Создатели 4-Mation, модульного комплекта 3D зоотропов — сняли два замечательных видео, которые демонстрируют использование этими устройствами персистенции или инерции человеческого зрения.
Как только устройство раскручивается до необходимой скорости вращения, ранее неподвижные фигурки лягушек и рыбок прямо на глазах начинают эффектно перемещаться.
Вот смотрите как это выглядит на видео:
Отметим, что для наблюдения людьми вживую применяются 24 светодиодных 3-ваттных строба, время вспышек которых посредством микроконтроллера синхронизировано со скоростью вращения карусели.
Однако для съемок этих видео вместо стробов были использованы высокоскоростной затвор и соответствие скорости вращения карусели кадровой частоте камеры.
История зоотропов восходит к 180 году нашей эры, когда изобретатель Дин Хуань из Китая создал первое такое устройство. Изобретение Дин Хуаня было основано на явлении конвекции.
Современный классический зоотроп изобрёл в 1833 году британский математик Уильям Джордж Горнер, который сам называл его «дедалеумом» или «колесом дьявола». Конструкция этого устройства основана на персистенции, способности сетчатки человеческого глаза сохранять изображения. Первые зоотропы имели вращающийся цилиндр, внутри которого по кругу размещалась серия изображений. Тонкие прорези в нём позволяли видеть кадры анимации только долю секунды. И, по мере того как барабан вращался, зритель мог наблюдать за цикличной анимацией.
Один из самых впечатляющих экспонатов Диснейленда в Калифорнии — зоотроп, созданный студией Pixar по мотивам «Истории игрушек». Удивительно наблюдать за тем, как персонажи из мультфильма оживают перед глазами. Зрители аттракциона могут разглядеть анимацию в мельчайших деталях, изучая сценки с фигурками.
СОВРЕМЕННЫЕ 3D-ЗООТРОПЫ ОПИРАЮТСЯ НА ТЕ ЖЕ ПРИНЦИПЫ, однако вместо плоских двухмерных картинок в них используются 3D-модели, а вместо прорезей — светодиодные вспышки (то есть стробоскоп) для освещения каждого отдельного кадра в определённую долю секунды. Стробоскоп должен мигать с такой частотой, чтобы вспышка происходила после поворота фигуры на 137,5 °. Это примерная величина Золотого угла, который рассчитывается по методу Золотого сечения и на основе Чисел Фибоначчи. Свет позволяет нам видеть каждый отдельный кадр в застывшем виде, а затем наш мозг склеивает эти изображения, и фигурки «оживают» прямо у нас на глазах. В противном случае, если бы вспышек не было, мы просто видели бы размытый вихрь.