시력의 지속성

Persistence of vision
이 기사는 착시현상에 관한 것이다.기타 용도는 지속성 시력(동음이의)을 참조하십시오.

시력의 지속은 전통적으로 물체에서 나오는 광선이 [1]눈에 들어오지 않게 된 후에도 사물에 대한 시각적 지각이 한동안 멈추지 않을 때 발생하는 착시 현상을 말한다.환상은 또한 "망상적 지속성",[2] "인상의 지속성",[3] 단순히 "지속성" 그리고 다른 변형으로 묘사되어 왔다.이 현상의 가장 흔한 예는 [1]어둠 속에서 빙빙 도는 동안 빛나는 석탄이나 불타는 막대기의 명백한 불꽃 자국이다.

착시현상에 대한 많은 설명은 실제로[4] 긍정적인 잔상이나 움직임의 흐릿함을 묘사하는 것처럼 보인다.

"시력 지속"은 또한 "점멸하는 융합"[5]과 같은 의미로 이해될 수 있는데, 이것은 눈에 들어오는 빛이 짧고 일정한 간격으로 방해될 때 시력이 지속적으로 지속되는 것처럼 보이는 효과이다.시각적 시스템이 모멘트의 차이를 식별하기엔 주파수가 너무 높으면 명암 인상은 중간 밝기로 장면의 연속적인 인상에 함께 융합됩니다.

그것의 도입 이후, "시력 지속"이라는 용어는 페나키스토프나 조트로프 같은 광학 장난감에서 그리고 나중에 영화에서도 움직임 지각에 대한 설명으로 믿어져 왔다.하지만, 이 이론은 1895년 영화화가 발전하기 전부터 논란이 되어왔다.'시력 지속'을 '점멸적 융합'으로 설명한다면, 어두운 간격이 묘사된 장면의 연속적인 인상을 방해하지 않는 이유라고 볼 수 있다.시퀀셜 이미지의 빠른 간헐적 표시의 결과로 발생하는 움직임의 착시 현상은 발명가 Simon Stampfer가 [6]자세히 설명한 스트로보 효과입니다.

환상에 대한 초기 설명은 종종 순전히 눈의 생리학, 특히 망막의 생리학에 영향을 미쳤다.신경과 뇌의 일부분이 나중에 중요한 요소로 받아들여지게 되었다.

감각기억이 [7]원인으로 지목되고 있다.

자연발생과 응용

일부 자연 현상과 일부 광학 완구의 원리는 시력 효과의 지속성에 기인한다.Patrick d'Arcy는 "우리가 횃불을 빠르게 돌리면 볼 수 있는 발광 고리, 불꽃놀이에서 볼 수 있는 불꽃놀이, 진동줄에서 볼 수 있는 평평한 스핀들 모양, 빠른 [8]속도로 회전하는 톱니바퀴에서 볼 수 있는 연속적인 원"에서 그 효과를 인식했다.기본적으로 빠르게 움직이는 물체에서 볼 수 있는 움직임의 흐릿함과 유사한 모든 것은 "시력 지속"으로 간주될 수 있다.

스파클러의 흔적 효과

빠르게 움직이는 발광 물체 뒤에 있는 별도의 빛의 선은 스파클러를 사용하는 것으로 알려져 있기 때문에 "스파클러의 흔적 효과"로 알려져 있습니다.

이 효과는 노출 시간이 긴 카메라에 의해 기록된 광원으로 글씨를 쓰거나 그림을 그리는 방식으로 예술에 적용되기도 했다.

컬러탑/뉴턴디스크

주요 기사:뉴턴 원반

움직임이 너무 빨라서 디테일을 기록할 수 없을 경우 팽이나 회전하는 휠의 색상이 서로 섞입니다.그러면 색칠된 점이 원으로 나타나고 한 개의 선이 전체 표면을 하나의 균일한 색상으로 표시할 수 있습니다.

뉴턴 원반은 아이작 뉴턴이 빠르게 회전할 때 광학적으로 원색의 쐐기를 하나의 흰색 표면에 섞는다.

타우마트로프

1825년 4월, 최초의 타우마트로프가 W. Phillips에 의해 출판되었습니다(John Ayrton [9]Paris와 익명으로.빙글빙글 도는 디스크의 양쪽에 있는 그림들이 하나의 이미지로 어우러지는 것처럼 보인다는 사실은 종종 시력의 지속성의 개념을 설명하기 위해 사용되어 왔다.

