Jak powstaje film
Czy można sprzedawać złudzenia? Można i to za
ciężkie pieniądze. Całe Hollywood i wszystkie telewi-
zje na świecie żyją z tego, że nasz mózg ulega złudze-
niom optycznym. Zoetrop to wynalazek,
który w połączeniu z rozwojem fotografii doprowa-
dził do powstania kina. A uzupełniony o XX-wieczny
wynalazek fal radiowych zaowocował powstaniem
telewizji.
CENTRUM NAUKI
KOPERNIK
Eksperymentuj!
Trochę teorii
asada działania zoetropu jest sto-
Zsunkowo prosta. Gdy obracamy
walcem, szczeliny na jego zewnętrz-
nej powierzchni odsłaniają na chwilę
statyczne obrazki znajdujące się na
przeciwległej ściance. Obrazki poka-
zują różne fazy ruchu namalowanej
postaci. Gdy oglądamy szybko jeden
obrazek za drugim, tworzy się złudze-
nie ruchu namalowanej postaci.
Choć kino niedawno obchodziło
swoje stulecie, okazuje się, że tak na-
prawdę nie do końca wiemy, dlaczego
seria zdjęć wyświetlanych bardzo szyb-
ko na ekranie powoduje, że widzimy
poruszające się obrazy.
Samo zjawisko widzenia nierucho- 24 zdjęcia na sekundę, 24 nieruchome obrazki wyświetlane dostatecznie szybko
mych obrazów jest stosunkowo dobrze dają sekundę ruchu, a czasem sekundę śmiechu lub wzruszeń
poznane. Ludzkie oko składa się z so-
czewki w przedniej części i siatkówki
w tylnej. Soczewka rzuca obraz na prawdziwa, wciąż znajduje się w wielu sąsiedztwie. Te oddalone są dla niego
siatkówkę, na której znajdują się ko- podręcznikach jako wytłumaczenie odrębnymi obrazami, te sąsiadujące
mórki światłoczułe. Komórki te przez zasady działania kinematografu.  zlewają się w jeden, ruchomy obraz.
nerw wzrokowy wysyłają informację A jak dzisiaj tłumaczymy to zjawisko? Wydaje się, że przy wystarczająco nie-
o obrazie do mózgu. Wiadomo, że W 1988 roku Livingstone i Hubel od- wielkich zmianach mózg nie odróżnia
już w oku następuje wstępna obróbka kryli, że wrażenia wzrokowe są przeka- iluzji ruchu (następstwa klatek w filmie)
obrazu  na przykład wzmacniane są zywane do mózgu dwiema odrębnymi od rzeczywistego ruchu spotykanego
słabe sygnały świetlne, a osłabiane drogami: wielko- i drobnokomórkową. w naturze. To zaś oznacza, że przetwa-
te najmocniejsze. Dzięki temu, bę- Ta druga przetwarza wrażenia kształtu, rzamy  zwykły ruch jako serię poje-
dąc w pomieszczeniu, widzimy za- koloru i rodzaju powierzchni postrze- dynczych  klatek , a wręcz rozbijamy
równo przedmioty pod dachem, jak ganych obiektów. Pierwsza jest odpo- go na poszczególne elementy. Podsta-
i to, co znajduje się za oknem. Próba wiedzialna właśnie za wrażenie ruchu wowe znaczenie ma fakt zaistnienia
rejestracji takiego obrazu za pomocą i położenia tych samych obiektów. In- zmiany, czyli stwierdzenie, co zmienia
aparatu fotograficznego prowadzi do formacja o ruchu jest przekazywana się w otoczeniu, gdy na nie patrzymy.
tego, że albo nie widzimy szczegó- bezpośrednio do płata skroniowego, W tym celu zmieniamy kąt widzenia
łów w jasnych partiach obrazu, albo dokąd inną drogą docierają informacje (np. pochylając głowę) czy odległość
przedmioty znajdujące się w cieniu są o głębi, kształcie i kolorze. Można po- od przedmiotu. Nasz mózg odróżnia
zbyt ciemne. dejrzewać, że mózg obiera odmienne sytuację, w której poruszają się tylko
Obraz z oka jest poddawany w mó- strategie do  obróbki zmian obrazów niektóre obiekty w naszym polu widze-
zgu skomplikowanej obróbce, o której oddalonych od siebie (zarówno w cza- nia, od sytuacji, w której wszystko się
wciąż nie wiemy zbyt wiele. Jedną sie, jak i w przestrzeni) i istniejących porusza (to oznacza, że tak naprawdę
z prób wyjaśnienia, dlaczego seria w bezpośrednim (czasoprzestrzennym) to my się poruszamy).
