光栅屏动画，是一种利用光栅屏障，让隔行扫描的静态图像产生动画错觉的技术。

其起源可追溯至16世纪末，一种画在三角棱柱凹凸画板上的变形画（梯形画），当人们从不同角度观看时，会看到两幅图像来回变换。

不晚于19世纪，还出现了一种利用直立的薄片作为光栅挡片，把3幅画结合在一起的变体。但由于难以控制速度和角度，这种早期的变形画不能实现流畅的动画效果。

1890年代

19世纪后期，一些半色调印刷和彩色摄影工艺，以及1895年的“乔利彩色屏”，刺激了发明家们对条纹屏幕在立体图像和变形动画方面的探索。

1896：

• 奥古斯特·贝蒂埃(Berthier A)发表了一篇文章，提及其利用栅栏屏障创造立体图像的方法，但当时没有引起关注。
  • Berthier A. 大幅面立体图像[J]. 宇宙, 1896, 34(590,591):205-210, 227-233.
• 西蒙斯(Symons W)获得了一项利用条纹光栅屏创造图像运动错觉的英国专利。
  • Symons W. 按照”摩托图像”运动图像书所描述的方式产生运动错觉: 英国专利5759 [P]. 1896-3-14.

1898：

• 已知第一本使用条纹光栅屏技术的图书《摩托图形运动图像书》（THE MOTOGRAPH MOVING PICTURE BOOK）出版，随书附赠一块印有黑色条纹屏障的透明薄片，放在以影线方式绘制的图像上移动时，会因摩尔效果而产生一种图像在“运动”的错觉，艺术家通过控制影线方向，有选择地让画面中云雾、水、裙子等呈现出运动感，而墙壁、山体等则保留静止感。
  • Toulouse -Lautrec H设计, Vernay F J, Yorick等绘. 摩托图形运动图像书[M]. 伦敦: 布利斯, 桑兹公司, 1898.

• 约翰·雅各布森(Jacobson J)申请了一项用于观察隔行扫描立体图像的，具有波纹或凹槽表面透镜状光栅屏的专利。
  • Jacobson J. 图片复制: US624042A[P]. 1899-5-2.

1900年代

1901：

• 弗雷德里克·艾夫斯(Ives F)在富兰克林研究所展示了他的“视差立体图”，利用条纹光栅屏拍摄立体照片。3年后他获得了基于相同原理的“可变标志、图片等”美国专利。法国电影先驱莱昂·高蒙发现了艾夫斯的作品并带回法国展出，他鼓励数学家尤金·埃斯塔纳夫研究视差立体图。
  • Ives F. 可变标志、图片等: US771824A [P]. 1904-10-11.

1906：

• 埃斯塔纳夫(Estanave E)为其发明的用于观察立体图像的线条薄片申请专利，其中包括“变化的”照片，可看到一位女士睁、闭眼的动画。后来，埃斯塔纳夫还发明了利用具有垂直和水平线条的光栅屏，组合4个图像的光栅立体动画系统。他似乎没有把自己的发明商业化，反而是其他人销售了一些类似的产品。
  • Estanave E. 使用光栅的立体摄影和立体观察装置: FR371487A[P]. 1907-03-08.
• 亚历山大·斯皮格尔(Spiegel A)获得了一项利用条纹屏障的动画显示设备专利，并授权两家芝加哥公司以“魔法运动图像”为名生产销售。类似的产品后来在日本和法国也有发行。
  • Spiegel A. 显示设备: US829492A[P]. 1906-8-28.

1906-1907年间：

• 海勒姆·迪克斯(H. C.J. Deeks)获得了两项基于透镜状光栅屏幕开发的特殊印刷技术美国专利，他用这些技术来制作变形和变色的动画明信片，很快便成为一种流行商品。
  • Deeks H. 用于打印多张照片的材料: US834048A [P]. 1906-10-23..
  • Deeks H. 彩色图片及其制作方法: US856519A [P]. 1907-6-11.

