CIENCIA COTIDIANA
Por qué las ruedas de los coches, cuando van a mucha velocidad, parece que giran hacia atrás
Cuando se recompone una señal analógica a partir de muestras con una frecuencia muy baja se produce el fenómeno aliasing, que nos hace creer que las ruedas no se mueven o bien que lo hacen en sentido inverso
Fue hace más de 6.000 años cuando alguien, un habitante de Mesopotamia, inventó la rueda. Fue un punto de inflexión entre épocas, ya que además de mejorar sustancialmente el transporte de mercancías revolucionó la producción artesanal con la aparición de los tornos de alfarero.
En un comienzo las ruedas se fabricaron en madera maciza, con un agujero para colocar el eje, pero con el paso del tiempo el interior se fue vaciando y apareció una circunferencia externa con ejes, lo que dio ligereza al invento y permitió el desarrollo de carros más livianos.
El siguiente avance se produjo en torno al primer siglo antes de Cristo, cuando los celtas añadieron una cinta de hierro alrededor de las ruedas de los carros, potenciando la estabilidad.
¿Cómo funciona un GPS?
Hay una treintena de satélites que orbitan a una altitud de unos 20.200 Km y que recorren dos órbitas completas terrestres diariamente
Y la siguiente innovación llegaría en la década de los ochenta del siglo XIX con la invención de los neumáticos, de donde pasaríamos a la aparición de ruedas con las más variadas aleaciones ya en el siglo XX.
El teorema de Nyquist
Un vídeo se compone de una sucesión de imágenes fijas que se muestran una detrás de otra, la acción de seleccionar esta serie de imágenes se conoce como muestreo y la cantidad de imágenes que se toman por segundo se denomina frecuencia de muestreo.
Cuando más alta sea la frecuencia de muestreo mayor será el realismo del video que vemos.
Hace ya casi un siglo que el ingeniero sueco-estadounidense Harry Hyquist (1889-1976) estudió la frecuencia del muestro y formuló el teorema que lleva su nombre en forma de conjetura.
El teorema de Nyquist establece que para poder recuperar totalmente la forma de una onda la frecuencia de muestreo debe ser mayor o superior al doble de la máxima frecuencia a la que queremos muestrear. Esto significa que si queremos muestrear un evento que se repite cada 10 segundos es preciso hacerlo cada 5 segundos.
Es precisamente este teorema el que permite explicar por qué cuando nos fijamos en una rueda de un coche en movimiento parece que está parada o que gira hacia atrás. Y es que nuestros ojos captan la realidad en forma de pequeñas muestras, siendo imposible captar el 100% de la realidad.
De esta forma, cuando obtenemos una muestra -la imagen de la rueda- y la siguiente muestra coincide con la misma posición en la que estaba la rueda, la percepción de nuestro cerebro es que no hay movimiento. Si el intervalo entre imagen e imagen se encuentra ligeramente girado hacia atrás la composición final que se genera es que la rueda está retrocediendo.
Efecto aliasing
El teorema de Nyquist está muy en consonancia con efecto aliasing o de solapamiento, según el cual las señales continuas y distintas se toman por indistinguibles cuando se muestrean de forma digital. En otras palabras, el efecto aliasing es el producto de la codificación en la proyección de las imágenes y la fluidez con la que se registran.
Nuestro sistema visual recibe luz de forma contante y, en consecuencia, fotogramas o imágenes, de forma que la interfaz ojo-cerebro puede procesar de 10 a 12 imágenes separadas por segundo, percibiéndose individualmente si se excede esta cifra. Por ese motivo, para que el cerebro las interprete como un movimiento continuo es preciso que se procesen más de 24 fotogramas por segundo.
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En este momento las películas que vemos en las pantallas de cine se han grabado a 24 fotogramas por segundo, elevándose a un mínimo de 30 en el caso de que se trate de cine digital.
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