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Sehvorgang – Wahrnehmung bewegter Bilder 05:29 min

Textversion des Videos

Transkript Sehvorgang – Wahrnehmung bewegter Bilder

Hallo, da bin ich wieder - eure Sabine Blumenthal. Dieses Video erklärt dir, warum wir bewegte Bilder sehen können. Am Ende dieses Videos weißt du, warum wir eine Abfolge von Bildern manchmal nur eben als Abfolge von Bildern, unter bestimmten Bedingungen jedoch als bewegte Bilder, nämlich als Film, sehen. Damit du alles gut verstehst, solltest du den Bau und die Funktion der Teile des Auges sowie den Ablauf des Sehvorganges kennen. Die ersten bewegten Bilder gab es vor etwas mehr als 100 Jahren. Sie wurden damals auf Filmstreifen festgehalten. Wenn du dir einen solchen Filmstreifen ansiehst, dann erkennst du darauf viele einzelne Bilder als Bildfolge. Bei diesen einzelnen Bildern der Bildfolge bewegt sich zunächst natürlich gar nichts. Erst wenn der Filmstreifen mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch einen Filmapparat läuft, dann sehen wir auf der Leinwand tatsächlich einen Film, also bewegte Bilder. Doch warum ist das so? Warum können wir einen Film als kontinuierliche Bewegung sehen? Schuld daran - oder besser gesagt, verantwortlich dafür ist die Trägheit unserer Sehzellen, der Photorezeptoren. Trifft ein Lichtreiz auf die Photorezeptoren der Netzhaut, dann entsteht in ihnen eine elektrische Erregung. Diese elektrische Erregung wird über die Sehnerven ins Sehzentrum unseres Gehirns weitergeleitet. Bleibt der Lichtreiz nun aus, dann verschwindet die elektrische Erregung nicht plötzlich, sondern klingt langsam ab. Wobei "langsam" hier nicht wörtlich zu nehmen ist. Dieses Abklingen der elektrischen Erregung dauert nur etwa 1/18 Sekunde. Wenn ein neuer Lichtreiz in weniger als 1/18 Sekunde auf die Photorezeptoren trifft, dann entsteht eine neue elektrische Erregung, obwohl die vorhergehende noch gar nicht weg ist. Dadurch kommt es zu einer Überlagerung der abklingenden und der neuen elektrischen Erregung. Durch diese überlagerten elektrischen Erregungen entsteht im Sehzentrum unseres Gehirns der Eindruck einer kontinuierlichen Bewegung. Und eine solche kontinuierliche Bewegung im Film können wir nur wahrnehmen, wenn ein Film mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 18 Bildern pro Sekunde abgespielt wird. Wird die Geschwindigkeit des Vorführapparates verringert, dann beginnt das Bild für uns zu flimmern und wir erkennen wieder die Einzelbildfolge. Hast du schon mal einen Stummfilm gesehen? In den Produktionen aus den Anfangszeiten des Films wirken Bewegungen oft abgehackt, unnatürlich und eckig. Das war nicht unbedingt so gewollt. Auch wurden damals nicht etwa weniger Einzelaufnahmen für einen Film gemacht. Aber die Technik der Filmvorführgeräte war einfach noch nicht weit genug entwickelt. Zur Stummfilmzeit war es noch nicht möglich, mehr als 12 Bilder pro Sekunde zu zeigen. Wie du nun weißt, sind das aber zu wenig, um den Eindruck einer kontinuierlichen Bewegung im Sehzentrum zu erzeugen. Moderne Filmgeräte arbeiten daher mit einer Geschwindigkeit von 18 bis 24 Bildern in der Sekunde. Wie immer kommt nun zum Schluss eine kurze Zusammenfassung. Die Trägheit unserer Photorezeptoren lässt eine entstandene elektrische Erregung erst innerhalb von 1/18 Sekunde abklingen. Kommt es innerhalb dieser Zeit zu einem neuen Lichtreiz, dann überlagern sich die entstandenen elektrischen Erregungen. Bei der Überlagerung elektrischer Erregungen durch Lichtreize von 18 bis 24 neuen Bildern pro Sekunde entsteht in unserem Sehzentrum der Eindruck einer kontinuierlichen Bewegung. So, das war es schon wieder. Ich hoffe, du hast alles verstanden. Tschüss, bis zum nächsten Mal.