图3-22：16世纪的变形画（维尼奥拉G.，丹蒂 I.，1583）；
图3-23：魔法运动图像（G.费尔森塔尔公司，1906）；
图3-24：迪克斯专利配图（1906）

1908：

法国物理学家加布里埃尔·李普曼提出一种使用小凸透镜阵列制作光栅屏的方法，被称为“蝇眼屏”。

1920年代

1921：

法国的索辛·埃德发行了一种结合长卷画和条纹屏障的动画玩具“欧宝影院”（Ombro-Cinéma），图像带承载多个循环小动画，配有手摇转轴支架，有的版本还结合了发条装置，在播放音乐盒的同时传送转轴。

1930年代

1937：

• 莫里斯·博内(Bonnet M)把条纹光栅屏摄影系统扩展到可记录33张图像，从而获得很好的深度感，他成为第一位成功销售这类立体照片的发明家。但他在几年后便转向了透镜状光栅屏。
  • Bonnet M. 获得浮雕感照片的方法和装置: FR833891A [P]. 1937-7-2.

1950年代

1952：

• 维克多·安德森(Anderson V)申请了一项基于透镜状光栅屏的可变图像显示技术专利，其产品“Vari-Vue”于次年开始销售。
  • Anderson V. 可变图像显示装置领域中的组装方法: US2815310A[P]. 1957-12-03.

1960年代，其他公司也开始生产类似产品，各种各样的光栅动画小玩意很快便传遍世界各地，时至今日依然活跃于小产品市场。

1990年代

• 美国发明家、电影制作人鲁弗斯·赛德在透镜光栅屏的基础上，开发出名为“生命瓷砖”的光栅变形动画，它就像普通瓷砖一样，可以安装在室内或室外的墙体上，当人们走过的时候，瓷砖里的图像便会活动起来，展示一个无限循环的奇妙动画。

2000年代

2007：

赛德开始制作可以自动播放的动画书“扫描动画”（Scanimation），开合书页时自动牵引光栅屏移动，读者将直接看到6帧或以上的循环动画。

2010年代

随着数字动画技术的加入，光栅材料和印刷技术的日益精进，光栅动画已能支持数十帧序列图，流畅程度几乎媲美全动画效果。在这个LED广告屏几乎无处不在的时代，光栅屏动画依然有其优势。

人类很早就发现了视错觉这一现象，并在一些早期建筑、壁画和绘画中加以利用。

1864：

• 英国科学家詹姆斯·格雷戈里(James G)出版了第一本视觉错玩具书《 幻视, 或令人惊讶的光谱错觉, 显示到处都是鬼和任何颜色》，利用视觉暂留现象设计了一系列错觉动画，用眼盯着书页里的幽灵一段时间后再转向别的地方，最好是浅色的墙，就会看到幽灵“跑”出来，然后逐渐“消失”。这类视错觉玩具书事实上并未涉及似动，读者看到的动画只是视觉暂留效应的起效和消失。
• James G. 幻视, 或令人惊讶的光谱错觉, 显示到处都是鬼和任何颜色[M]. 纽约: 詹姆斯·格雷戈里, 1864.

20世纪中，随着欧普艺术的发展，另一类基于几何抽象图形的视错觉图像开始出现。

1961：

英国欧普艺术家布里奇特·赖利创作了著名的《方形运动》，大部分读者可在二维图像上感到三维印象，甚至在静态图像上“看到”运动的画面。由于这类图像经常受到关于眼睛健康问题的质疑，相关的玩具书并不太常见。

1860年代

1860：

• 手翻书动画基于十分简单的机械机制，一些文献资料介绍德斯维涅在1860年左右设计了一种称作“对开纸镜”（Folioscopes）的设备，成为后来手翻书的灵感，但未见具体图像资料。

• 亨利·霍普伍德(Hopwood H)在其专著《活的图片》中描述过一种十字型的转轮动画玩具，当快速旋转时，便可看到由一张图的左边和另一张图的右边混合而成的图像，他没有提供该装置的发明者或名字，但从前后文和相关产品推测，可能在1860至1870年代左右。《自然》杂志一篇1882年的文字也介绍了一个类似的玩具“有趣的骡子”，同样未提及发明者和时间。
  • Hopwood H. 活的图片[M]. 伦敦: 眼镜商和摄影行业评论, 1899: 34.
  • 佚名. (1882). 通过游戏教学[J]. 自然, 1882, 444: 71-73.

1861：

• 撇开不确定起源，之前提及的塞勒斯在1861年发明的“运动摩托镜”显然也可视为手翻书的前身，尤其是专利图中那幅可处理大量序列图的设备设计图。

1868：

• 英国印刷商约翰·林内特(Linnett J)获得已知最早的手翻书专利，称为“肯尼奥图像”（Kineograph）。林内特最初版本的手翻书图案占据几乎整个版面，后改进成只使用其中一段印刷序列图，以提供更好的速度和观感。他也曾建议使用机器来控制图片翻转，但似乎没有实际制作。
  • Linnett J. 生产光学错觉方法的改进: 英国专利925[P]. 1868-3-18.
  • Hopwood H. 活的图片[M]. 伦敦: 眼镜商和摄影行业评论, 1899: 35.