만화경 컬러탑

1858년 4월, 존 고햄은 그의 케일리도스코프 [10]컬러탑에 특허를 냈다.이것은 두 개의 작은 디스크가 놓여 있는 탑입니다. 하나는 보통 색이 들어간 것이고 다른 하나는 오려낸 무늬가 있는 검은색입니다.디스크가 회전하고 상단 디스크가 규칙적인 덜컹거림 동작으로 지연되면 장난감은 "만화경과 유사한 아름다운 형태"를 여러 가지 색상으로 나타냅니다.고럼은 "망막에 연속적인 인상을 주는 동안" 회전하는 팽이에 색이 어떻게 섞여 보이는지를 묘사했다.고햄은 "한쪽 끝에 점화된 막대기를 돌리는 잘 알려진 실험" (일명 반짝이는 사람의 흔적 효과)[11]에 대한 원리를 확립했습니다.

고무펜슬 트릭

연필이나 다른 단단한 직선은 손가락 사이에 충분히 빠르게 꿈틀거리거나 단단한 운동을 할 때 구부러지거나 고무처럼 보일 수 있습니다.

시력의 지속성은 환상의 유일한 원인으로 버려졌다.관찰자의 눈동자 움직임이 [12]물체의 특징의 움직임을 추적하지 못하는 것으로 생각된다.

이 효과는 어린이들을 [13]위한 재미있는 "마법의" 속임수로 널리 알려져 있습니다.

LED POV 디스플레이

A spinning LED display.
회전(로터) LED 디스플레이

"비전 디스플레이의 지속성" 또는 "POV 디스플레이"라는 용어는 한 번에 하나의 공간 부분(예: 몇 [14]밀리초마다 픽셀 열)을 빠르게 표시하여 이미지를 구성하는 LED 디스플레이 장치에 사용됩니다.2차원 POV 디스플레이는 종종 선형 또는 원형 [citation needed]경로를 따라 한 줄의 LED를 빠르게 이동시킴으로써 실현됩니다.그 효과는 사람의 눈의 시각적 지속 시간 동안 전체 경로가 완성되는 한 뷰어에 의해 이미지가 전체적으로 인식되는 것입니다.또 다른 효과는 종종 이미지가 공중에 떠 있는 듯한 착각을 일으킨다.3차원 POV 디스플레이는 볼륨을 통해 [15]스윕 또는 회전하는 LED의 2D 그리드를 사용하여 종종 구성됩니다.POV 디스플레이 장치를 긴 카메라 노출과 함께 사용하여 가벼운 [16]필기를 생성할 수 있습니다.

이것의 일반적인 예는 [17]패턴을 생성하는 자전거 바퀴 조명의 사용에서 볼 수 있습니다.

역사

플리커 융접과 모션 블러와 관련된 현상은 고대부터 기술되어 왔다.영화사학자들은 종종 깜박임 퓨전을 물체를 응시하고 난 후에 발생하는 잔상과 혼동해 왔지만, 영화 속 움직임 지각에 대한 설명에서 스트로보 효과의 중요성은 대부분 무시했다.

잔상에 대한 과거 참조

아리스토텔레스 (기원전 384–322)는 태양의 이미지가 보는 것을 멈춘 후에도 그의 시력에 남아 있다는 것을 주목했다.

비록 그가 꿈에서 [18]본 이미지와 관련하여 비슷한 것을 언급하지만, 시력의 지속성의 발견은 때때로 로마 시인 루크레티우스(기원전 99년 10월 15일 경 – 기원전 55년 경)에 기인한다.

서기 165년경 프톨레마이오스는 그의 책 광학에서 다른 색깔의 회전하는 도공 바퀴를 묘사했다.그는 바퀴가 매우 빠르게 회전할 때 섹터들의 다른 색깔들이 어떻게 한 색으로 섞였는지 그리고 점들이 어떻게 원으로 나타나는지에 주목했다.디스크의 축을 가로질러 선이 그려지면 표면 전체가 균일한 색으로 보입니다."첫 번째 혁명으로 생성된 시각적 인상은 변함없이 동일한 인상을 만들어 내는 반복적인 사례가 뒤따릅니다.이것은 또한 별똥별의 경우에서도 일어납니다.별의 운동 속도 때문에 빛이 팽창한 것처럼 보이는 경우, 이는 별똥별이 가시적인 거리를 얼마나 지나느냐에 따라 시각 [19][20]능력에서 나타나는 감각적인 인상과 함께 나타납니다."

