Ebben a részben nem általánosságban foglalkozunk a hullám és a részecske elméletével, azonban hogy mégse halj meg hülyén, kérlek, nézd meg az alábbi filmet, mielőtt tovább olvasnál.

Szuper! Ha valóban megnézted ezt a klipet, mehetünk tovább. Ha mégsem, akkor nézd már meg tényleg!

Most pedig valami nagyon szépet fogsz látni. Egy fekvő állóképet.

Remélem, majdnem a teljes képernyőt kitölti Botticellinek a Vénusz születése című festménye. Jól nézd meg, biztosan nem mozog-e a reneszánsz korszakának ez a remekműve? Nos, láthatod, ahogy a kor nőideálja kilép a kagylóból a partra, ahová a szélistenek fújják ki őt. A parton egy nimfa várja Vénuszt, hogy bíborszínű köpennyel terítse be. Csupa mozgás, dinamizmus ez a kép.

No lám! Még ott is mozgást fedezünk föl, ahol valójában nincs is. És ha most azt állítom, hogy ténylegesen is van mozgás ezen a képen? Ugyanis a képet úgy jeleníti meg a monitor, hogy újból és újból különböző erősségű és színű pontokat „rajzol” föl, és ezt a rajzolást a képváltás gyakoriságának megfelelően állandóan ismételgeti. Ez az egyik oka annak, hogy a monitor nézése fárasztja a szemet.

Na és ezen a képen mozog valami?

Úgy érzékeljük, hogy mozog, de tudjuk, hogy ez a látásmechanizmusunk átverése, optikai csalódás.

Azt mondhatod, hogy Botticelli esetében is átvertelek, mert ha a Vénusz születését egy múzeumban nézed meg, akkor a képernyő-rajzolás effektusa nincsen. Kívánom neked, hogy egyszer juss el Firenzébe, az Uffizi múzeumba, és gyönyörködj ebben a csodában! De talán nem árulok el nagy titkot, hogy az eredeti kép nézegetése közben is lesz mozgás. Igaz, nem a képen. Egyrészt közelebb vagy távolabb fogsz menni, hiszen az egészen kívül a részletekre is kíváncsi leszel. Másrészt, ha megállsz is, a fejedet és a szemedet biztosan mozgatni fogod, hogy mindent láss. Az érzékelésünk ugyanis csak mozgatással működik jól. Ha pedig egészen közel engednek a képhez (ami nem valószínű), még azt is észre fogod venni, hogy a vászonra pingált festmény egyáltalán nem folyamatos, hanem apróbb-nagyobb festékszemcsékből áll. Távolról persze folyamatosnak látjuk.

Pihenésképpen látogass el egy vérpezsdítő reneszánsz lánydiszkóba!

Azt tehát már tudjuk, hogy ami állni látszik, abban vagy azzal kapcsolatosan is van vagy lehet mozgás. Ám fordítsuk meg a kérdést! Az, ami mozog, valójában nem áll-e? A mozgásnak csak időben van értelme. Nulla idő alatt minden áll. De nincs is nulla idő, az csak egy elméleti fogalom, hiszen minden folyamatnak időre van szüksége. „Majdnem” nulla idő azonban van. Amikor fényképezünk, olyan pici időre világítjuk meg a fényérzékelő anyagot, hogy nyugodtan állíthatjuk: megállítottuk, pontosabban, befagyasztottuk az időt.

Egy sokkal meredekebbet mondok neked: nemcsak igen pici időtartamú eseményeket, hanem tetszőleges idejűeket is megtudunk állítani, be tudunk fagyasztani. Ekkor az időbeli mozgást térben helyezzük el, szakszerűbben: idő-tér transzformációt hajtunk végre. A hangtechnika történetében az első idő-tér transzformátor a fonográf volt, a transzformáció eredménye pedig a fonográf hengerbe karcolt barázda. Őt követte a gramofonlemez, majd a ma is ismert és megint divatos, vinyl hanglemez. A spirális barázdában ott látjuk a hangrezgések képét.

Ha meg akarjuk hallgatni a felvételt, a lemezjátszóval visszatranszformáljuk a teret időbeli folyamattá.

Nemcsak barázdába karcolással, hanem optikai úton is végezhetünk ilyen átalakítást. A hagyományos, valódi filmszalagra rögzített hangos mozgófilm szélén is látható a hangnak térbe transzformált változata.

A fenti filmrészleten két optikai hangsáv is látható, ami arra utal, hogy legalább sztereó hangja van a filmnek. Ha azonban nemcsak a hangsávokat nézed, lehetetlen nem észrevenned, hogy a kép nem folyamatos. Sőt. Jól látható, hogy csak időközönként rögzítettek egy-egy állóképet.