nieruchomych obrazów z zoetropu
wydaje nam się ruchomym obrazem,
była teoria bezwładność wzroku opra-
cowana w XIX wieku przez Simona
Rittera Von Stampfera. W jej myśl ob-
raz rzucony przez soczewkę miał trwać Kiedy powoli obracamy
na siatkówce oka przez około 1/15 zoetropem, widzimy
sekundy, a jego szybsze zmiany miały pojawiające się na moment
powodować, że oczy nie są w stanie w kolejnych szczelinach
odróżnić serii statycznych obrazów od statyczne obrazki. Kiedy
sekwencji ruchu. jednak zwiększymy
Przez wiele lat teoria bezwładno- prędkość tak, by przed
ści oka była wystarczająco dobrym naszymi oczami pojawiało
wytłumaczeniem, dlaczego w kinie się kilkanaście szczelin na
mamy wrażenie, że widzimy ruchomy sekundę  mamy wrażenie
obraz. Dziś, choć już wiemy, że nie jest płynnego ruchu
Eksperymentuj!
Fot. East News, Edward Muybridge, Josh Spodek
O historii
ierwowzorem zoetropu był fen- Muybridge prezentuje
Ptoskop  dysk z rysunkami, które zoopraxiskop  urzą-
dawały złudzenie ruchu. Urządzenie dzenie do wyświetla-
zostało wymyślone przez Josepha nia serii zdjęć. Przez
Plateou w 1832 roku. Trzeba by- wiele lat Muybridge
ło 34 lat, by pojawiło się kolejne fotografuje, co się da,
odkrycie w dziedzinie ruchomych opracowując do per-
obrazków  chronetoskop wymy- fekcji technikę fotogra-
ślony przez Lionela Bale a. Zasada fii poklatkowej.
jego działania opierała się na prze- Koniec XIX wieku
suwaniu paska z serią obrazków obfituje w wynalazki
przez drewniany uchwyt, który na związane z rejestracją
chwilę zatrzymywał każdy obrazek ruchomych obrazów.
przed okiem. Rok póz
niej powstał Zajmuje się tym między
zoetrop opracowany przez Williama innymi Tomas Edison.
Lincolna zainspirowanego fento- W 1882 roku chemik
skopami. W tym samym roku John Antoine LumiŁre otwie-
Linett opatentował kineograf  serię ra fabrykę materiałów
obrazków spiętych na brzegu, któ- fotograficznych. Wraz
re spadając jedne po drugim, dają z synami opracowuje
złudzenie ruchu (kineograf można technikę nanoszenia
zrobić, rysując fazy ruchu na kart- emulsji na celuloidową
kach zeszytu). taśmę. Jego synowie
Kolejnym krokiem w rejstracji rucho- w 1895 roku prezen-
mych obrazów był wynalazek Edwarda tują w Paryżu pierwsze
Muybridge a, który w 1873 roku za po- filmy rejestrowane za
mocą systemu kamer zrobił serię zdjęć pomocą wynalezione-
biegnącemu koniowi, rejestrując kolej- go przez siebie kine-
ne fazy jego ruchu. Sześć lat póz
niej matografu.
Współczesne zastosowania
czywistym rozwinięciem idei zo- w 30 -sekundowy filmik. Od tego
Oetropu są kino i telewizja, któ- czasu firma założona przez Josha
re serwują nam długie serie nieru- Spodeka instaluje reklamy wszędzie
chomych zdjęć, a my dostrzegamy tam, gdzie ludzie poruszają się ze
w nich ruchome obrazy. Jednak sam stałą prędkością wzdłuż długich ścian.
zoetrop całkiem niedawno wrócił Poza Atlantą można je było już zoba-
do łask za sprawą Josha Spodeka, czyć m.in. w Filadelfii, Nowym Jorku,
doktoranta astrofizyki z Columbia Chicago, Bostonie, San Francisco czy
Astrophysics Lab, który pod koniec Toronto.
lat 90. XX wieku zaprojektował i opa- Typowa reklama tego typu składa
tentował sposób na wyświetlanie się z ok. 200-300 podświetlonych
ruchomych reklam pasażerom metra. obrazów, które instaluje się na prze-
Jego pomysł błyskawicznie wzbudził strzeni 150-300 m. W zależności od
ogromne zainteresowanie agencji re- prędkości pociągu filmik trwa od 15
klamowych. Spodek zaproponował, do 30 s, a animacja jest dobrze wi-
aby rozprostować zoetrop i przesu- doczna już wówczas, gdy wagoniki
wać widza wzdłuż niego, by wywo- poruszają się z prędkością powyżej
łać dokładnie taki sam efekt ruchu, 3 km/h.
jaki powstaje w trakcie obracania
zabawki. Dzięki pomysłowi Josha Spodeka
W 2001 roku w Atlancie zainsta- posażerowie metra mogą w ciemnych
lowano w metrze pierwszą reklamę, zazwyczaj tunelach obejrzeć ruchome
która pasażerom kolejki układała się filmy reklamowe
Eksperymentuj!
