Der Stroboskopeffekt ist ein Phänomen der menschlichen visuellen Wahrnehmung, bei dem gezeigt wird, dass Bewegung von einem Gehirn interpretiert wird, das aufeinanderfolgende diskrete Bilder empfängt und sie mit automatischen Aliasnamen für zeitliche Kontinuität zusammenfügt. Kurz gesagt, Bewegung ist ein Artefakt. Ob mit einer blinkenden Lichtquelle oder durch Öffnen und Schließen einer Blende, ein Blitz kann steuern, was das Auge von einem sich bewegenden Objekt sieht. Obwohl sich jedes Netzhautbild tatsächlich bewegt, wird es als stationär wahrgenommen, wenn es sich um ein Objekt an derselben genauen Position handelt. Die stroboskopische Steuerung von sich wiederholenden oder vorhersagenden Bewegungen, wie etwa der Drehung eines Rades, kann eine optische Täuschung erzeugen, die der wahren Bewegung völlig entgegengesetzt ist.
Das erste Stroboskop war ein neuartiges Spielzeug, bei dem ein Lampenschirm mit aufeinanderfolgenden Bildern von etwas in Bewegung, wie dem Gang eines Pferdes, gedreht wurde, während ein anderer äußerer Lampenschirm mit einer Reihe von radialen Sichtschlitzen in die entgegengesetzte Richtung gedreht wurde, um die Illusion zu erzeugen eines bewegten Standbildes. Kinofilm verwendet das gleiche Prinzip mit einem Projektorlicht und einem Objektiv mit einem Hochgeschwindigkeitsverschluss, der abwechselnd eine lange, sich drehende Rolle aufeinanderfolgender Standbilder beleuchtet und verdeckt. Auch rotierende oder oszillierende Spiegel können den stroboskopischen Effekt erzeugen. Elektronische Blitzlichter, erstmals 1931 erfunden, sind Glühbirnen, die Gase enthalten, die sich mit einer Geschwindigkeit entladen, die durch die Frequenz oder den Zyklus des elektrischen Stroms angepasst wird, der seine Polarität wechselt. Fluoreszierende Beleuchtung ist in der Tat ein Blitz, der mit einer Geschwindigkeit ein- und ausgeht, die für Menschen zu schnell ist, um sie wahrzunehmen.
Forscher hatten schon vor langer Zeit entdeckt, dass Menschen mit 24 Bildern pro Sekunde unmerklich reale Bewegungen wahrnehmen – eine höhere Rate bringt keine Verbesserung der Wahrscheinlichkeit, und eine geringere Rate erzeugt eine erkennbare Illusion von Bewegung. Aus dieser Beobachtung entwickelten sich eine Reihe von Theorien. Eine davon ist die Diskrete-Frame-Theorie, die davon ausgeht, dass diese Rate mit der physikalischen Geschwindigkeit neuronaler Impulse korreliert und dass jedes Signal ein unbewegtes Schnappschuss-Netzhautbild darstellt. Das menschliche Gehirn stellt dann subjektiv Bewegung her, indem es die aufeinanderfolgenden Bilder durch zeitliches Aliasing verarbeitet und die leeren Momente mit Geisterbildern gemäß sowohl fest verdrahteten Gesetzen als auch erlernten Regeln von Raum und Zeit ausfüllt.
Dieser theoretische Rahmen ist die am meisten akzeptierte Erklärung des stroboskopischen Effekts. Menschen sehen keine körperliche Bewegung; vielmehr interpretiert das Gehirn Bewegungen basierend auf schnellen, aber dennoch episodischen Informationen der Netzhaut. Der Effekt wird am deutlichsten durch sich wiederholende – einschließlich sich zyklisch bewegende – Objekte demonstriert. Eine treffende Analogie ist, dass, wenn alle 60 Sekunden ein Foto einer funktionierenden Uhr gemacht wird, eine Person zu Recht, wenn auch fälschlicherweise, den Schluss ziehen kann, dass der Sekundenzeiger gebrochen ist und sich nicht bewegt hat. Jedes Objekt, dessen Bewegung stroboskopisch perfekt synchronisiert ist, wird als bewegungslos erscheinen.
Ausgehend von diesem visuellen Phänomen, wenn eine Videokamera, die mit 24 Bildern pro Sekunde arbeitet, ein automatisches Rad aufnimmt, das sich 23-mal pro Sekunde dreht, oder ein bruchstückhaftes Äquivalent, nimmt jedes nachfolgende Videobild das Rad an einer Position auf, die nur ein bisschen hinter einem vollen zurückliegt Revolution seines Vorgängers. Der Einzelbild-Beweis zeigt deutlich, dass sich das Rad rückwärts bewegt hat, und tatsächlich wird das menschliche Auge es so wahrnehmen, dass es sich mit einer Umdrehung pro Sekunde rückwärts gedreht hat. Die optische Täuschung, die aus Filmen mit Pferdekutschen bekannt ist, wird als „Wagenrad-Effekt“ bezeichnet und tritt in unterschiedlichem Maße bei jeder Videoaufnahme eines rotierenden Objekts auf.
Der stroboskopische Effekt kann an anderer Stelle beobachtet werden. Ein Licht, das relativ langsam blitzt, wird von Tanzclubs populär gemacht und animiert die Tanzbewegungen einer Person in scheinbarer Zeitlupe. Ein Rennwagenmotor mit 9,000 Umdrehungen pro Minute kann mit einem Blitzlicht synchronisiert werden, um den statischen Zustand des Motors bei dieser Geschwindigkeit einzufrieren und zu analysieren. Eine Wasserfontäne mit bekannter Durchflussmenge kann scheinbar der Schwerkraft trotzt angezeigt werden, indem sie mit einem zeitlich versetzten Stroboskop beleuchtet wird. Vom Stroboskopeffekt abgeleitete Prinzipien, wie die Abtastrate und Aliasing-Algorithmen von einer Probe zur nächsten, wurden auf optische Geräte wie pulsierende Laser angewendet, die eine sich drehende digitale Datenscheibe lesen.