnenlicht und kein Storoskoplicht oder? Der Effekt dürfte also dann nicht auftreten, sehe ich das richtig?

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Parhalia  31.07.2013, 16:56
@Tilim

Menschlich visuelle Wahrnehmung ist sehr individuell ausgeprägt. Es kann also durchaus vorkommen, dass jemand in Deinem Umfeld einen vergleichbaren Effekt zumindest stark abgschwächt gegenüber der Stroboskopie noch im Sonnenschein wahrnehmen kann.

Vibrationen des Fahrzeuges , in welchem der Beobachter sitzt, können diesen schwachen Effekt dann sogar visuell trotz homogener Lichtquelle wirklich begünstigen.

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Beim menschlichen Auge gibt es überhaupt keine FPS Angaben. Das Auge wandelt Lichtwellen in elektrische Signale um und leitet diese zum Gehirn weiter. Dort werden die Signale interpretiert und es entsteht das, was wir als Realität betrachten. Das Problem ist die Geschwindigkeit, mit der das Gehirn die Signale verarbeitet. Beim Film sehen wir im Prinzip mehrere Einzelbilder, die nacheinander eingeblendet werden. Das Gehirn kann aber die Signale nicht so schnell verarbeiten, wie sie kommen, und rekonstruiert deshalb daraus ein Einzelbild, auf dem ein fließender Bewegungsablauf stattfindet. Auch in der Realität gibt es solche Effekte bei schnellen Bewegungsabläufen. Deshalb können wir z.B. eine abgefeuerte Gewehrkugel nicht mehr erkennen. Auch der Effekt mit den rückwärts drehenden Rädern entsteht dadurch. Man sieht das besonders gut bei sehr schnell drehenden Ventilatoren oder Flugzeugpropellern.

Havege  31.07.2013, 15:23

Das stimmt so leider nicht.

Erstens ist es das Auge das nicht hinter her kommt, nicht das Gehirn.

Nachbildwirkung, die Nerven im Auge brauchen eine gewisse "Abklingzeit" bis sie eine Veränderung wahrnehmen.

Deshalb können wir z.B. eine abgefeuerte Gewehrkugel nicht mehr erkennen.

Nein das hat damit auch nichts zu tun.

Auch der Effekt mit den rückwärts drehenden Rädern entsteht dadurch. Man sieht das besonders gut bei sehr schnell drehenden Ventilatoren oder Flugzeugpropellern.

Nein das kommt durch die Kamera. So etwas ist in "real" nur mit dem Stroboskopeffekt machbar.

Für uns dreht sich ohne diesen nichts rückwärts, es wird nur eine einheitliche Fläche die man sieht.

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Mike6969  31.07.2013, 16:17
@Havege

Ein Hirnforscher hat mal folgendes erklärt: Wenn auf einem Bildschirm ein Punkt ausgeblendet und gleichzeitig anderer Stelle eingeblendet wird, konstruiert das Gehirn eine Bewegung des Punktes von A nach B. Deshalb dachte ich, dass das Gehirn die Signale nicht so schnell verarbeiten kann, wie sie empfangen werden.

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Tilim 
Fragesteller
 31.07.2013, 16:25
@Mike6969

Jetzt wo du es erwähnst, ich habe früher echt gedacht, dass sich der Punkt bei Snake auch bewegt :D Da war ich so 6 jahre alt

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  1. Ja, das gibt es. Nennt sich stroboskopeffekt. Guckst du hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Stroboskopeffekt

  2. Da bin ich mir nicht sicher, aber das Auge hat keine FPS. Das Auge sieht kontinuierlich. Man sagt das man ab 24 (bzw. 50) Einzelbildern in schneller Folge, die Bilder nicht mehr als einzelne Bilder sieht, sondern als fortlaufende Bewegung. Das heisst aber nicht, das wir Bewegung immer als Abfolge von Einzelbildern wahrnehmen, sondern sehen diese wirklich kontinuierlich.

  3. Das Gehirn ist, wenn man so will, dem Auge weit voraus. Im Prinzip macht das Gehirn erst das Bild und interpretiert das Gesehene auch sofort.

  4. Das hat mit dem Auge nichts zu tun. siehe oben.

Tilim 
Fragesteller
 31.07.2013, 16:38

Braucht das Sehpurpur nicht seine Zeit um sich zu regenerieren? Im Biologier LK habe ich auch mal gelernt, dass man Stäbchen bzw. Zapfen auch "Leersaugen" kann wenn man in Helles Licht guckt. Dadruch hat man nach nem Blitz auch kurz dunkle stellen im Blickfeld. Das liegt daran, dass die Sinneszellen eine Zeit brauchen um wieder "bereit" zu sein. Das soll wohl auch an den Stadien der Polarisation liegen. Ich glaube kurz nach der hyperpolarisation kann die Zelle nicht erneut gereizt werden. (Ist aber schon 2 Jahre her)

Spricht das nicht gegen eine durchgehende Bildaufnahme?

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MisterKnowitall  31.07.2013, 16:47
@Tilim

Hier kommt das Gehirn ins Spiel. Das gleicht solche "fehlstellen" einfach aus. Für uns ist und bleibt es eine fliessende Bewegung.

Bei Vögel ist das anders. Deswegen bewegt sich der Kopf auch so ruckartig, wenn die laufen.

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Laut meines alten Infolehrers ist es beim PC unötig 65 FPS zu haben ... Da das Auge max bis 35/40 Fps wahrnehmen kann ... So wurde es mir erklärt damals