ทำไมเราจึงเห็นล้อรถหรือพัดลมหมุนถอยหลัง

สวัสดีครับเพื่อนๆ ไม่ได้พบกันนานหลายเดือน เนื่องจากมีภารกิจบางประการเลยไม่มีโอกาสได้เข้าโพสท์จังเลย คิดถึงทุกคนครับ  วันนี้กลับมาแล้วพร้อมกับเรื่องราวสาระที่จะนำมาฝากกันครับ

เรื่องที่หลายคนข้องใจว่าทำไมเวลาเราดูภาพยนต์ เราจึงมักเห็นล้อรถคันนั้นหมุนถอยหลังอยู่บ่อยๆ หรือแม้แต่ใบพัดเฮอริคอปเตอร์ ซึ่งบางทีเราจะเห็นมันหมุนถอยหลัง หรือหยุดนิ่ง เพราะอะไร ลองติดตามอ่านกันครับ

นับตั้งแต่สมัยแรกๆ ของยุคภาพยนตร์  ผู้ทำหนังก็สังเกตเห็นแล้วครับว่าภาพของล้อที่หมุนอยู่บนจอนั้นมันผิดปกติ  ผู้ชมมักจะเห็นว่าล้อหรืออะไรก็ตามที่หมุนๆ ในภาพยนตร์ กำลังหมุนวนไปในทางตรงข้ามกับที่ควรจะเป็น ภาพลักษณะนี้ถูกเรียกว่า "ปราฎการณ์ล้อรถม้า" ครับ

ปรากฎการณ์ล้อรถม้า (wagon-wheel effect) คือคำที่ใช้ในการเกิดกรณีเช่นนี้ ทำไมถึงได้ใช้คำว่าล้อรถม้า  ก็เนื่องจากมันเห็นได้ชัดครับ เพราะล้อรถม้ามันใหญ่  ซึ่งในอดีตภาพยนตร์ส่วนใหญ่ก็เป็นหนังที่มีรถม้าวิ่งวนอยู่ในหนังเกือบทุกเรื่อง ก็เลยใช้คำนี้เสียเลย

และนอกจากล้อรถแล้ว ภาพลักษณะเดียวกันนี้ ก็ยังสังเกตเห็นได้จากกรณีของใบพัดเครื่องบิน ใบพัดเฮลิคอปเตอร์ หรือแม้แต่พัดลมที่เราใช้กันอยู่ในบ้าน

ภาพลวงตาของปรากฏการณ์ล้อรถม้า เกิดขึ้นเพราะกล้องถ่ายทำภาพยนตร์บันทึกภาพด้วยอัตรา 24 เฟรม/วินาทีครับ หากล้อหมุนด้วยความเร็ว 24 รอบ/วินาที  กงล้อก็จะหมุนมาอยู่ในตำแหน่งเดิมทุกๆ เฟรม ภาพที่เล่นบนจอก็จะเสมือนว่าล้ออยู่นิ่งๆ ไม่ได้หมุนเลย  

แต่หากล้อหมุนด้วยความเร็วช้าลงคือน้อยกว่า 24 รอบ/วินาที  การหมุนของล้อก็จะวิ่งครบรอบไม่ทันรอบเฟรม ภาพที่ออกมาจึงเหมือนกับว่าตำแหน่งเชิงมุมของกงล้ออยู่หลังตำแหน่งในเฟรมก่อนหน้า  เมื่อฟิล์มภาพยนตร์ถูกฉายเป็นภาพต่อเนื่องบนจอ  สมองเราก็จะแปรผลว่ามันคือภาพของล้อที่กำลังหมุนถอยหลังครับ

หลายคนอาจสงสัยอีกว่า แล้ว 24 เฟรม/วินาที มันคืออะไร ก็เลยขอถือโอกาสอธิบายให้ทราบกันเพราะถ้าเข้าใจถึงเฟรม/วินาที ก็จะทำให้เข้าใจเรื่องนี้ง่ายขึ้นครับ