1890年代

19世纪末，随着电影技术的发展，人们对动态影像的娱乐需求大增，但早期电影不仅放映价格十分昂贵，还有易燃和不便携的问题，而手翻书正好解决了这些问题，成为早期电影的平价替代品。

1894：

• 发明家赫尔曼·卡斯勒（Casler H）和威廉·迪克森为他们的“妙透镜”（Mutoscope）提交专利申请，一卷纸盘通常容纳850张、规格为7×4.75厘米的卡片，观影时长大约1分钟，一次仅供一个人观看。
  • Casler H. 妙透镜: US549309A[P]. 1895-11-05.

1896：

• 卢米埃兄弟分别于法国和英国登记了一种和妙透镜相似，但更微型的机械手翻书设备“基诺拉”（Kinora）。由于卢米埃兄弟的电影机十分成功，他们很快变放弃了基诺拉，转让给英国妙透镜和生物图像公司，和法国高蒙公司。

1897：

• 英国电影制片人亨利·肖特(Short H)发明了一种使用金属外壳，通过一根金属杠杆驱动书页快速翻转的手翻书产品“费罗镜”（Filoscope）。它是肖特为英国著名电影先驱罗伯特·保罗设计的，画面内容来自保罗电影中一些受欢迎场景，规格很小，十分便携。
  • Short H. 动视装置的改进: 英国专利23158[P]. 1898-11-3.

19世纪末20世纪初，很多电影被印刷成手翻书，各种版本的手翻书设备在欧洲很受欢迎，但它们在20世纪后期逐渐成为一种古董玩具。

图3-18：有趣的骡子（自然，1882）；
图3-20：妙透镜专利部分配图（加斯勒，1895）；

最初的滚轮式动画装置和费纳奇镜一样，都是在车轮效应的相关研究中开发的。

before 1833：

• 约瑟夫·普拉托（Joseph Plateau，1801-1883）和西蒙·斯坦普佛(Simon Stampfer，1792–1864)都曾提及过滚轮式的动画设备，但并无实物公开展示。
  • Plateau J. 论两条线围绕的现象[M]//数学和物理通信第4卷. 布鲁塞尔: 哈耶兹, 1828: 393-396.
  • Stampfer S. 频闪盘；或者，光盘魔术：它们的理论和科学应用[M]. 维也纳: 特伦特森斯基和维维格.1833: 11-12.

1834：

• 英国数学家威廉·霍纳发明了“代达罗斯轮”（Daedalum），原版的代达罗斯轮是在图片之间有开槽观察孔，而非后来版本的在序列图带上方开孔。他申请了专利并尝试开发产品，但在绘制角色序列图方面可能遇到了某些障碍，于是在接下来的30年里，费纳奇镜仍是更常见的频闪动画设备。
  • Horner W. 关于代达罗斯轮的特性,一种新的光学错觉仪器[J]. 伦敦和爱丁堡哲学杂志和科学杂志, 1834, 4: 36-41.

1855：

• 普尔基涅的学生生理学家约翰·切尔马克在文章中提及了他的立体观察器，外形很像一种竖立式的活力转轮，它是一个双轮结构，图像带和窥视槽同在外轮，图像面向中间的多面棱镜鼓，从窥视槽可观察到立体的动画。
  • Czermak J. 立体照片旋转镜(1855)[C]//文集，第一卷：科学论文. 莱比锡:威廉·恩格尔曼, 1879: 299-302.

1857：

• 相传一种直径约5.5米的转轮式运动图像装置，在法兰克福展出。

1860：

• 发明家彼得·德斯维涅获得了一项专利，包括20多个垂直和水平滚轮式运动图像展示装置，涉及图画、照片、立体模型等作为序列素材使用。
  • Desvignes P. 用于展示摄影、立体和其他图片、模型、图形和设计的设备的改进: 英国专利537 [P]. 1860-2-27.

1861：

• 美国工程师科尔曼·塞勒斯（Sellers C）获得了首个序列图像放置于放射状叶轮上动画装置专利“运动摩托镜”（Kinematoscope），可用于观看立体动画，设备类似于一个倒置的逗号，承载图像的叶轮垂直放置于外壳内并可快速滚动，外壳有开口以便光线进入，立体目镜位于顶部。他让孩子们摆出一系列看似连续的动作，用立体相机拍照，再组装成动画的序列放进设备里，成为已知最早的真人定格动画。从专利图看，塞勒斯还设计了另一款支持大量序列图的翻页式转轮动画设备。
  • Sellers C. 展示运动物体的立体图片: US31357[P]. 1861-2-5.

