1994年,一位UFO爱好者在美国新墨西哥州拍摄到了一个速度极快的棍状飞行物,公开这一发现之后,他又陆续收集了很多包含类似飞行物的录像。这些「飞棍」的活动范围还颇为广泛,世界各地的天空山谷、室内室外都有它的身影。类似的飞行物甚至曾经光顾我国的慈云寺、故宫。

吉林一药厂监控拍摄到的「飞棍」画面。图片来源:CNTV

「飞棍」有的只是一长条,有的带有多对排列或者螺旋形的翅膀,它们的速度可快可慢,最快甚至能达到上万公里每小时。

许多UFO爱好者认定,这种一边振动「翅膀」一边高速运动的东西绝对不可能是人类造物,而应该是一种未知生物或者外星飞行器,这种理论激起很多科幻粉的兴趣。

「飞棍」的两种假想图。图片来源:s3.crackedcdn.com

但先别急著兴奋,与其问它们从哪里来,不如先问问它们是怎么拍出来的。

在摄像时,摄像机需要在短时间内连续拍摄大量静止的画面。摄像技术里一个很重要的概念「帧率」,就是指摄像机每秒钟能够拍摄多少幅画面。而当人在欣赏摄像机拍摄的视频时,这些静止的画面也是以一幅一幅的顺序放出来的。由于人类能够分辨单独画面的最高频率大约每秒15幅(帧),如果视频以大于15帧每秒的速度播放,人就会认为这些单独拍摄的画面形成了一个连贯的动作。摄像机的帧率通常为25或30帧每秒,即每隔1/25或1/30秒,摄像机会拍摄一张画面。

摄像机另一个重要的概念是「快门」,表示在拍摄每一张画面时相机曝光的时长。从快门打开到快门关闭的时间内,相机会毫无保留的把这一段时间内所有的光影记录在画面上。这就意味著,运动的物体会显示出它的运动轨迹,即它在这段时间里经过的路程。简单来说,如果物体是一个「点」,那么它在最终拍摄的画面里会呈现为一条线,而如果这个点在做直线运动,那么最终呈现的将是一条轨迹。

长快门下拍摄到的星轨,星星变成了弧线。图片来源:img-arch.pconline.com.cn

这也是为什么我们在拍照的时候需要定一个pose,如果随便乱动,那么最后拍下来的将是你身上所有「点」在快门时间内运动的路径,都会融合成到一起,也就是我们常说的「拍糊了」。

就像这样。图片来源:doutula.com

现在回到「飞棍」上,乔斯拍摄录像时采用的NTSC格式通常具有 1/60秒的快门和30帧每秒的拍摄速度。这就意味著,图片中白色的「线段」也许只是一个点在1/60秒时间里运动的路程。而部分图片里些垂直或者螺旋的分叉,这些运动的点很可能具有快速扇动的翅膀,毕竟大部分昆虫都可以每秒振翅数百次,留下多个印记并不奇怪。

所谓的「飞棍」,会不会仅仅是摄像机附近的小飞虫?带著这样的想法,有人尝试用摄像机一帧的时间拍摄了一只飞蛾,然后得到了一个比较清晰的「飞棍」。

……因为它们只是蛾子。图片来源:s3.crackedcdn.com

在某些情况下,肉眼也可以观察到「飞棍」。比如在炎热的夏天,虫虫们往往会活跃在路灯的灯光下。受限于稳压技术,部分路灯所采用的灯珠会有快到无法察觉的闪烁(每秒数十次),路灯每闪烁一次,人眼就会看到一幅静止的图像。如此,灯光下的景物也就如同视频放映时一样,以每秒钟数十帧的帧率反映在人眼中,路灯下昆虫飞舞的轨迹看起来就像一根带翅膀的棍子,跟摄像机拍到的神秘生物十分相似。

灯下的一大群「飞棍」。图片来源:wikipedia

当然,肉眼在灯下看到的飞虫飞行速度很正常。那么影像记录下的「飞棍」,凭什么把速度飙到每小时数百公里?

真相只有一个:它们离镜头太近了……

相似三角形了解一下?

你以为它飞过了一座山,其实它只是飞过了你的镜头。

参考资料:

1.https://en.wikipedia.org/wiki/Frame_rate

2.http://tech.sina.com.cn/d/2006-01-23/2211827624.shtml

3.http://www.straightdope.com/columns/read/1831/whats-up-with-rods-the-mysterious-insects-that-can-be-seen-only-on-video/

4. INTERMITTENT STIMULATION BY LIGHT: V. THE RELATION BETWEEN INTENSITY AND CRITICAL FREQUENCY FOR DIFFERENT PARTS OF THE SPECTRUM. Hecht S, Shlaer S. J Gen Physiol. 1936 Jul 20;19(6):965–77.

知识点

 

物理八年级上

运动快慢的描述——速度

编辑:张帅琰


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