Um suspeito de roubo está fugindo e o noticiário local está reproduzindo imagens de um helicóptero da polícia esquadrinhando as ruas. Você volta toda a sua atenção para a tela, querendo saber mais, quando você percebe que algo parece terrivelmente estranho. As hélices do helicóptero parecem estar girando ... para trás?

Surpreendentemente, o que você está testemunhando não é tão incomum. Objetos que giram rapidamente, como lâminas de helicóptero, hélices de avião, ventiladores de teto e até aros de pneus de veículos, tudo pode parecer estranho em vídeo e filme, como o apresentador Lauren Vogelbaum explica no vídeo BrainStuff acima. Eles podem parecer estar girando para trás, girando muito devagar ou, em casos raros, mantendo-se imóvel ou dobrando-se em ângulos estranhos - tudo quando realmente girando na direção certa a uma velocidade normal.

Para entender esse efeito, você precisa saber algumas coisas primeiro. Filme e vídeo capturam uma série de imagens estáticas e as reproduzem em rápida sucessão, que nossos cérebros interpretam como movimento. Quando a ilusão de ótica entra em ação, é provavelmente causado pela maneira como os objetos são capturados, ou seja, as configurações de velocidade do obturador e taxa de quadros.

A velocidade do obturador é uma medida de quanto tempo a câmera coleta luz cada vez que tira uma foto. Quanto mais tempo o filme ou matriz de pixel digital fica exposto à luz, mais desfoque de movimento aparecerá na imagem. Digamos que você seja um grande fã de competições de arremesso de faca e deseja documentar as ações dos competidores.

Vejamos isso com um pouco de matemática rápida:se um atirador de faca lança uma lâmina a uma velocidade de 10 metros (32 pés e 10 polegadas) por segundo, e você filma em uma velocidade de obturador em que o obturador da câmera fica aberto por um quarto de segundo, a faca percorrerá 2,5 metros (8 pés e 2 polegadas) enquanto a câmera expõe cada quadro. O resultado? A faca parecerá um borrão raiado no vídeo. Contudo, se você atirar na mesma faca com a mesma velocidade, mas use uma velocidade do obturador de um milésimo de segundo, ele percorrerá apenas um centímetro enquanto cada foto é tirada. O resultado final? Imagens nítidas e claras de um (espero) especialista em atirar facas.

Esta mesma analogia de arremesso de faca se aplica a lâminas giratórias, como ventiladores de teto ou hélices de helicóptero. Longas exposições fazem com que as hélices do helicóptero pareçam borradas, enquanto velocidades de obturador mais rápidas criarão tudo, desde padrões de aparência normal até a aparência de lâminas individuais.

A taxa de quadros por segundo (FPS) também afeta a maneira como as imagens aparecem no filme e no vídeo. Vamos dar uma olhada nessas hélices de helicóptero. Se as lâminas estiverem girando exatamente 24 vezes por segundo, e você está gravando a 24 quadros por segundo, a captura da imagem final mostrará lâminas que parecem estar paradas. Isso ocorre porque as lâminas voltam à posição inicial cada vez que a câmera captura um quadro.

Se o FPS for definido um pouco mais rápido do que a rotação da lâmina, eles vão "quase" voltar à posição inicial em cada quadro, com um resultado final que parece estar girando para trás.

As ilusões de ótica não param por aí, qualquer. As vezes, hélices e hélices de helicóptero podem parecer fragmentadas ou tortas, especialmente quando o movimento é capturado digitalmente. Isso é causado pelo método de captura de pixels. A maioria das câmeras digitais não expõe todo o quadro simultaneamente, mas, em vez disso, faça a amostra de uma única linha de pixels por vez de maneira progressiva para preencher o quadro. Quando os objetos estão se movendo extremamente rápido, esta persiana de rolamento captura formas distorcidas.

Você mesmo pode tentar recriar esse efeito gravando um vídeo em seu telefone e movendo rapidamente para frente e para trás. Se objetos sólidos parecem tortos no produto final, a câmera do seu telefone provavelmente usa um obturador de rolamento.

Por que os olhos das pessoas em algumas pinturas parecem seguir você? Tudo decorre da forma como uma pintura é criada. Se a sombra, luz e perspectiva estão certas, é uma ilusão de ótica que dá a sensação de estar sendo observado. Não é mesmo, Monalisa?