1862：

• 伦敦国际展览会上展出了德斯维涅的“米莫镜”（Mimoscope）并获荣誉称号，描述为“一种具有教育意义的哲学玩具，提供无穷无尽的多样性”。尽管发明家已经证明活力转轮事实上可以容纳平面或立体内容，但立体模型活力转轮的制作成本很高，因此没有被当时的玩具商采用，这导致很多人以为所谓的“三维活力转轮”是现代产物。
  • 伦敦国际展览会, Hollingshead J.  1862年国际展览会:工业部图解目录[M]. 伦敦:女王陛下专员, 1862: 148.

图3-11：普拉托的频闪实验装置（普拉托，1828）；
图3-12：切尔马克的立体照片旋转视镜（切尔马克，1855）；
图3-13：运动摩托镜专利部分插图（塞勒斯，1861）

1864：

• 发明家詹姆斯·梁在苏格兰皇家艺术协会爱丁堡会议上展示了他的“摩托罗镜”（Motoroscope），该设备由两个垂直滚筒带动图像长带旋转，通过矩形透镜观看，旨在展示立体运动图像。尽管当时仍未有拍摄连续立体图像的技术，但梁预言这个问题将来会有解决。
  • Rossell D. 电影诞生年表1833-1896[M]. 布鲁明顿: 印第安纳大学出版社, 2022: 15.

1867：

• 威廉·林肯（William Ensign Lincoln）获得了一款和代达罗斯之轮相似的专利（专利号No. 64117，见下图），正式取名“活力转轮”（zoetrope），该术语如今泛指所有类似设备。林肯在专利中声称其设备相比其他同类设备的优势在于，通过把设备放置在房间中央，可供更多人同时观看。他把观察缝隙和序列图带分离，以方便序列图纸带的更换。
  • zoetrope源自希腊语，词源释义为“有生命力（或有生气）的旋转”，它在其他文献中也被用作指代其他转轮机械，国内部分研究将其翻译成活动幻镜、旋转画筒或西洋镜，但被翻译成这些名字的还包括很多其他的光学动画设备。为更清晰区分，Anianima将其翻译为 “活力转轮”。
  • Lincoln W. 玩具:US64117[P]. 1867-4-23.

• 同年末，据说在伦敦水晶宫音乐厅展出了一个周长约15米，使用燃气发动机驱动，人物图像接近真人比例的巨型活力转轮。

1860s后期

• 林肯将其专利授权给美著名玩具制造商Milton Bradley，后者开始批量生产Zoetrope。

1868：

• 英国数学家、物理学家詹姆斯·麦克斯（Maxwell J）韦制造了一款改进版活力转轮，使用焦距等于圆柱体直径的凹透镜替代狭缝，使图像就可以更清楚。
  • Maxwell J. 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的科学快报和论文第2卷1862-1873[M]. Harman P编. 剑桥: 剑桥大学出版社, 1990: 457.
• 散文家威廉·卡彭特（William Benjamin Carpenter）发表《论活力转轮及其先驱》（On the Zoetrope and its Antecedents），协助我们更多地了解当时活力转轮的动画。

转轮式动画装置的变体有很多，它们经常出现在古董玩具网站上，多数描述为19世纪后期产品。这些变体尽管没有明显的技术改进，但它们体现了当时人们对这些动画玩具的兴趣。

1877：

• 法国发明家埃米尔·雷诺发明了“帕西诺镜”（Praxinoscope）。该设备改善了活力转轮狭小的“视窗”不能让足够光线通过的问题，一个多边形中心镜柱取代了小视窗，中心镜子的数量和序列图数量相等，当旋转时，观众可以在镜柱上看到明亮而清晰的动画。雷诺不仅是一位发明家，也是一位很好的动画师，他绘制的动画序列流畅度很好。
  • Praxinoscope，原意为用于观察行为活动的仪器，国内也有译作“实用镜”或“活动视镜”，但均容易与其他设备混淆。
• 雷诺还发明了一种4帧的光学动画玩具“陀螺木偶”（Toupie Fantoche），4块反射镜粘在一个金字塔造型的底座上，4帧动画序列图转盘被夹在顶部，手握手柄扭动顶部旋转器的时候，图像盘和镜子底座一起旋转，在镜子上看到动画，但闪烁较明显。

