En misstänkt inbrott är på flykt och de lokala nyheterna spelar upp bilder av en polishelikopter som skannar gatorna. Du vänder din fulla uppmärksamhet till skärmen, vill veta mer, när du inser att något ser fruktansvärt konstigt ut. Helikopterbladen verkar snurra ... bakåt?

Förvånande, det du bevittnar är inte så ovanligt. Snabbt snurrande föremål som helikopterblad, flygplanets propellrar, takfläktar och till och med fordonsfälgar, kan alla se konstiga ut på video och film, som programledaren Lauren Vogelbaum förklarar i BrainStuff -videon ovan. De kan tyckas snurra bakåt, snurrar för långsamt eller, i sällsynta fall, hålla stilla eller böja i udda vinklar - allt när det faktiskt snurrar i rätt riktning med normal hastighet.

För att förstå denna effekt, du måste veta några saker först. Film och video tar en serie stillbilder och spelar dem i snabb följd, som våra hjärnor tolkar som rörelse. När optisk illusion spelar in, Det är troligtvis orsakat av hur föremålen fångas, nämligen inställningarna för slutartid och bildhastighet.

Slutartiden är ett mått på hur länge kameran samlar in ljus varje gång den tar en bild. Ju längre filmen eller den digitala pixelmatrisen utsätts för ljus, desto mer rörelseoskärpa visas i bilden. Låt oss säga att du är ett stort fan av knivkastningstävlingar och du vill dokumentera tävlarnas handlingar.

Låt oss titta på det här med lite snabb matematik:Om en knivkastare kastar ett blad med en hastighet av 10 meter (32 fot 10 tum) per sekund, och du filmar det med en slutartid där kamerans slutare är öppen i en kvart sekund, kniven kommer att röra sig 2,5 meter (8 fot 2 tum) medan kameran exponerar varje bildruta. Resultatet? Kniven kommer att se ut som en randig suddighet i videon. Dock, om du skjuter samma kniv med samma hastighet, men använd en slutartid på en tusendels sekund, den reser bara en centimeter medan varje bild tas. Slutresultatet? Skarpa och tydliga bilder av en (förhoppningsvis) expertknivkastare.

Samma knivkasta analogi gäller snurrande blad, som takfläktar eller helikopterblad. Långa exponeringar gör att helikopterbladen ser suddiga ut, medan snabbare slutartider kommer att skapa allt från vanliga mönster till utseendet på enskilda blad.

Bildhastighet per sekund (FPS) påverkar också hur bilder visas på film och video. Låt oss ta en ny titt på dessa helikopterblad. Om knivarna snurrar exakt 24 gånger per sekund, och du fotograferar med 24 bilder per sekund, den slutliga bilden tar bilder som ser ut att stå stilla. Det beror på att bladen kommer tillbaka till sitt utgångsläge varje gång kameran fångar en ram.

Om FPS är inställt lite snabbare än bladrotationen, de "kommer nästan" tillbaka till utgångsläget i varje ram, med ett slutresultat som ser ut som att de snurrar bakåt.

De optiska illusionerna stannar inte där, antingen. Ibland, propellrar och helikopterblad kan se fragmenterade eller böjda ut, särskilt när rörelsen fångas digitalt. Detta orsakas av metoden för pixelinspelning. De flesta digitalkameror exponerar inte hela ramen samtidigt, men prova istället en enda rad pixlar åt gången på ett progressivt sätt för att fylla ramen. När föremål rör sig extremt snabbt, denna rullande slutare fångar förvrängda former.

Du kan försöka återskapa denna effekt själv genom att ta en video på din telefon och snabbt panorera fram och tillbaka. Om fasta föremål ser böjda ut i slutprodukten, din telefons kamera använder förmodligen en rullande slutare.

Varför verkar ögonen på människor i vissa målningar följa dig? Allt beror på hur en målning skapas. Om skuggan, ljus och perspektiv är helt rätt, det motsvarar en optisk illusion som ger känslan av att bli betraktad. Är det inte rätt, Mona Lisa?