회전하는 바퀴나 날개가 왜 역회전하는 것처럼 보일까?
달리는 자동차의 바퀴나 선풍기의 날개 등 회전하는 바퀴나 날개를 가만히 지켜보면 시계 방향으로 회전하다가 반시계 방향으로 회전하는 모습을 볼 수 있습니다.
근데 여기서 중요한 점은 반시계 방향으로 회전할 때 눈에만 그렇게 보이는 것이고,
실제는 시계 방향으로 회전하고 있다는 겁니다.
이게 도대체 무슨 원리일까요?
빠르게 회전하는 바퀴나 날개 등을 가만히 지켜다 보면 나도 모르게 어느 순간에 회전하는 방향과 다른 방향으로 회전하는 것처럼 보일 때가 있다. 여기서 중요한 것은 실제로 반대방향으로 가는 것이 아닌 하는 것처럼 보인 다는 것이다. 예를 들어서 승용차의 바퀴나 선풍기의 날개, 헬리콥터 등 날개나 바퀴가 빠르게 회전할 때 이 현상이 나타난다. 이런 현상을 스트로보 효과, 마차 바퀴 현상, 역마차 바퀴 현상 등으로 불리는데 만약 바퀴 하나를 세게 돌린 다고 가정했을 때 12시 방향에 바퀴 살이 순간순간 어디로 도는 지 파악할 수 있는가? 아쉽게도 인간의 눈에는 그런 능력이 없다. 9시 방향에 있던 바퀴 살이 12시 방향에 있던 바퀴 살에 오면 인간들은 원래 12시 방향에 있던 바퀴 살이 그 자리에 가만히 있었다고 착각한다. 그리고 이 회전 속도를 유지하면 사람들은 바퀴가 안 돌아가고 있다고 착각한다. 9시 방향에 있던 바퀴살을 포착한 뒤 다시 11시 방향에 있는 바퀴살을 포착하면 12시 방향에 있던 바퀴살보다 뒤로 갔다고 인식하고 바퀴가 뒤로 거꾸로 돈다고 착각하게 된다. 스피너는 우리가 자주 갖고 노는 장난감 중 하나인데 이 스피너를 엄청 빠르게 돌리면 처음에는 시계 방향으로 돌다가 나중에는 다시 반시계 방향 또 다시 시계 방향으로 돌아가는 과정을 볼 수 있다. 이처럼 우리 생활 속에서는 스트로보 효과가 많이 있다.
스트로보 효과라는 착시현상입니다.
마차 바퀴 현상(Wagon-wheel effect, 또는 역마차 바퀴 현상, 스트로보 효과)은 바큇살이 달린 바퀴가 실제 회전과 다르게 도는 것처럼 보이는 착시현상입니다.
이때, 바퀴는 실제 회전보다 더 느리게 회전하는 것처럼 보일 수도 있고, 반대 방향으로 회전하는 것처럼 보일 수도 있는데, 후자의 현상은 역회전 현상이라고 불리기도 합니다.
마차 바퀴 현상은 헬리콥터 회전자나 항공기 프로펠러 같은 것의 영상에서도 보이지만,
영화나 텔레비전 속 서부극의 마차나 역마차에 대한 묘사에서 가장 많이 보입니다.
이런 매체에서, 마차 바퀴 현상은 일시적 에일리어싱의 결과물이며 또한, 이는 회전하는 바퀴가 깜빡이는 빛에 의해 조명될 때도 보입니다.
스트로보 효과 : 원래의 부드러운 회전은 일정한 시간 간격을 두고 보이게 된다는 것