1879：

• 雷诺推出了升级版的“帕西诺镜投影”（Praxinoscope Projection），在原来的基础上，把一组类似于剧院的背景板和帕西诺镜安装在一个木架里，观众从木架的“视窗”中会看到逐帧动画和舞台布景叠加在一起的效果，但只能供一人观看。很快，雷诺就会把它升级成第一款使用穿孔长卷胶片序列图像带的动画投影机（见后文）。

1887：

法国科学家艾蒂安-朱尔·马雷根据其计时摄影机拍摄到的飞鸟序列照片，制作了一个使用立体石膏模型的活力转轮，并留下了现存最早的三维活力转轮实物照片资料（见下图）。

19世纪末-20世纪中

人们的眼光都被新一代动画技术吸引了，这些风靡一时的转轮动画玩具逐渐衰落，暂时离开人们的视野……

1960年代

新一代频闪灯开始用于娱乐，使用频闪灯代替开槽滚筒的“3D活力转轮”在20世纪后期重新流行，吉卜力、皮克斯等著名动画公司都有制作过三维活力转轮用于展览。

20世纪末

一种线性的活力转轮变体被开发，在一些地铁隧道里偶然会看到。

21世纪初：

彼得·哈德森等人创造了一系列使用立体模型的大型三维活力转轮于户外展出。它们在白天看似有趣的现代装置艺术，吸引游人拍摄“打卡”，夜幕降临后利用频闪灯表演动画。

2007：

吉姆·费弗尔在维多利亚和阿尔伯特博物馆首次展示了他的三维活力转轮变体，没有开槽板或频闪灯，而是利用摄像机帧速率和实际旋转物体之间的“中断”现象，在视频中呈现出动画效果。为表示对早期电影和动画设备复杂命名方式的致敬，费弗尔最初也为他的转轮机创造了一个复杂的术语“唱机图形安斯塔斯玛马镜”（Phonography Anstasmascope），但在2010年重新创造了一个简单的术语“唱机转轮”（Phonotrope）取代。

“费纳奇镜”（Phenakistiscope）和“频闪镜”（Stroboscope）几乎同时被发明，两者的原理、结构、操作、外观甚至尺寸都几乎一样。

随着Phenakistiscope逐渐成为这一类光学玩具的代名词，Stroboscope一词更为人所知的释义是频闪灯，最初用于车轮转速测算，后来也用于动画和舞台表演。

1830年代

1832：

• 约瑟夫·普拉托（Joseph Plateau，1801-1883）发表《关于一种新型光学错觉的研究》，带来了费纳奇镜的初版，由单个开槽圆盘构成，观众需用单眼，通过开槽位看向对面的镜子，当旋转圆盘时，观众会从镜子里观察到一个旋转的舞者。需要注意的是，文章开篇介绍该旋转圆盘所带来的是静止的复合人像，直到论文倒数第二段，普拉托才引入"动态系列图像"的概念，即旋转舞者的形象（见图1）。
  • Plateau, Joseph (1832). “Sur un nouveau genre d’illusions d’optique” (“On a New Kind of Optical Illusion”). Adolphe Quetelet, ed. Correspondance mathématique et physique t.VII: 365-68.

• 奥地利数学家西蒙·斯坦普佛(Simon Stampfer，1792–1864)几乎同时发明了类似设备并申请相关专利，设备取名“Stroboscop”。他在1833年指出这些序列图像可以放在圆盘、圆柱，或环绕在两个滚筒上的环状纸条（或布条）上，但他选择以圆盘的形状发表他的发明，取名“Stroboscopic Disc”（见图2）。
  • Stampfer S. 频闪光盘或光学魔术光盘[M]. 维也纳: 特伦斯基和维维格, 1833: 11-12.
  • Wiseman, Boris. (2021). 8 Intermediality and the Origins of Cinema.

• 此外，罗杰声称他在1831年也制作了一件类似费纳奇镜的装置，但并未提供确实证据。
  • Wade N. 视觉的自然史[M]. 伦敦: 麻省理工学院出版社, 1999: 207.