프톨레마이오스의 고조파에 대한 그의 논평에서 포르피리 (243–305)는 감각들이 어떻게 안정적이지 않지만 혼란스럽고 부정확한지를 묘사한다.반복된 인상 사이의 특정 간격은 감지되지 않습니다.회전하는 원뿔(또는 상단)의 흰색 또는 검은색 점이 해당 색상의 원으로 나타나고 상단 선에 따라 표면 전체가 해당 색상으로 나타납니다.움직임이 신속하기 때문에 선이 [21]움직일 때 원뿔의 모든 부분에 선의 인상을 받습니다.

11세기에 프톨레마이오스의 글에 익숙한 이븐 알-헤이담은 팽이 위의 색깔 있는 선이 어떻게 다른 색으로 구별되지 않고 선의 모든 색으로 구성된 하나의 새로운 색으로 나타났는지를 묘사했다.그는 시력이 색을 구별하는 데 약간의 시간이 필요하다는 것을 추론했다. 또한 알-헤이탐은 "인식 가능한 [22]시간 동안 그 어떤 점들도 같은 장소에 고정되지 않기 때문에" 매우 빠르게 회전했을 때 팽이가 움직이지 않는 것처럼 보인다고 지적했다.

레오나르도 다빈치는 수첩에 이렇게 썼다: "빠르게 움직이는 모든 물체는 그 색깔의 인상으로 길을 물들이는 것처럼 보인다.이 명제의 진실은 경험에서 알 수 있다.따라서 번개가 먹구름 사이에서 움직일 때, 그것의 구불구불한 비행 속도는 그것의 전체 코스를 빛나는 뱀처럼 만든다.그래서 당신이 불붙은 브랜드를 흔든다면 그것의 전체 코스는 불타는 것처럼 보일 것이다.이는 [23]지각기관이 판단보다 더 빠르게 작용하기 때문이다.

아이작 뉴턴 (1642–1726/27)은 1704년 책 옵틱스에서 프리즘, 렌즈, 그리고 이빨이 달린 커다란 움직이는 빗이 번갈아 나오는 색깔들을 연속적으로 투영하게 하는 기계를 묘사했다.만약 이것이 충분히 빨리 이루어지면, 교대하는 색들은 더 이상 개별적으로 인식되지 않고 흰색으로 보일 수 있었다.뉴턴은 그것의 원리를 불꽃의 흔적 효과와 비교했다: 회전하는 타는 석탄은 "석탄이 다시 같은 [24]장소로 돌아올 때까지 그 원의 여러 곳에 있는 석탄의 감각이 감지기에 남아 있기 때문에" 불 원처럼 보일 수 있다.

1768년 Patrick d'Arcy (1725년-1779년)는 불타는 석탄이 완전한 원 모양의 빛으로 보이는 동안 한 번 완전히 회전하는 동안 0.13초의 지속시간을 측정했다고 보고했다.그는 정원에서 특수 제작된 기계와 뛰어난 시력을 가진 관찰자의 협력으로 여러 번 회전을 등록했다(달시 자신의 시력은 사고로 손상되었다).D'Arcy는 그 지속시간이 관찰자, 회전하는 물체의 광강도, 색상과 가시거리 사이에 다를 수 있다고 추측했다.그는 이러한 가능한 차이를 [8]알아내기 위해 추가 실험을 계획했지만, 결과는 발표되지 않은 것으로 보인다.

1820-1866: 회전바퀴

광학적 속임수의 목판 삽화(1821)
수직 개구부를 통해 보이는 바퀴 스포크의 외관에 대한 피터 마크 로제의 광학 기만에 대한 설명(1825) 일러스트 플레이트
마이클 패러데이의 톱니바퀴 또는 스포크가 있는 회전 바퀴 실험의 삽화(1831년)