1 Kommentar
  1. super Video

    Von Nadina M., vor mehr als einem Jahr

Sehvorgang – Wahrnehmung bewegter Bilder Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Sehvorgang – Wahrnehmung bewegter Bilder kannst du es wiederholen und üben.

  • Gib an, wie viele Bilder es pro Sekunde braucht, um ein bewegtes Bild sehen zu können.

    Tipps

    Eine elektrische Erregung in den Photorezeptoren benötigt $1/18$ Sekunde, um wieder abzuklingen.

    Lösung

    Damit das Gehirn einzelne Bilder zu einem bewegten Bild zusammensetzen kann, braucht es mindestens 16 bis 18 Bilder pro Sekunde. Sind es weniger Bilder, kommt diese Illusion der gleichmäßigen Bewegung nicht zustande, die Bilder werden noch als Einzelbilder erkannt.
    Je mehr Bilder pro Sekunde gezeigt werden, desto „flüssiger“ ist der Film. Die meisten Fernseh- und Kinofilme laufen mit 24 Bildern pro Sekunde.

  • Vereinfache den Zusammenhang zwischen der Bildrate und der Bildwahrnehmung.

    Tipps

    Stelle dir vier Bilder vor, deren Motive sich fast gar nicht ändern. Was ändert sich, wenn du sie dir erst langsam und dann ganz schnell hintereinander anguckst? Die Helligkeit? Oder die Farben? Oder etwas anderes?

    Lösung

    Die Bildrate oder die Bildfrequenz gibt die Zahl der Einzelbilder pro Sekunde an. Sie wird in der Einheit Hertz (Hz, also 1/s) bzw. in fps (frames per second, also Bilder pro Sekunde) angegeben.

    Je mehr Einzelbilder pro Sekunde, umso flüssiger ist die Wahrnehmung des bewegten Bildes. Sind es weniger als 16 Bilder pro Sekunde (= 16 Hz oder 16 fps), dann nimmt das Auge die Einzelbilder noch als einzelne Bilder wahr. Erst ab einem Wert von 16 bis 18 Bildern pro Sekunde erscheinen Einzelbilder flüssig.

  • Beschreibe, wieso einzelne Bilder als bewegte Bilder wahrgenommen werden können.

    Tipps

    Photorezeptoren werden durch Licht angeregt und geben elektrische Signale ab, die ans Gehirn weitergeleitet werden. Ist der Lichtreiz weg, dauert es ungefähr 1/18 Sekunde, bis die Sehsinneszelle keine elektrischen Signale mehr sendet.

    Überlagern sich die elektrischen Erregungen der Photorezeptoren, entsteht im Gehirn der Eindruck eines bewegten Bildes.

    Lösung

    Ein bewegtes Bild ist eine kontinuierliche, flüssige Abfolge von Einzelbildern. Im Grunde ist es eine Illusion, die vom Gehirn verursacht wird. Wie kommt sie zustande?

    Fällt Licht auf unsere Sehsinneszellen (Photorezeptoren), dann werden sie erregt und geben elektrische Signale ab, die über den Sehnerv zum Sehzentrum des Gehirns weitergeleitet werden.
    Ist der Lichtreiz weg, dauert es 1/18 Sekunde, bis die Photorezeptoren keine elektrischen Erregungen mehr abgeben. Kommt es in dieser Zeit zu einem neuen Lichtreiz, werden die Photorezeptoren erneut erregt. Im Gehirn kommen dann neben den abklingenden elektrischen Signalen auch die neuen Erregungen an. Durch diese Überlagerung entsteht der Eindruck eines kontinuierlichen Bildes, also ein Film. Demnach muss ein Film mindestens 18 Bilder pro Sekunde zeigen, um für uns als flüssig wahrgenommen werden zu können.

