스트로보 효과

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스트로보 효과란 시각적 현상의 일종인데, 짧은 샘플의 연속에 의해 반복적인 움직임이 나타날 때 일어나는 에일리어싱 때문에 발생한다. 짧은 장면의 연속에 의해 움직이는 물체의 모습이 나타날 때 그리고 움직이는 물체가 샘플링 레이트에 가깝게 회전하거나 어떠한 주기적인 움직임을 띌 때 스트로보 효과가 발생한다. 이것으로 영상에서 마차에 달린 바퀴가 뒤로 돌아가는 것처럼 보인다는 이른바 “마차 바퀴 현상”을 설명할 수도 있다.

strobe fountain(섬광등에 의해 비춰지는 일정한 간격으로 물방울의 흐름)이 스트로보 효과가 회전하지 않고 주기적인 운동을 하는 것에 적용된 예시이다. 이것은 일반적인 빛 아래에서는 보통 분수이지만, 물방울이 떨어지는 주기에 주파수가 맞춰진 섬광등 아래에서는 물방울이 마치 공중에 정지한 것처럼 보인다. 주파수를 조절함으로써 물방울이 천천히 위로 올라가거나 아래로 내려가게 보이게 할 수도 있다.

설명[편집]

스트로보스코프가 기계적 분석에서 쓰인다고 가정해보자. 이것은 조절할 수 있는 섬광등일 것이다. 예를 들자면, 초당 60번 회전하는 물체가 있다고 하자. 초당 60번 섬광을 내뿜는 장치에 의해 비춰졌을 때, 각각의 섬광은 물체가 회전하는 중 같은 모습을 조명하게 되고, 물체는 움직이지 않는 것처럼 보이게 된다. 초당 60번의 주파수 일 때, 시각잔상효과는 연달아 이어지는 빛들을 연결시키고, 인지되는 이미지는 연속적이게 된다.

만약 똑같이 회전하는 물체가 초당 61번의 섬광에 의해 보인다면, 각각의 섬광은 회전하는 물체의 약간 이전의 부분을 조명할 것이다. 61개의 섬광은 물체가 같은 위치로 오기 전에 발생할 것이며, 이미지의 연속은 마치 뒤로 회전하는 것처럼 인지될 것이다.

섬광이 초당 59개일 때에도 같은 효과가 나타난다. 단, 이때에는 각각의 섬광이 회전하는 물체의 약간 이후의 부분을 조명하고 물체는 앞으로 회전하는 것처럼 보이게 된다.

영화의 경우, 정적인 이미지들의 연속으로 이루어져 있으므로, 마찬가지로 스트로보효과가 나타날 수 있다.

마차 바퀴 현상[편집]

영화용 카메라는 보통 초당 24프레임을 촬영한다. 비록 기계의 바퀴가 초당 24회전을 하지 않는다고 하더라도, 각각의 바퀴가 12개의 살이 있고 초당 2회전을 한다고 생각해보자. 초당 24프레임이 찍히고, 각각의 프레임의 살들은 정확이 같은 위치에 있는 것처럼 보인다. 이런 이유로, 바퀴는 움직이는 않는 것처럼 인식된다. 사실, 어떤 위치에서든 각각 촬영된 살은 개개의 프레임에서 실제로는 다른 살들이다. 그러나 살들이 색이나 모양에서 거의 동일하기 때문에 차이는 인식되지 않는다. 따라서, 바퀴의 초당 회전수가 24와 12의 배수이기만 하면, 바퀴는 정적으로 보인다.

만약 바퀴가 초당 2회전보다 조금 느리게 돌아간다면, 살의 위치는 개개의 프레임에서 조금씩 뒤로 밀리게 되고 바퀴는 뒤로 가는 것처럼 보인다.

위험성[편집]

움직이는 기계에 스트로보 효과가 줄 수 있는 환상 때문에, 단파장광은 쓰지않는 것이 권고된다. 예를 들어, 기본적인 단파장 조명에 의해 조명되는 공장은 100 이나 120Hz로 깜빡일 것이다. 50 이나 60rpm의 배수로 회전하는 모든 기계는 회전하지 않는 것처럼 보일 것이고, 이는 오퍼레이터의 사고의 위험을 증가시킨다. 해결책으로는 완전한 3파장 광을 배치하거나, 빛을 더 안전한 주파수로 만드는 높은 주파수의 제어기를 사용하는 것 등이 있다.