实验1.4 走马灯——电影动画原理演示
【演示目的】
（1）了解人眼的视觉暂留现象； （2）演示电影的制作原理。 【实验装置】
（正视照片一幅4cm*4cm,无背景，无底座，尤其注意金属筒反光影像）（俯视照片一幅4cm*4cm,无背景，无底座，尤其注意金
属筒反光影像）（两图并排）
图1.4.1电影动画演示装置
【演示原理】
视觉实际上是靠眼睛的晶状体成像，感光细胞感光，并且将光信号转换为神经电流，传回大脑引起人体视觉。感光细胞的感光是靠一些感光色素，感光色素的形成或消失是需要一定时间的，这就形成了视觉暂留的机理。人眼在所见物体消失后，仍会保留其图像约0.1~0.4秒，从信号处理角度说，人眼又相当于一个自然的低通滤波器。 实验主要展示动画原理。从圆筒往里看，只能看到静止的图像，图像间有着细微的变化，是马奔跑过程中不同时刻不同姿势的图像；圆筒转动时，从狭长孔往里看，图像不断闪现，产生马奔跑的连续动态效果。
视觉暂留现象首先被中国人发现，走马灯便是据历史记载中最早的视觉暂留运用，宋时已有走马灯，当时称 “马骑灯 ”。 在一个或方或圆的纸灯笼中，插一铁丝作立轴，轴上方装一叶轮，其轴装两根交叉细铁丝，在铁丝每一端黏上人、马之类的剪纸。当灯笼内灯烛点燃後，热气上升，形成气流，从而推动叶轮旋转，于是剪纸随轮轴转动。它们的影子投射到灯笼纸罩上。从外面看，便成为清末《燕京岁时记》一书中所述“车驰马骤、团团不休”之景况。
图5.6.2走马灯
爱迪生（Thomas Alva Edison）时代的电影拍摄帧数有时只有15帧/秒，虽然他说，46帧/秒是电影最低的帧率，更低的话会导致观众的视觉疲劳。确实，低帧率的动作会带来明显的卡顿感，帧率越高，画面就越流畅。但那个手摇式摄影机时代，没有机械装置来固定底
片输送的速度，这种情况下，采用一个固定的速率来拍摄影片基本不可能，甚至同一部电影中，都会出现好几个不同的帧率。卓别林的《摩登时代》的拍摄帧率为18帧/秒，在24帧/秒的播放速度下，演员动作显得微微加快，反而有一种滑稽的喜剧效果。无声电影时代的播放帧率大约为22到26帧/秒。1932年，24帧/秒和35mm胶卷作为中间值和35mm胶卷上支持播放音频的最低值成为国际通行的电影行业标准。为什么不选用更高的拍摄帧率，当时胶卷的感光能力都比较弱，而拍摄更高帧频意味着单张图像的曝光时间更短，画面的质感会因为曝光不充分而下降。现代拍摄更高帧频的电影没有什么技术上的障碍了。如果把48帧/秒拍摄的电影按照24帧/秒播放那就是慢镜头。现在有些电影采用48帧/秒（或60帧/秒）追求更顺畅的画面流畅度和动作清晰度。 【实验操作及演示现象】
（1）当圆筒静止的时候，从圆筒往里看，看到马奔跑时不同跑姿的图像；
（2）双手同时向外转动园盘，透过圆筒的狭长孔观察图像，就能看到一系列连续动画构成的原始电影。 【思考题】
（1）自己能不能利用翻动小本子做出动画？
（2）走马灯的叶轮为什么转动，跟现代燃气涡轮机有哪些相同？