北京
当你带孩子乘坐地铁时，车窗外的动态广告是否曾引起孩子的好奇？不少家长都曾被孩子追问：“地铁隧道里为什么会‘放动画片’？”
地铁窗外飞驰而过的广告，看似魔法，实则藏着有趣的科学原理。理解它，轻松回答孩子的“为什么”！接下来，我们就一步步揭开其中的秘密！
神奇的“视觉暂留”
在解答本文最初的疑问前，我们先了解一个名为“视觉暂留”的神奇效应。
我们能看到事物，是因为光线经眼球的一些结构投射到视网膜上，再由视网膜上的视神经将光信号转换为神经冲动，传递给大脑处理以形成视觉。但在这一过程中，由于信号转换以及冲动传递均需要一定的时间，所以在光线消失后，视神经对光线的印象并不会立即消失，仍会保留一段时间，一般为0.1～0.4秒，这便形成了“视觉暂留”效应。简单来讲，就是大脑比眼睛的反应慢了半拍。
大脑的“玩笑”
了解了“视觉暂留”，咱们再来看地铁隧道里的“广告屏幕”的真面目。
从图中可以看到，隧道墙壁上并没有巨大的屏幕，而是装有一条条垂直的LED发光柱。静止时，大家能看到每根光柱上有着各种颜色的光点，相邻光柱之间所显示的光点如果拼在一起，则会形成一幅完整的图案；这一幅幅图案如果连起来，就是可以传递信息的广告。
所以，当列车快速行驶时，人眼会接连不断地看到连续的光柱。这时利用“视觉暂留”的原理，人们就可以“脑补”出动态的画面了——广告就是这么在我们面前“播放”的。可以说，这是大脑和我们开了一个玩笑。
知识链接：
走马灯
最早对于“视觉暂留”效应的应用，中国的传统走马灯是其中之一。它在宋代时便已经走入寻常百姓家。
在灯内点上蜡烛，烛的热力产生气流，令轮轴转动。轮轴上有剪纸，烛光将剪纸的影投射在屏上，图像便不断走动——足见中国古代人民的聪明才智。
现代电影的基础
其实，“疾行中的广告”并不是“视觉暂留”效应的唯一应用，其中最负盛名的当属一个物理模型——费纳奇镜。
在“视觉暂留”效应被发现后不久，1832年，来自比利时的约瑟夫·普拉陶和来自奥地利的西蒙·冯施坦普费尔几乎同时应用此原理发明了费纳奇镜。
初代费纳奇镜是由安装在同一轴上的圆盘构成的。圆盘被均匀地分隔成数个扇形区，按顺序在每个扇形区画上动作连续的图案。每个图案旁边有相同的狭缝，沿盘周呈放射状排列。使用者若拿着圆盘在镜前快速旋转盘片，通过转动的狭缝看盘片在镜子里的反射，因“视觉暂留”效应，使用者可以看到分散的图案逐渐形成连续的画面。此后，又衍生出图案和狭缝分别在两个圆盘，不依靠镜子也能实现连续播放效果的变体费纳奇镜。
费纳奇镜的发明可以说为现代电影及动画的诞生奠定了基础。不知大家有没有这样的经历，在课本的角落涂鸦，每页画动作不同的小人，当连续快速翻动课本的时候，会惊奇地发现小人“活了过来”！
这就是简单的动画。其实，在现代电影或动画中，画面之间并不是完全没有间隙的，每个画面被称为“帧”，一般由24帧组成一秒，每秒的帧越多，画面播放起来便越流畅。费纳奇镜上具有连续性的一系列画面可以说是“帧”概念的雏形，这与疾行地铁的广告有异曲同工之妙，只不过地铁的广告是人在动、画面静止，费纳奇镜是画面在动、人静止。
“视觉暂留”效应本是人体生理结构上的一个不完美，但人类的智慧总能化腐朽为神奇，从走马灯、费纳奇镜、电影动画到疾行地铁中的广告，这些奇思妙想为我们的生活增添了许多趣味，无不彰显着人类的聪明才智。
您和孩子还曾对哪些日常现象产生过疑问？是雨后彩虹的形状，还是夜空星星的闪烁？欢迎在评论区分享【您曾被孩子问住的“为什么”】，我们将会收集大家的问题，并可能在后续内容中为您提供专业解答哦！
责任编辑｜赵青云
运营编辑｜赵青云
质量审核 | 李雅欣 王维嘉
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《疾行中的广告》，撰文/孙旭东（中国科学院自然科学史研究所），原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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