24 เฟรม/วินาทีคือใน 1 วินาที ที่ทำการฉาย จะมีภาพต่อเนื่องอยู่ 24 ภาพ  ขณะที่เพื่อนๆ กำลังดูภาพยนตร์อยู่ 60 วินาที นั่นแสดงว่าเรากำลังชมภาพไปทั้งสิ้นเท่ากับ 24 ภาพ คูณ 60 วินาที ดังนั้นเท่ากับว่า ใน 1 นาทีเราดูภาพไปทั้งสิ้น 1,440 ภาพกันเลยทีเดียย  ไม่น้อยเลยใช่หรือเปล่าครับ)

หลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ก็ทำให้เกิดภาพลวงตาได้

ภาพลวงตาที่คล้ายกับปรากฏการณ์ล้อรถม้า สามารถเกิดขึ้นได้ในห้องที่ใช้หลอดไฟฟลูออเรสเซนต์  เนื่องจากหลอดฟลูออเรสเซนต์ไม่ได้เปล่งแสงออกมาอย่างต่อเนื่อง  แต่มันจะปล่อยแสงกะพริบๆ ด้วยอัตรา 100 ครั้ง/วินาที  โดยปกติตาของเรามองไม่เห็นการกะพริบที่ว่านี้นะครับ

ดังนั้นเวลาเรามองพัดลมที่กำลังหมุน  จึงรู้สึกว่าบางครั้งใบพัดเหมือนกับหยุดหมุนและบางครั้งเหมือนกับหมุนกลับทิศ ปรากฏการณ์ประหลาดของพัดลมเกิดจากแสงของหลอดฟลูออเรสเซนต์ภายในบ้านนั่นเอง  แล้วทำไมจึงเป็นเช่นนั้นล่ะครับ 

ก็เพราะว่า แสงจากหลอดฟลูออเรสเซนต์จะสว่างและมืดสลับกันวินาทีละ 100 ครั้ง คือสว่าง 100 ครั้ง และมืด 100 ครั้ง  (ถ้าความถี่เป็นวินาทีละ 60 เฮิร์ต  ก็จะสว่างและมืดสลับกันวินาทีละ 120 ครั้ง

ในช่วงที่ไฟสว่างเราจะมองเห็นใบพัดของพัดลมอยู่ในตำแหน่งที่แน่นอน  แต่ในช่วงที่มืดเราจะมองไม่เห็นใบพัด พอถึงช่วงที่สว่างอีกครั้งก็พอดีกับที่ใบพัดหมุนไปได้ 120 องศา  แต่เนื่องจากรูปร่างของใบพัดทั้ง 3 ใบเหมือนกันหมด  ดังนั้นบางเวลาจึงรู้สึกเหมือนว่าใบพัดหยุดนิ่งนั่นเอง แล้วเมื่อเราลดความเร็วพัดลมลง  ความเร็วใบพัดไม่ความสัมพันธ์กับแสงกะพริบของหลอดไฟ จึงส่งผลให้ดูเหมือนว่ามันหมุนถอยหลังครับ 

เรื่องที่นำมาเสนอวันนี้ คงทำให้หลายๆ คนหายข้องใจกันได้บ้าง ถึงแม้จะอธิบายได้ไม่ละเอียดนัก มีเวลาก็จะเขียนเรื่องสไตล์ mata มาฝากกันเรื่อยๆ สำหรับวันนี้คงต้องลากันไปก่อน แล้วพบกันใหม่ครับ mata

เขียนโดย  พรชัย  สังเวียนวงศ์  (mata)

ขอบคุณข้อมูลบางส่วนจาก

• หนังสือ Science Illustrated November 2013

ขอบคุณภาพจาก

• http://www.west86th.bgc.bard.edu/articles/spinners.html

ขอบคุณคลิปจาก

• http://www.youtube.com/watch?v=6XwgbHjRo30