1821년, Quarterly Journal of Science, Literature, and The Arts는 "편집자에게 보내는 편지"를 "광학적 기만의 설명"이라는 제목으로 발행했습니다.이 책은 1820년 12월 1일자로 "J.M." 출판사/편집자 존 머레이가 [25]쓴 것으로 추정됩니다.저자는 펜스 슬랫을 통해 보이는 회전 바퀴의 스포크가 독특한 곡선으로 나타난 것에 주목했다(그림 참조).편지는 이렇게 결론지었다: "이 기만의 기초가 되는 일반적인 원칙은 즉시 여러분의 수학 독자들에게 떠오르겠지만, 완벽한 설명은 아마도 첫눈에 보이는 것보다 덜 쉬운 것으로 판명될 것입니다."[26]4년 후인 1824년 12월 9일, Peter Mark Roget은 Royal Society에서 책을 읽을 때 설명을 했다.그는 "또한 바퀴가 아무리 빠르게 회전하더라도 각 개인이 보는 그 순간에는 정지해 있는 것처럼 보인다는 점도 주목할 필요가 있다"고 덧붙였다.로제는 이 착각이 "충분히 선명하다면 원인이 사라진 후에도 일정 시간 동안 망막에 있는 광선 연필로 만든 인상이 남아있을 것"이라고 주장했다.그는 또한 나타나는 [27]곡선에 대한 수학적 세부사항을 제공했다.

대학생 조셉 플라토는 그의 초기 실험에서 반대 방향으로 빠르게 회전하는 두 개의 동심 톱니바퀴를 작은 거리에서 바라볼 때 움직이는 바퀴와 같은 착시현상을 만들어 낸다는 것을 알아챘다.그는 나중에 Peter Mark Roget의 1824년 기사를 읽고 그 현상을 더 조사하기로 결정했다.그는 1828년과[28] [29]1830년에 그의 연구 결과를 Mathématique et Feechys에 발표했다.1829년 Plato는 그의 박사학위 논문 Sur quelques propriettes des impressions par la l'organe de la vue에서 [30]당시 이름 없는 그의 비정식경을 제시했다.어노토스코프는 회전할 때 움직이지 않는 선명한 이미지로 볼 수 있는 비정형 사진을 가진 디스크로, 역회전하는 디스크의 4개의 방사상 슬릿을 통해 볼 수 있었다.또한 디스크는 반투명하고 역회전 디스크의 틈을 통해 뒤에서 불이 켜질 수 있습니다.

1830년 12월 10일, 과학자 마이클 패러데이는 영국 왕립 연구소 저널에 "광학적 기만의 특이한 클래스에 대하여"라는 제목의 논문을 썼다.정지해 있는 것처럼 보이는 회전 바퀴의 두 가지 예가 그에게 지적되었고 그는 로제의 기사에서 다소 비슷한 벽면 착시현상에 대해 읽었었다.패러데이는 이빨이 있는 골판지 바퀴의 회전 실험을 시작했다.Plato에 의해 여러 가지 효과가 이미 설명되었지만, 패러데이는 또한 골판지 [31]원반 둘레에 있는 치아 사이의 공간을 통해 거울을 보는 것으로 실험을 단순화했다.1831년 1월 21일 패러데이는 왕립 연구소에서 새로운 실험과 함께 논문을 발표했다.그는 디스크의 중심에 가까운 일련의 동심원 구멍(작은 톱니바퀴를 나타냄)을 "바퀴"당 "톱니바퀴"의 양에서 작은 차이로 잘라냈다.회전하는 원반의 바퀴 중 하나의 구멍을 통해 거울을 보았을 때, 그 바퀴는 정지해 있는 것처럼 보였고 다른 바퀴들은 다른 속도나 반대 [32]방향으로 움직이는 것처럼 보였다.

플라토는 패러데이의 추가 실험에서 영감을 받아 연구를 계속했다.1832년 7월, 고원은 패러데이에게 편지를 보내고 [33][34]거울 앞에서 회전하면 "조금도 움직이지 않는, 완전히 규칙적인 말의 이미지"를 만들어내는 추상적인 형상으로 보이는 실험 원을 추가했다.Plato는 1832년 11월 또는 12월에 Phénakistope의 첫 번째 효과적인 모델을 만들었을 때 여러 번의 시도와 많은 어려움 끝에 디스크의 틈 사이에 있는 형상에 애니메이션을 만들 수 있었습니다. Plato는 1833년 1월 20일, Mathématique et [35]Feechys에게 보낸 편지에서 그의 당시 이름 없는 발명품을 발표했습니다.

사이먼 스탬퍼는 1832년 [6]12월 패러데이의 발견에 대해 읽은 직후 그의 매우 유사한 Stroboscopischen Sheiben oder optischeiben (스트로보 디스크 또는 광학 매직 디스크)을 독립적으로 그리고 거의 동시에 발명했다고 주장했다.

