地铁隧道内的“动画”是怎么回事？

近一段时期以来，很多乘坐地铁的乘客们发现，在地铁运行期间，窗外不再是无聊的黑洞洞，而是出现了不少动画和广告，并且，这些动画和广告在地铁高速运行期间，居然看起来相对列车位置不变，这是怎么做到的呢？

其实，这样的动画原理和电影是一样的。我们都知道，电影胶片是由一格一格的静止的图像组成的，然而当它以每秒24张的速度播放时，我们却能看到连续运动的画面。长期以来，对电影的解释是基于“视觉暂留”的。所谓视觉暂留，指的是当一个画面在眼前消失后，视网膜依然能够向大脑传递图像信息，保持时间约为1/16秒左右。不过，视觉暂留现象只能解释我们为何看不到两张胶片之间的“黑框”，而真正让我们感觉画面“运动”起来的，是另一种称为“似动效应”的心理学现象产生的。简单来说，似动效应是指两张具有细微差别的图像以一定频率出现眼前时，人脑会自动将两张静止的图片“脑补”成真实的运动。

所以在早期，地铁隧道动画也采用了和电影相同的方式：在隧道壁上镶嵌一连串不同的图片，就好像电影胶卷的一格格图像，这样列车以一定速度驶过时，这些图片就会如同电影一样“动”起来。

不过，人们随后发现了一个更好的替代方式，这次才是真正的利用了“视觉暂留”现象：人们用一根竖立着的、上面镶嵌着一列（通常是600个）三色LED灯的“灯柱”代替了整幅图片。这些LED灯可以随着电脑的设置而亮灭和改变颜色。当地铁驶过这根灯柱时，灯柱从前向后扫过人眼，这时由于视觉暂留现象，变换的灯柱就会在人眼视网膜上“扫描”出一张完整的图片。这样，沿着地铁隧道设立一系列这样的灯柱，就可以和前面镶嵌图画一样显示出动画效果。由于只需要一列LED灯就能代替一整张镶嵌图片或者LED屏幕，因此成本大大降低，所以目前地铁隧道动画几乎采取的都是这种技术。

目前的地铁隧道动画是采用这种LED灯柱方式产生的。图片来源：guokr.com

当然，这项技术的动画效果，和列车的运行速度关系很大。首先列车速度不能忽快忽慢，否则就会造成动画速度的变化，因此，设立地铁隧道动画的位置通常位于隧道的中端，因为此时列车运行速度较为稳定。此外，如果列车运行速度过快，那么扫描出的图片会“变宽”，动画就会显的被左右拉长了，反之亦然。因此，通常在地铁隧道动画之前会接收列车运行速度数据，然后以此调节LED灯的变化速率，来适应列车的速度。这样，我们就能欣赏到这种独特的“地铁动画”了。

本文作者：fengfeixue0219，百度知道特约作者，在读博士。