为什么在电视、电影里汽车的轮胎是倒着转的？ 无往，别闹，让我忧伤一会儿。 有个词，「Wagon wheel effect」[1]，专门指这种现象的，就是电视电影里，尤其是早期的，很容易看到行进中的车的轮速看起似乎是向后转的现象。不单只电影里，其实现实生活中肉眼也能看得到。 说点题外话，看到这个名词时我的第一反应是「为什么是瓦罐 -- 旅行车这种车的轮子的现象，SUV 的车轮行不行，MPV 的车轮行不行」。后来一查发现，人家这里的 Wagon 其实最早是指四轮马车。 大家都知道，电影的帧率（Frame per second）一般都是 24 FPS，也就是一秒钟拍摄 / 播放 24 帧。 而人眼的特殊的生理结构，经常被生活的真相所蒙蔽。 如果所看的画面的帧率高于 10-12 FPS 的时候，静止的帧播放起来，人眼就会傻傻分不清，画面就会认为是连贯的动作[1]。 根据 Nyquist 定理[2]，为避免失真，采样频率要大于信号带宽的 2 倍，所以就有了 24FPS 这个数。 以上是电视 / 电影的一些基本常识。 接下来我们看一个车轮，它有八个轮辐条(spoke)： 现在我们让它以顺时针每秒转 3 圈的车速行驶，从电影上看会发生什么事。 每秒转 3 圈， 每圈转动 8 个辐条，每秒拍摄 24 帧， （知乎的 LaTeX 公式编辑器虽然好用，但上面式子我依然写了 5 分钟……） 也就是说连续两帧的差别就是：第一帧的第一个辐条，移到了第一帧第二个辐条的位置。 第三帧同理，红线会移到 3 点钟的那一个位置。 那么电影里看到是什么景象：把这些帧连续地播放起来，人眼看到的景象是什么呢？ 想象一下，上面的车子飞快地转起来，红线会快速地，沿着顺时针方向连续地在每个辐条跳，上面红线是为了标记讲解作用，把它恢复成黑色。 此时：车轮在飞快地转，但电影里看到的是一个静止的轮子。 接下来我们换一个速度，让它以 2.5 圈每秒的速度转好了，比刚才的速度慢一点，那么连续两帧的差别是，第二帧的红线还没有移动到第一帧第二个辐条的位置，大约在第一个辐条与第二个辐条之间 83% 的位置。（不想列式子了……） 我们把两帧图像放在一起连续地播放，如下图： 看到这样的景象后，大脑对于这样的现象有两种可能的解析： 一是，顺时针移动了 83%，二是，逆时针移动了 17%。 实际上，大脑会选择此时车轮是逆时针旋转 17% 的解析！为什么会选择这个，我也不清楚，大概可能大家都有懒癌，它看起来处理起来更简单一点。 同理，可以知道，第三帧与第二帧的差别比较时，大脑依然会选择逆时针转了 17%，这样连续播放起来的话，我们会一直处理成逆时针旋转。因此，电影里我们看到的就是车子在前进，实际上轮子是顺时针转的，但看起来却是逆时针转。 问题回答到此完毕。 PS: 通过上面的计算我们可以知道，其实不同轮辐的车轮，出现这种现象的车速是不一样的，出现这种现象时的车速可以计算得出来的。 未经许可，禁止转载。 （知乎日报已获授权） Reference: [1]wikipedia:Wagon-wheel effect [2]wikipedia:Frame rate [3]wikipedia:Nyquist 查看知乎原文
