地鐵隧道里的廣告，是怎么“動(dòng)”起來(lái)的？

當(dāng)你帶孩子乘坐地鐵時(shí)，車(chē)窗外的動(dòng)態(tài)廣告是否曾引起孩子的好奇？不少家長(zhǎng)都曾被孩子追問(wèn)：“地鐵隧道里為什么會(huì)‘放動(dòng)畫(huà)片’？”

地鐵窗外飛馳而過(guò)的廣告，看似魔法，實(shí)則藏著有趣的科學(xué)原理。理解它，輕松回答孩子的“為什么”！接下來(lái)，我們就一步步揭開(kāi)其中的秘密！

神奇的“視覺(jué)暫留”

在解答本文最初的疑問(wèn)前，我們先了解一個(gè)名為“視覺(jué)暫留”的神奇效應(yīng)。

我們能看到事物，是因?yàn)楣饩€經(jīng)眼球的一些結(jié)構(gòu)投射到視網(wǎng)膜上，再由視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動(dòng)，傳遞給大腦處理以形成視覺(jué)。但在這一過(guò)程中，由于信號(hào)轉(zhuǎn)換以及沖動(dòng)傳遞均需要一定的時(shí)間，所以在光線消失后，視神經(jīng)對(duì)光線的印象并不會(huì)立即消失，仍會(huì)保留一段時(shí)間，一般為0.1～0.4秒，這便形成了“視覺(jué)暫留”效應(yīng)。簡(jiǎn)單來(lái)講，就是大腦比眼睛的反應(yīng)慢了半拍。

大腦的“玩笑”

了解了“視覺(jué)暫留”，咱們?cè)賮?lái)看地鐵隧道里的“廣告屏幕”的真面目。

從圖中可以看到，隧道墻壁上并沒(méi)有巨大的屏幕，而是裝有一條條垂直的LED發(fā)光柱。靜止時(shí)，大家能看到每根光柱上有著各種顏色的光點(diǎn)，相鄰光柱之間所顯示的光點(diǎn)如果拼在一起，則會(huì)形成一幅完整的圖案；這一幅幅圖案如果連起來(lái)，就是可以傳遞信息的廣告。

所以，當(dāng)列車(chē)快速行駛時(shí)，人眼會(huì)接連不斷地看到連續(xù)的光柱。這時(shí)利用“視覺(jué)暫留”的原理，人們就可以“腦補(bǔ)”出動(dòng)態(tài)的畫(huà)面了——廣告就是這么在我們面前“播放”的?？梢哉f(shuō)，這是大腦和我們開(kāi)了一個(gè)玩笑。

知識(shí)鏈接：

走馬燈

最早對(duì)于“視覺(jué)暫留”效應(yīng)的應(yīng)用，中國(guó)的傳統(tǒng)走馬燈是其中之一。它在宋代時(shí)便已經(jīng)走入尋常百姓家。

在燈內(nèi)點(diǎn)上蠟燭，燭的熱力產(chǎn)生氣流，令輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。輪軸上有剪紙，燭光將剪紙的影投射在屏上，圖像便不斷走動(dòng)——足見(jiàn)中國(guó)古代人民的聰明才智。

現(xiàn)代電影的基礎(chǔ)

其實(shí)，“疾行中的廣告”并不是“視覺(jué)暫留”效應(yīng)的唯一應(yīng)用，其中最負(fù)盛名的當(dāng)屬一個(gè)物理模型——費(fèi)納奇鏡。

在“視覺(jué)暫留”效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)后不久，1832年，來(lái)自比利時(shí)的約瑟夫·普拉陶和來(lái)自?shī)W地利的西蒙·馮施坦普費(fèi)爾幾乎同時(shí)應(yīng)用此原理發(fā)明了費(fèi)納奇鏡。

初代費(fèi)納奇鏡是由安裝在同一軸上的圓盤(pán)構(gòu)成的。圓盤(pán)被均勻地分隔成數(shù)個(gè)扇形區(qū)，按順序在每個(gè)扇形區(qū)畫(huà)上動(dòng)作連續(xù)的圖案。每個(gè)圖案旁邊有相同的狹縫，沿盤(pán)周呈放射狀排列。使用者若拿著圓盤(pán)在鏡前快速旋轉(zhuǎn)盤(pán)片，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的狹縫看盤(pán)片在鏡子里的反射，因“視覺(jué)暫留”效應(yīng)，使用者可以看到分散的圖案逐漸形成連續(xù)的畫(huà)面。此后，又衍生出圖案和狹縫分別在兩個(gè)圓盤(pán)，不依靠鏡子也能實(shí)現(xiàn)連續(xù)播放效果的變體費(fèi)納奇鏡。

費(fèi)納奇鏡的發(fā)明可以說(shuō)為現(xiàn)代電影及動(dòng)畫(huà)的誕生奠定了基礎(chǔ)。不知大家有沒(méi)有這樣的經(jīng)歷，在課本的角落涂鴉，每頁(yè)畫(huà)動(dòng)作不同的小人，當(dāng)連續(xù)快速翻動(dòng)課本的時(shí)候，會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)小人“活了過(guò)來(lái)”！

這就是簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)。其實(shí)，在現(xiàn)代電影或動(dòng)畫(huà)中，畫(huà)面之間并不是完全沒(méi)有間隙的，每個(gè)畫(huà)面被稱為“幀”，一般由24幀組成一秒，每秒的幀越多，畫(huà)面播放起來(lái)便越流暢。費(fèi)納奇鏡上具有連續(xù)性的一系列畫(huà)面可以說(shuō)是“幀”概念的雛形，這與疾行地鐵的廣告有異曲同工之妙，只不過(guò)地鐵的廣告是人在動(dòng)、畫(huà)面靜止，費(fèi)納奇鏡是畫(huà)面在動(dòng)、人靜止。

“視覺(jué)暫留”效應(yīng)本是人體生理結(jié)構(gòu)上的一個(gè)不完美，但人類的智慧總能化腐朽為神奇，從走馬燈、費(fèi)納奇鏡、電影動(dòng)畫(huà)到疾行地鐵中的廣告，這些奇思妙想為我們的生活增添了許多趣味，無(wú)不彰顯著人類的聰明才智。

您和孩子還曾對(duì)哪些日常現(xiàn)象產(chǎn)生過(guò)疑問(wèn)？是雨后彩虹的形狀，還是夜空星星的閃爍？歡迎在評(píng)論區(qū)分享【您曾被孩子問(wèn)住的“為什么”】，我們將會(huì)收集大家的問(wèn)題，并可能在后續(xù)內(nèi)容中為您提供專業(yè)解答哦！

責(zé)任編輯｜趙青云

運(yùn)營(yíng)編輯｜趙青云
質(zhì)量審核 | 李雅欣 王維嘉
圖文來(lái)源 | 《知識(shí)就是力量》雜志《疾行中的廣告》，撰文/孫旭東（中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所），原文有刪改，原創(chuàng)作品轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。

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