  • Entscheide, was bei der Erstellung eines Daumenkinos beachtet werden sollte.

    Tipps

    Auch beim Daumenkino gilt: Je mehr Bilder pro Sekunde zu sehen sind, umso flüssiger ist die Wahrnehmung des Films.

    Der Daumen ist zwar wichtig, um das Buch durchzublättern. Man muss ihn aber nicht sehen, um es als Daumenkino bezeichnen zu können.

    Lösung

    Ein Daumenkino ist ganz schön aufwändig zu erstellen. Die vielen Einzelbilder (für 10 Sekunden ungefähr 100 – das entspricht nur einer Bildrate von 10 Bildern pro Sekunde) sollten sich im Motiv nur geringfügig ändern. Je größer der Unterschied zwischen zwei Einzelbildern, umso „ruckeliger“ der Film. Man sollte das Daumenkino nicht zu langsam abspielen. Denn du weiß ja: Je mehr Bilder pro Sekunde, umso flüssiger ist der Film. Bevor du dein Daumenkino anderen zeigst, solltest du das Abspielen etwas üben, um die Geschwindigkeit und Gleichmäßigkeit gut umsetzen zu können.

  • Ermittle die Namen der Photorezeptoren.

    Tipps

    Hier sind die Photorezeptoren abgebildet. Die grauen, langgestreckten Zellen sind für das Hell-Dunkel-Sehen zuständig, die roten, blauen und grünen Zellen für das Farbsehen.

    Lösung

    Die Photorezeptoren befinden sich in der Netzhaut des Auges. Dort finden wir zwei verschiedene Arten dieser Lichtsinneszellen: Stäbchen sind für das Hell-Dunkel-Sehen zuständig. Für das Farbsehen besitzen wir rote, grüne und blaue Zapfen.

  • Untersuche die Wahrnehmung von bewegten Bildern im Zeitraffer und in Zeitlupe.

    Tipps

    Stelle dir vor, du hast eine Sekunde Film mit einer Bildrate von 60 Hz (also 60 Bildern pro Sekunde) aufgenommen. Wenn du diese Sekunde Filmmaterial dann mit einer Bildrate von 24 Hz abspielst, wie es im Kino üblich ist, dann dauert der neue Film 2,5 Sekunden. Die 60 Bilder werden also von 1 Sekunde auf 2,5 Sekunden gestreckt.

    Was denkst du: Kann man die Einzelbilder dann besser oder schlechter erkennen? Und wo bietet sich diese Methode an? Beim Wolkenverlauf (langsame Bewegung) oder einem Fußballschuss (schnelle Bewegung)?

    Lösung

    Zeitraffer und Zeitlupe sind zwei tolle Methoden, um Bewegungsabläufe auf interessante Weise darzustellen. Ohne sie wären manche Prozesse gar nicht so richtig nachzuvollziehen.

    Die Methode Zeitraffer wird angewendet, wenn etwas sehr langsam abläuft. Wenn du also vier Stunden lang jede Minute ein Foto von einer Seerose machst, die gerade dabei ist, aufzublühen, dann hast du in vier Stunden 240 Einzelbilder geknipst. (Die Bildrate wäre dann übrigens sehr klein, nämlich 1/60, weil ja nur alle 60 Sekunden ein Bild erstellt wird). Würdest du diese 240 Einzelbilder mit einer Bildrate von 24 Hz abspielen, wären deine vier Stunden Filmmaterial auf 10 Sekunden zusammengeschrumpft. Die sehr langsame Aufblühbewegung der Seerose kann so viel besser gesehen werden, weil nun auch kleine Bewegungsänderungen erkennbar sind.

    Das Gegenteil ist die Zeitlupe. Hier wird etwas sehr Schnelles viel langsamer abgespielt. Man hat also mehr Zeit für jedes Einzelbild und kann so die Unterschiede zwischen den Einzelbildern besser erkennen. Hochgeschwindigkeitskameras nehmen den Film mit einer sehr hohen Bildrate auf. So ist es möglich, auch den Zeitlupenfilm noch recht flüssig darstellen zu können.