Hareket hâlindeki bir otomobilin tekerleklerini videoda izlerken tuhaf bir şey fark etmiş olabilirsiniz. Araç hızlandıkça tekerlek önce yavaşlıyor, ardından kısa bir süre duruyormuş gibi görünüyor ve sonunda geriye doğru dönmeye başlıyor. Benzer bir görüntü uçak pervanelerinde, vantilatörlerde ve dönen makine parçalarında da ortaya çıkabilir.
Elbette tekerlek gerçekte yön değiştirmez. Gördüğümüz şey, hareketin kamera tarafından kaydedilme biçiminden kaynaklanan bir yanılsamadır. Bu olaya vagon tekerleği etkisi denir. Adını, eski kovboy filmlerinde ileri doğru hareket eden at arabalarının tekerleklerinin zaman zaman geriye dönüyor gibi görünmesinden alır.
Vagon Tekerleği Etkisi Nasıl Oluşur?
Bir video, hareketin kesintisiz bir kaydı değildir. Kamera, saniyede belirli sayıda fotoğraf çeker ve bu fotoğrafları art arda gösterir.
Kareler yeterince hızlı gösterildiğinde beynimiz aralarındaki boşlukları fark etmez. Ayrı görüntüleri birleştirerek kesintisiz bir hareket algısı oluşturur. Ancak dönen bir cismin hızı ile kameranın kare çekme hızı belirli biçimlerde örtüştüğünde, kamera hareketin önemli bir bölümünü kaçıracaktır..
Bu durumu matematiksel bir örnekle daha açık görebiliriz. Bir tekerleğin üzerindeki belirli bir noktanın başlangıçta 0 derece konumunda olduğunu düşünelim. Kamera her yeni kareyi çekene kadar tekerlek saat yönünde 30 derece dönsün. Beynimiz bu görüntüleri birleştirdiğinde tekerleğin saat yönünde döndüğünü doğru biçimde algılar.
Şimdi tekerlek çok daha hızlı dönsün ve iki kamera karesi arasında saat yönünde 300 derece ilerlesin. Tekerleğin 300 derece saat yönünde dönmesi, son konumu bakımından saat yönünün tersine 60 derece dönmesiyle aynıdır
Kamera yalnızca başlangıç ve bitiş konumlarını kaydettiği için tekerleğin arada 300 derece ilerlediğini göremez. Beynimiz de genellikle iki görüntü arasındaki en kısa hareket yolunu seçer. Bu nedenle tekerleğin saat yönünde 300 derece döndüğünü değil, saat yönünün tersine 60 derece döndüğünü varsayar. Sonuçta tekerlek gerçekte ileri yönde döndüğü hâlde videoda geriye doğru dönüyormuş gibi görünür.
Aynı mantık, tekerleğin bazen durmuş gibi görünmesini de açıklar. Tekerlek iki kare arasında tam bir tur dönerse yeni karede yine başlangıçtaki konumuna gelir. Üzerinde birbirinin aynısı olan eşit aralıklı kollar varsa, bir kolun yerini sonraki kolun alması da görüntüyü değiştirmez. Kamera açısından tekerlek hiç hareket etmemiş gibidir.
Tekerlek hızı bu eşleşmenin biraz altında ya da üstünde olduğunda ise görünen hareket yeniden değişir. Bu yüzden araç hızlandıkça tekerlek videoda önce yavaşlıyor, sonra duruyor, ardından geriye dönüyor ve bir süre sonra yeniden ileri dönmeye başlıyor gibi görünebilir.
Vagon Tekerleği Etkisi Neden Gerçekleşir?
Vagon tekerleği etkisini belirleyen iki temel unsur vardır: Tekerleğin dönüş hızı ve kameranın saniyede kaydettiği kare sayısı.
Kamera daha yüksek kare hızında kayıt yaptığında tekerleğin konumunu daha kısa aralıklarla görüntüler. Böylece hareket hakkında daha fazla bilgi elde edilir ve dönüş yönünün yanlış algılanma olasılığı azalır.
Tekerleğin üzerindeki tekrar eden şekiller de yanılsamayı güçlendirir. Buna karşılık tekerleğin üzerine tek ve ayırt edilir bir işaret koymak gerçek dönüş yönünü izlemeyi kolaylaştırır.
Vagon tekerleği etkisini en sık film ve video kayıtlarında görürüz. Ancak yanıp sönen ışıklar da çıplak gözle benzer bir yanılsama oluşturur.
Stroboskopik lambalar ortamı sürekli aydınlatmaz; ışığı kısa aralıklarla açıp kapatır. Bu nedenle gözümüz dönen cismi kesintisiz değil, yalnızca ışığın yandığı anlarda görür. Fanın ya da diskin dönüş hızı, ışığın yanıp sönme hızıyla örtüştüğünde cisim durmuş ya da ters yönde dönüyormuş gibi görünür.
Bazı yapay ışıklar da fark edemeyeceğimiz kadar hızlı titreşir. Bu titreşim, özellikle hızlı dönen makinelerde aynı yanılsamayı yaratır. Bu yüzden bir makine parçası durmuş gibi görünse bile gerçekten durduğundan emin olmak gerekir.
Okuma Önerisi: Aristoteles’in Çember Paradoksu Nedir?
Kaynaklar ve İleri Okumalar
- The continuous wagon wheel illusion is associated with changes in electroencephalogram power at approximately 13 Hz. J Neurosci. 2006 Jan 11;26(2):502-7. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4654-05.2006. PMID: 16407547; PMCID: PMC6674399.
- Purves D, Paydarfar JA, Andrews TJ. The wagon wheel illusion in movies and reality. Proc Natl Acad Sci U S A. 1996 Apr 16;93(8):3693-7. doi: 10.1073/pnas.93.8.3693. PMID: 8622999; PMCID: PMC39674.
- Kline K, Holcombe AO, Eagleman DM. Illusory motion reversal is caused by rivalry, not by perceptual snapshots of the visual field. Vision Res. 2004 Oct;44(23):2653-8. doi: 10.1016/j.visres.2004.05.030. PMID: 15358060.
- Maths in a Minute: The wagon wheel effect. Yayınlanma tarihi: 18 Ekim 2021; Bağlantı: Maths in a Minute: The wagon wheel effect/
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