Az egyik első filmszerű jelenet képei eléggé eltérőek egymástól.

Lejátszva őket, ezt látjuk:

Ahhoz, hogy valamit folyamatosnak érzékeljünk, nem kell feltétlenül minden pillanatban észlelnünk az eseményt. Amikor nézel valamit, időnként pislantasz egyet. Ha nem figyelsz rá, észre sem veszed, hogy lehunytad a szemed. Az agyunk a lehunyás előtti és a lehunyás utáni képekből előállítja a hiányzó képeket.

A mozgófilm is így működik. Felvételkor rögzítünk egy állóképet, majd eltakarjuk a fény útját. Ezalatt az idő alatt ugrik a felvevőgépben a film egy kockányit, és a gép ismét rögzít egy állóképet. Vetítéskor rövid időre megjelenik a vásznon egy állókép, majd elsötétül, miközben a vetítőgép odébb rántja a filmet a következő kockára. Ez a kocka is megjelenik a vásznon, és így tovább.

Az állóképekből agyunkban összeálló mozgókép nézése közben az agyunk meglehetősen sokat dolgozik. Méghozzá annál többet, minél több kép hiányzik a folyamatossághoz. A kezdeti 8-12 kocka/s-os képváltási sebességet először 16 kocka/s-ra, majd 24 kocka/s-ra növelték. Ez már egészen élvezhető eredményt adott. Ám e viszonylag nagy sebesség esetén is jelentkezett egy igen kellemetlen hatás. Ezt szemléleti a következő videó.

Kezdetben, amikor lassan gurulnak az autók, nincs semmi gond, egyre gyorsabban forognak a kerekek a küllőkkel együtt.. Azután mintha megállnának a küllők, majd visszafelé kezdenek forogni. Végül össze-vissza forognak a küllők a kerékhez képest. A jelenséget stroboszkóp hatásnak vagy átlapolódásnak nevezik. Kiküszöbölni kétféle módon lehet. Az egyik, hogy meghatározzuk, mennyi lehet az autók maximális sebessége. Ebből kiszámolható, hogy legalább milyen sebességgel kell felvételt készíteni, milyen gyakorisággal kell mintát venni a világból. A másik, hogy tudjuk, mekkora a mintavétel gyakorisága, frekvenciája, ebből pedig kiszámolható, hogy legfeljebb milyen sebességgel mehet az autó, mekkora lehet a legnagyobb átvihető vagy rögzíthető frekvencia.

A mintavételi frekvencia minimális értékét meghatározó számítás Harry Nyquist nevéhez fűződik, ezért Nyquist mintavételi tételnek , Nyquist kritériumnak nevezik.

Később bekavart a dologba egy Shannon nevű figura is, ezért sokszor Shannon-tételnek vagy Nyquist-Shannon tételnek is hívják.

Ez annyira fontos tétel, hogy erre alapul az egész modern hang- és videótechnika. Ezért is írtam ilyen hatalmas, piros betűkkel. Azt mondja ki tehát, hogy a mintavételi frekvenciának több, mint kétszer akkorának kell lennie, mint a rögzítendő vagy átvinni kívánt jel frekvenciája; illetve, hogy az átvinni vagy rögzíteni kívánt jel frekvenciája csak kevesebb lehet, mint a mintavételi frekvencia fele. Ha például 20 kHz-ig akarunk hangot rögzíteni, több mint 40 kHz-es mintavételi frekvenciát kell alkalmazni.

A tétel csak akkor érvényes, ha pontosan azonos időközökben veszünk mintát, és a mintavétel időtartama nulla. Egyik feltétel sem érvényesül soha, ezért – emiatt is – mindig jóval nagyobb a mintavételi frekvencia, mint az átvinni vagy rögzíteni kívánt kétszerese. A CD esetén pl. 20 kHz a felső határfrekvencia, a mintavételi frekvencia pedig 44,1 kHz.

Lényegesnek tartom már most megemlíteni, hogy a tételt nagyon sok helyen hibásan találod meg, ugyanis a „nagyobb” jel helyett a „nagyobb - egyenlő” jelet használják. Ha a mintavételi frekvencia éppen egyenlő a maximális frekvencia kétszeresével, akkor áll meg a filmen a küllő, a hang pedig akkor némulhat el. Az egyenlőség tehát nem elegendő.

Végül megjegyzem, hogy a stroboszkóp hatást hasznossá is lehet tenni, pl. a segítségével állítjuk be a lemezjátszó sebességét úgy, hogy álljanak a fényjelek.