¿Qué es el efecto estroboscópico?

El efecto estroboscópico es un fenómeno de percepción visual humana en el que se muestra que el movimiento es interpretado por un cerebro que recibe imágenes discretas sucesivas y las une con alias automáticos para la continuidad temporal. En resumen, el movimiento es un artefacto. Ya sea con una fuente de luz intermitente o a través de una abertura de apertura y cierre, una luz estroboscópica puede controlar lo que el ojo ve de un objeto en movimiento. A pesar del movimiento real, si cada imagen retiniana es la de un objeto en la misma posición exacta, se percibirá como estacionaria. El control estroboscópico del movimiento repetitivo o predictivo, como la rotación de una rueda, puede crear una ilusión óptica que es completamente contraria al movimiento verdadero.

El primer estroboscopio fue un juguete novedoso en el que se hizo girar una pantalla de lámpara con imágenes sucesivas de algo en movimiento, como la marcha de un caballo, mientras que otra pantalla de lámpara exterior con una serie de ranuras de visión radial se hizo girar en la dirección opuesta, creando la ilusión de una imagen fija en movimiento. La película cinematográfica emplea el mismo principio con una luz de proyector y una lente que alberga un obturador de alta velocidad que ilumina y ocluye alternativamente un largo carrete giratorio de imágenes fijas sucesivas. Los espejos giratorios u oscilantes también pueden crear el efecto estroboscópico. Las luces estroboscópicas electrónicas, inventadas por primera vez en 1931, son bombillas que contienen gases que se descargan a una velocidad ajustada por la frecuencia, o ciclo, de la corriente eléctrica que alterna su polaridad. La iluminación fluorescente, de hecho, es una luz estroboscópica que se enciende y apaga a una velocidad demasiado rápida para que los humanos puedan discernirla.

Los investigadores descubrieron hace mucho tiempo que los humanos perciben un movimiento indiscerniblemente real a 24 cuadros por segundo; una velocidad mayor no mejora la verosimilitud, y una velocidad menor produce una ilusión reconocible de movimiento. Varias teorías evolucionaron a partir de esta observación. Una es la teoría del marco discreto que supone que esta frecuencia se correlaciona con la velocidad física de los impulsos neurales y que cada señal constituye una imagen retiniana instantánea y instantánea. Luego, el cerebro humano fabrica subjetivamente el movimiento procesando las imágenes sucesivas mediante alias temporal, completando los momentos en blanco con imágenes fantasma de acuerdo con las leyes cableadas y las reglas aprendidas del espacio y el tiempo.

Este marco teórico es la explicación más aceptada del efecto estroboscópico. Los humanos no ven el movimiento físico; más bien, el cerebro interpreta el movimiento basado en información retiniana rápida pero episódica. El efecto se demuestra más claramente mediante objetos repetitivos, incluidos movimientos cíclicos. Una analogía acertada es que si se toma una foto de un reloj que funciona cada 60 segundos, una persona puede concluir de manera justa, aunque incorrecta, que la manecilla de segundos está rota y no se ha movido. Cualquier objeto cuyo movimiento esté perfectamente sincronizado estroboscópicamente parecerá inmóvil.

Extrapolando de este fenómeno visual, si una cámara de video, operando a 24 cuadros por segundo, dispara una rueda automática que gira 23 veces por segundo o su equivalente fraccional, cada cuadro de video sucesivo capturará la rueda en una posición un poco retrasada revolución de su imagen anterior. La evidencia cuadro por cuadro indica claramente que la rueda se ha movido hacia atrás y, de hecho, la visión humana lo percibirá girando en reversa a una revolución por segundo. La ilusión óptica, familiarizada con películas que representan carruajes tirados por caballos, se llama el "efecto de la rueda del carro", y ocurre en un grado variable con cualquier grabación de video de un objeto giratorio.

El efecto estroboscópico se puede presenciar en otros lugares. Popularizada por los clubes de baile, una luz que parpadea relativamente lentamente animará los movimientos de baile de una persona en cámara lenta. Un motor de automóvil de carrera que gira a 9,000 revoluciones por minuto puede sincronizarse con una luz estroboscópica para congelar y analizar el estado estático del motor a esa velocidad. Se puede mostrar una fuente de agua con un caudal conocido que aparentemente desafía la gravedad iluminándola con una luz estroboscópica temporalmente desplazada. Los principios derivados del efecto estroboscópico, como la frecuencia de muestreo y los algoritmos de alias de una muestra a la siguiente, se han aplicado a dispositivos ópticos como láseres pulsantes que leen un disco giratorio de datos digitales.