Was können Sie hier sehen?

Die Drehung des Rades wechselt allmählich von Stillstand zu einer Geschwindigkeit von 100 Umdrehungen pro Minute und zurück (Anzeige rechts oben). Wenn Sie das Rad beobachten, scheint es sich aber anders zu verhalten: Ab 50 Umdrehungen pro Minute (rpm) wird es wieder langsamer. Und bei 100 rpm das Wagenrad sogar still zu stehen.

Bekannt ist dieser Effekt vom Kino, z.B. in Western bei den Speichenrädern.

Was können Sie ausprobieren?

Mit den beiden Schiebern können Sie die Geschwindigkeit einstellen, rechts grob, links fein.

Bei 100 Umdrehungen pro Minute scheint zwar das Rad still zu stehen, doch wenn man auf die Schattierung im Zentrum oder beim äußeren Ring achtet, sieht man am “eiern”, dass es sich doch dreht.

Wie funktioniert das?

Wie im Kino oder Fernsehen dreht sich hier das Rad nicht kontinuierlich, sondern die schnell auf einander folgenden Einzelbilder werden von unserem Sehsystem als kontinuierlicher Fluss wahrgenommen. Wir nehmen wir sogar die Zwischenstellungen wahr, obwohl sie gar nicht gezeigt werden. Das Wagenrad wird hier mit 20 Bildern pro Sekunde dargestellt, was knapp der normalen Bildgeschwindigkeit eines Films entspricht (zumindes früher, vor der Digitalisierung). Wenn die Bewegung von Bild zu Bild so groß ist, dass eine Radspeiche genau auf die nächste fällt, dann steht das Rad scheinbar still. Wenn die Verschiebung gerade einem halben Speichenabstand entspricht, dann flackert das Bild nur (hier bei 100 rpm). Darunter und darüber folgt die Wahrnehmung dem Gesetz des nächsten Nachbarn, d.h. wenn wie Verschiebung 3/4 des Abstands ist, wird sie in der anderen Richtung gesehen, so dass nur 1/4 auftritt. Das erklärt das Rückwärtsdrehen; dafür müssen die Speichen natürlich völlig identisch aussehen.

Ähnliche Effekte entstehen bei einem Stroboskopblitz. Damit kann man auch die Geschwindigkeit von schnell rotierenden Maschinen messen, wie zum Beispiel von Flugzeugpropellern. Technisch ist das Ganze ein Fall von “Aliasing” oder Unterabtastung.

Quellen

[→ Weitere Informationen auf Englisch]

 
→Sehphänomene