스탬퍼는 또한 두 개의 평행 롤러(일부 필름과 비슷함)와 극장 같은 프레임(후대의 [6]프락시노스코프와 비슷함) 주위에 늘어뜨린 긴 고리 모양의 종이 조각이나 캔버스뿐만 아니라 그의 스트로보 발명의 몇 가지 가능한 변형을 언급했다.1834년 1월, 윌리엄 조지 호너는 또한 플라토 페나키스토프의 원통형 변형을 제안했지만,[36] 그는 작업 버전을 출판하지 못했다.William Ensign Lincoln은 1865년 교환 가능한 애니메이션으로 최종 조트로프를 발명했고 1866년 [37]12월 Milton Bradley에 의해 출판되었습니다.

필름의 움직임 지각에 대한 기타 이론

그의 1833년 특허와 그의 스트로보 디스크에 대한 설명 팜플렛에서, Simon Stampfer는 그림에서 반사된 빛의 빔의 간섭의 중요성을 강조했고, 반면 메커니즘은 적절한 속도로 이미지를 눈을 통해 전송할 수 있었다.그림들은 물리학과 수학의 특정한 법칙에 따라 구성되어야 했는데, 여기에는 움직임을 개별 순간으로 체계적으로 나누는 것이 포함된다.그는 시력의 지속에 대한 생각을 방해를 [6]눈치채지 못하게 만드는 효과로만 설명했습니다.

Phénakistope와 Zeetrope와 같은 소위 "광학 장난감"의 운동 효과가 망막에 남아 있는 이미지에 의해 야기될 수 있다는 생각은 1868년 William Benjamin Carpenter의 기사에서 의문을 제기했습니다.그는 그 환상이 "망막 현상이라기 보다는 정신적인 현상"[38]이라고 제안했다.

초기의 시력 지속 이론은 망막 중심이었지만, 이후의 이론은 운동 지각의 인지적 요소들에 대한 아이디어를 선호하거나 추가했다.애니메이션의 기본 원리에 대한 많은 심리적 개념은 이미지 사이의 빈칸이 마음에 [citation needed]의해 채워진다는 것을 암시한다.

맥스 웨르트하이머는 1912년에 실험 대상자들이 타키스토프에 의해 한 물체가 한 위치에서 다음 위치로 이동하는 것처럼 착각하기에 이상적인 속도로 투영된 두 다른 위치 사이에 아무것도 보지 못한다는 것을 증명했다.그는 동작의 착시현상을 나타내기 위해 그리스 문자인 파이(phi)를 사용했다.고속에서는 피실험자가 두 위치를 거의 동시에 볼 수 있다고 믿었을 때 투영된 그림 사이에서 또는 그 주변에서 움직이는 물체 없는 현상이 관찰되었다.Wertheimer는 이 "순수 파이 현상"이 움직임에 [39]대한 보다 직접적인 감각 경험이라고 추정했다.도형 사이의 간격에 걸쳐 움직이는 이상적인 애니메이션 착시 현상은 나중에 "베타 운동"이라고 불렸습니다.

상징적인 기억으로 알려진 시각적 형태의 기억은 [40]시력의 지속의 원인으로 묘사되어 왔다.오늘날 일부 과학자들은 상징적인 기억의 이론 전체를 [citation needed]신화라고 생각한다.

시력 지속 이론을 파이 현상의 이론과 비교하면, 눈은 카메라가 아니고 초당 프레임 단위로 볼 수 없다는 것이다.즉, 뇌가 눈이 제공하는 시각 데이터를 이해하고 일관된 [citation needed]현실의 그림을 구성해야 하기 때문에 시각은 매체에 빛이 등록되는 것만큼 간단하지 않다.

비록 심리학자들과 생리학자들은 망막 지속성 필름 시청률의 이론의 관련성을 거부했지만, 영화 학자들과 이론가들은 일반적으로 그렇지 않았고, 그것은 많은 고전적이고 현대적인 영화 이론 텍스트에서 [41][42][43][44]인용되고 있습니다.

조셉과 바바라 앤더슨은 파이 현상은 영화에 대한 보다 구성주의적 접근(데이비드 보드웰, 노엘 캐롤, 커스틴 톰슨)의 특권을 가지고 있는 반면, 시력의 지속성은 현실주의적 접근(안드레 바진, 크리스티앙 메츠, 장 루이 [44]보드리)의 특권을 가지고 있다고 주장한다.

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외부 링크