经常坐地铁的朋友肯定见过，在地铁运行途中，窗外经常会闪过一连串的动画广告。可让人纳闷的是，按理说以地铁跑起来的速度，肉眼很难看清楚窗外运动的物体，那为什么车窗外的广告和地铁能够保持同步呢？今天小编就来给大家“揭秘”！

你平时有观察过地铁外的广告吗？

来源：鲁东大学物理与光电工程学院

流动的图片为何能成为“视频”？

想要弄清楚这个问题，我们得先了解“视觉暂留”现象。

人眼观看到物体时，会在视网膜上成像，视网膜上的感光细胞得到光的刺激之后，视神经通过生物电流将这种刺激传给大脑，大脑根据这种刺激产生一种知觉，也就看到了物体。

但当物体移开之后，视神经对物体的映像并不会立即消失，眼睛仍能继续将视觉图像保留0.1s~0.4s，这就是视觉暂留现象。当多幅相差不多的画面快速、连续播放时，大脑就会误认为画面物体动了起来。

早在唐宋时期，我国就出现了利用视觉暂留现象的走马灯——点燃灯笼里的蜡烛，热气会使灯笼旋转起来，灯笼四周就会投射出移动的画面。

以前上学时，很多人都试过在书本角落画一连串不同动作的小人，这时候如果快速翻动书本，小人看起来就像是看动画片一样，动作连贯地移动起来。

电影中常说的“24格”也是利用视觉暂留的现象，即每秒钟拍摄24幅连续的画面，播放时观众看到的就像是连续运动的图像。

但是视觉暂留所保存的现象是有一定时间限制的，中间隔断的时间越长，画面就越不连贯，而当每秒帧数越多时，暂留的间隔就会越短，画面也就越流畅，这也就是为什么现在拍摄技术要不断更新换代。

你小时候玩过吗？

来源：中国科学技术馆

速度与光频的“精准双人舞”

前面说到的都是“画面动，人不动”的情况，反过来，“画面不动，人来动”其实也是一样的效果，比如地铁广告。

视觉暂留被用到地铁上是在1980年，当时，一位名叫比尔·布兰德的电影人在纽约的地铁隧道里创作了一组线性动画，他在隧道的墙壁上挂了228幅画，每幅画都有一个小小的变化，当地铁经过时，乘客就可以看到一个有趣的变形动画。

而在现代的地铁广告应用中，这些画变成了一排排间隔安装在地铁隧道两侧的LED灯柱。

虽然LED灯柱快速闪过，但由于视觉暂留，前一个灯柱的影像还没在我们视网膜上消失，下一个画面就紧接着出现了，这样就形成了连贯的、能看得清的图像。

当然，这只是基本原理，想要地铁外的广告看起来是连贯的视频，得考虑到列车的移动速度和灯柱的闪烁频率。

地铁广告的灯柱会按不同的间距安装，事实上，地铁隧道里的灯柱并不是一直亮着的，闪烁图案会事先编程，当列车经过时，计算机监测列车移动速度，从而控制灯柱图案的闪烁频率，“配合”我们的眼睛看到完整的图案。

想要动画流畅不卡顿，灯柱的闪烁频率必须和地铁的行驶速度完美配合。然而，在实际应用中，我们偶尔会看到广告画面突然向前“漂移”，这就是车速和灯柱闪烁频率没同步导致的。比如地铁减速时，灯柱闪烁频率没及时调慢，画面就会像视频快进一样往前窜，下次遇到这种情况，你可以淡定地当一回“故障观察员”~

地铁隧道里的灯柱

来源：鲁东大学物理与光电工程学院

所以，地铁广告并不是一张移动的显示屏，也不是投影在车窗的画面，就只是一排排小灯带，是不是很惊讶呢？

下次坐地铁时，不妨盯着窗外广告多看几眼——这些静止的LED灯柱正用科学魔法为你表演“光影魔术秀”。

参考文献：

[1]蒋丽艳.视觉暂留的奇特现象[J].物理教学,2013,35(11).

[2]容旺乔.再论动画之“动”[J].南京艺术学院学报(美术与设计版),2013(03).

供稿单位：重庆陆海传媒有限公司电脑报出版分公司

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