Sehvorgang – Wahrnehmung bewegter Bilder

Sehvorgang – Wahrnehmung bewegter Bilder Übung

• Gib an, wie viele Bilder es pro Sekunde braucht, um ein bewegtes Bild sehen zu können.

  Tipps

  Eine elektrische Erregung in den Photorezeptoren benötigt $1/18$ Sekunde, um wieder abzuklingen.

  Lösung

  Damit das Gehirn einzelne Bilder zu einem bewegten Bild zusammensetzen kann, braucht es mindestens 16 bis 18 Bilder pro Sekunde. Sind es weniger Bilder, kommt diese Illusion der gleichmäßigen Bewegung nicht zustande, die Bilder werden noch als Einzelbilder erkannt.
  Je mehr Bilder pro Sekunde gezeigt werden, desto „flüssiger“ ist der Film. Die meisten Fernseh- und Kinofilme laufen mit 24 Bildern pro Sekunde.

• Beschreibe, wieso einzelne Bilder als bewegte Bilder wahrgenommen werden können.

  Tipps

  Photorezeptoren werden durch Licht angeregt und geben elektrische Signale ab, die ans Gehirn weitergeleitet werden. Ist der Lichtreiz weg, dauert es ungefähr 1/18 Sekunde, bis die Sehsinneszelle keine elektrischen Signale mehr sendet.

  Überlagern sich die elektrischen Erregungen der Photorezeptoren, entsteht im Gehirn der Eindruck eines bewegten Bildes.

  Lösung

  Ein bewegtes Bild ist eine kontinuierliche, flüssige Abfolge von Einzelbildern. Im Grunde ist es eine Illusion, die vom Gehirn verursacht wird. Wie kommt sie zustande?

  Fällt Licht auf unsere Sehsinneszellen (Photorezeptoren), dann werden sie erregt und geben elektrische Signale ab, die über den Sehnerv zum Sehzentrum des Gehirns weitergeleitet werden.
  Ist der Lichtreiz weg, dauert es 1/18 Sekunde, bis die Photorezeptoren keine elektrischen Erregungen mehr abgeben. Kommt es in dieser Zeit zu einem neuen Lichtreiz, werden die Photorezeptoren erneut erregt. Im Gehirn kommen dann neben den abklingenden elektrischen Signalen auch die neuen Erregungen an. Durch diese Überlagerung entsteht der Eindruck eines kontinuierlichen Bildes, also ein Film. Demnach muss ein Film mindestens 18 Bilder pro Sekunde zeigen, um für uns als flüssig wahrgenommen werden zu können.

• Ermittle die Namen der Photorezeptoren.

  Tipps

  Hier sind die Photorezeptoren abgebildet. Die grauen, langgestreckten Zellen sind für das Hell-Dunkel-Sehen zuständig, die roten, blauen und grünen Zellen für das Farbsehen.

  Lösung

  Die Photorezeptoren befinden sich in der Netzhaut des Auges. Dort finden wir zwei verschiedene Arten dieser Lichtsinneszellen: Stäbchen sind für das Hell-Dunkel-Sehen zuständig. Für das Farbsehen besitzen wir rote, grüne und blaue Zapfen.

• Untersuche die Wahrnehmung von bewegten Bildern im Zeitraffer und in Zeitlupe.

  Tipps

  Stelle dir vor, du hast eine Sekunde Film mit einer Bildrate von 60 Hz (also 60 Bildern pro Sekunde) aufgenommen. Wenn du diese Sekunde Filmmaterial dann mit einer Bildrate von 24 Hz abspielst, wie es im Kino üblich ist, dann dauert der neue Film 2,5 Sekunden. Die 60 Bilder werden also von 1 Sekunde auf 2,5 Sekunden gestreckt.

  Was denkst du: Kann man die Einzelbilder dann besser oder schlechter erkennen? Und wo bietet sich diese Methode an? Beim Wolkenverlauf (langsame Bewegung) oder einem Fußballschuss (schnelle Bewegung)?

  Lösung

  Zeitraffer und Zeitlupe sind zwei tolle Methoden, um Bewegungsabläufe auf interessante Weise darzustellen. Ohne sie wären manche Prozesse gar nicht so richtig nachzuvollziehen.

  Die Methode Zeitraffer wird angewendet, wenn etwas sehr langsam abläuft. Wenn du also vier Stunden lang jede Minute ein Foto von einer Seerose machst, die gerade dabei ist, aufzublühen, dann hast du in vier Stunden 240 Einzelbilder geknipst. (Die Bildrate wäre dann übrigens sehr klein, nämlich 1/60, weil ja nur alle 60 Sekunden ein Bild erstellt wird). Würdest du diese 240 Einzelbilder mit einer Bildrate von 24 Hz abspielen, wären deine vier Stunden Filmmaterial auf 10 Sekunden zusammengeschrumpft. Die sehr langsame Aufblühbewegung der Seerose kann so viel besser gesehen werden, weil nun auch kleine Bewegungsänderungen erkennbar sind.

  Das Gegenteil ist die Zeitlupe. Hier wird etwas sehr Schnelles viel langsamer abgespielt. Man hat also mehr Zeit für jedes Einzelbild und kann so die Unterschiede zwischen den Einzelbildern besser erkennen. Hochgeschwindigkeitskameras nehmen den Film mit einer sehr hohen Bildrate auf. So ist es möglich, auch den Zeitlupenfilm noch recht flüssig darstellen zu können.

• Vereinfache den Zusammenhang zwischen der Bildrate und der Bildwahrnehmung.

  Tipps

  Stelle dir vier Bilder vor, deren Motive sich fast gar nicht ändern. Was ändert sich, wenn du sie dir erst langsam und dann ganz schnell hintereinander anguckst? Die Helligkeit? Oder die Farben? Oder etwas anderes?

  Lösung

  Die Bildrate oder die Bildfrequenz gibt die Zahl der Einzelbilder pro Sekunde an. Sie wird in der Einheit Hertz (Hz, also 1/s) bzw. in fps (frames per second, also Bilder pro Sekunde) angegeben.

  Je mehr Einzelbilder pro Sekunde, umso flüssiger ist die Wahrnehmung des bewegten Bildes. Sind es weniger als 16 Bilder pro Sekunde (= 16 Hz oder 16 fps), dann nimmt das Auge die Einzelbilder noch als einzelne Bilder wahr. Erst ab einem Wert von 16 bis 18 Bildern pro Sekunde erscheinen Einzelbilder flüssig.

• Entscheide, was bei der Erstellung eines Daumenkinos beachtet werden sollte.

  Tipps

  Auch beim Daumenkino gilt: Je mehr Bilder pro Sekunde zu sehen sind, umso flüssiger ist die Wahrnehmung des Films.

  Der Daumen ist zwar wichtig, um das Buch durchzublättern. Man muss ihn aber nicht sehen, um es als Daumenkino bezeichnen zu können.

  Lösung

  Ein Daumenkino ist ganz schön aufwändig zu erstellen. Die vielen Einzelbilder (für 10 Sekunden ungefähr 100 – das entspricht nur einer Bildrate von 10 Bildern pro Sekunde) sollten sich im Motiv nur geringfügig ändern. Je größer der Unterschied zwischen zwei Einzelbildern, umso „ruckeliger“ der Film. Man sollte das Daumenkino nicht zu langsam abspielen. Denn du weiß ja: Je mehr Bilder pro Sekunde, umso flüssiger ist der Film. Bevor du dein Daumenkino anderen zeigst, solltest du das Abspielen etwas üben, um die Geschwindigkeit und Gleichmäßigkeit gut umsetzen zu können.