A to ciekawe
stnieją dwa przeciwstawne rodza- choć w rzeczywistości stanowią prze-
Ije schorzeń mózgu rzucające nieco cież ciąg statycznych scen.
światła na niezwykły proces postrzega- Wspomniane efekty może spowo-
nia ruchu przez ludzi. Pierwszym jest dować uszkodzenie mózgu, na przy-
tzw. akinetopsja, czyli wada powodu- kład wylew. Można je także wywołać
jąca, że chory nie widzi ruchu obiek- farmakologicznie za pomocą leków
tów. Każdy poruszający się w polu wi- psychotropowych.
dzenia obiekt jest dla osoby dotkniętej
tą przypadłością albo rozmazany, albo Obrazy widziane przez osoby cierpiące
pojawia się jako seria  stopklatek . na akinetopsję przypominają to, co
Przejściową i odwracalną akinetopsję może zobaczyć zdrowa osoba, obser-
można wywołać poprzez przesyłanie wując przedmiot oświetlony światłem
magnetycznych impulsów poprzez stroboskopowym
czaszkę do niewielkiego (ok. 1 cm
średnicy) obszaru kory mózgu zwa-
nego polem V5. Dlatego wiemy, że
to właśnie to miejsce odpowiada za
odbiór wrażenia ruchu.
Drugim schorzeniem jest agnozja
kształtu, czyli niemożność rozpozna-
wania przedmiotów, o ile nie są one
w ruchu. Ludzie dotknięci tą wadą
postrzegania (której często towarzyszy
także niezdolność rozróżniania barw)
nie są w stanie rozpoznać kształtu
przedmiotów nieruchomych. Co cie-
kawe, bez trudu potrafią je rozpoznać,
kiedy tylko obiekty zaczynają się po-
ruszać. Zaskakujące jest to, że oso- Agnozja kształtu to schorzenie uniemożliwiające rozpoznawanie kształtu przedmio-
by dotknięte tym schorzeniem mogą tów. Na rysunku po prawej stronie cierpiący na tę chorobę pacjent próbował
oglądać w kinie i telewizji filmy i po- zakreślić jednakowe figury  bez powodzenia. Nie był także w stanie skopiować
strzegają je jako  ruchome obrazki , liter i prostych kształtów
Więcej doświadczeń
W internecie
1. Pierwszy eksperyment z ruchomy- 2. Do drugiego eksperymentu potrzeb-
mi obrazami jest starszy niż zoetrop. ne jest lusterko. Do pomocy w zabawie
Do jego przeprowadzenia będziemy trzeba zaprosić kolegę lub koleżankę.
potrzebować kawałka cienkiego, ale Następnie zbliżamy lusterko do twarzy Złudzenia wzrokowe i postrzeganie
sztywnego kartonu, dwóch kawałków tak, byśmy mogli widzieć oboje swoich ruchu
sznurka i ołówka lub kredek do ryso- oczu. Teraz szybko przenosimy wzrok http://pfwmwieckowska.blogspot.
wania. Z kartonu wycinamy koło. Na z jednego oka odbijającego się w lustrze, com/2007/03/zludzenia-optyczne-po-
jego brzegach robimy małe dziurki na drugie. Obraz, który widzimy, płynnie strzeganie-ruchu.html
i przywiązujemy do nich sznurek. Na- przełącza się z lewego na prawe oko, tak
stępnie na jednej stronie koła maluje- że nie widzimy żadnego etapu pośred- Widzenie i uszkodzenia wzroku
my np. małego ptaszka, a po drugiej niego, mimo że po drodze powinniśmy www.fizyka.umk.pl/~duch/Wyklady/
większą od niego klatkę. Teraz chwy- zobaczyć nasadę nosa. Byłby to koronny kog-m/03-w.htm
tamy rękami oba sznurki i obracamy dowód na istnienie bezwładności oka,
kartonowy krążek, tak by pokazywała gdyby nie to, że osoba obserwująca nas Historia animacji i kina
się raz jedna, raz druga strona. Jeśli będzie widziała, że przesuwamy oko http://library.thinkquest.org/
będziemy odpowiednio szybko ob- z lewa na prawo i z powrotem, choć C0118600/index.phtml
racać kartonem, złudzenie optyczne jej bezwładność oka powinna również
spowoduje, że zobaczymy ptaka we- fundować tylko obraz początkowy i koń-
wnątrz klatki. cowy bez obrazu pośredniego.
www.kopernik.org.pl
CENTRUM NAUKI
KOPERNIK
Eksperymentuj!
Fot. East News, Kasi Metacalfe, archiwum