1833：

• 普拉托发表《关于视网膜印象的持久性》。
  • Plateau, Joseph (1833). “Sur la persistence des impressions de la rétine”. M. Verhulst and Quetelet, tr. Traité de la lumière (Treatise on Light). Paris: Hachette, t. II, supplement: 489.
• 普拉托似乎仅将费纳奇镜的运动效果视为其研究的附带产品，并为注意到其商业价值。因此当伦敦出版商阿克曼（Ackermann）等机构试图大规模商业化该装置时，他毫无保留地开放了设计专利。

• 伦敦阿克曼公司推出的第一批商业费纳奇镜玩具，取名“Fantascope”。
  • T.T. Bury为其中一版绘制了动画镜盘（包装封面署名）。

• 托马斯·贝恩斯（Thomas Mann Baynes）设计了一种特别的费纳奇镜盘，利用异形切割，让小动物的身体突出图像圆盘边缘，看起来就像二维世界里的小动物 “出逃”到真实世界一样。

1836：

• 普拉托《关于其发明的仪器——安索诺镜的通知》
  • Plateau, Joseph (1836). “Notice sur l’anorthoscope, instrument de son invention” . Bruxelles: Bulletins de l’Académie royale des sciences, des lettres, et des beaux-arts de Belgique, t. III: 7.

1830s：

• 费纳奇镜很快成为受欢迎的光学动画玩具。维也纳艺术品交易商推出了第一套商业产品，光盘观察孔是圆形的，随后一伦敦公司出版了一套观察孔为长方形的产品。

• 在费纳奇镜的商业化过程中，由于欧洲人喜欢造新词的习惯，还出现了很多极度容易混淆的类似名词，包括但不限于：Phantasmascope, ,Fantascope, The Magic Circle, Fores's Moving Panorama, Optical Illusions, Wallis's Wheel of Wonders, Magic Panorama, Magic Disc, Fantasmascope, Les Disques Magiques, Periphanoscop, 'Le Spectacle Magique, The Magic Wheel……就像西洋镜一样，它们都被统称为费纳奇镜。

• 再后来，一种由两个转盘组成，无需使用镜子的版本面世，设备的一端是序列图盘，另一端是黑色开槽盘，观众可直接从开槽盘一侧看到动画。由于动画的流畅度依赖旋转速度，有一些版本被设计成利用滑轮来驱动旋转。这类在画在转盘上循环动画，极大地刺激了人们的兴趣，观众能直观地看到静止的序列图和它们的动画效果。

• 福雷斯和帕里斯（Paris, J.A.）都介绍到一种可供两个人同时观看的费纳奇镜变体。
  • 帕里斯的可供两人同时使用的费纳奇镜变体，现有信息仅有文字和插图（见下图），未知是否有实际生产。[PE01,PE03,PE04]

1840年代

约1840：

• 自然科学家扬·普尔基涅介绍了他的“佛罗里提”（Phorolyt），定位为科学玩具，序列图像主要为写实的生物运动，后来也引入照片序列。

1845：

发明家和制造商们已经开始关注如何把费纳奇镜放进幻灯机里投影动画了，相关内容将在后文另述。

1840年代后期：

• 普拉托专注于视觉暂留研究，画家让-巴蒂斯特·马杜（Jean-Baptiste Madou）深入研究了费纳奇镜的机制，为其开展了一系列运动图像设计，制作出同时表现角色运动和光影变化的费纳奇镜变体，使用透明背光图像盘，通过动作分解-重组-时空折叠的方式，设计出一种特殊、融合19世纪油画气息的循环动画。并结合其正形镜的开槽圆盘作为遮挡，可供几个人同时观看。
  • 马杜设计的其中一块费纳奇镜动画盘，刻画了一个吹燃煤块的奇幻生物，当圆盘高速转动时，观察者透过镜面反射可“看”到动态的火焰升腾与生物吹气动作的复合影像。
  • 一块费纳奇镜盘上描绘了一位在修道院场景中的僧侣形象，当圆盘高速转动时，观察者可“看”僧侣不断走“进出”。

• 普拉托还提及把费纳奇镜和立体眼镜结合起来的可能性，可惜这个计划没有最终实现，他此时已几乎完全失明。
  • Plateau J. 关于重衬印象持久性的奇怪新应用的第三个说明[M]// 比利时皇家科学、文学和艺术学院通讯第16卷. 布鲁塞尔:哈耶兹, 1849: 30-39.

19世纪中：

除了小型的费纳奇镜，19世纪中也出现了利用开槽挡片模拟快门，让光源实现间歇性照明，在剧院中展示的大型费纳奇镜，可供多人同时观看。

1850年代

1852年：

• 朱尔斯·杜博斯克获得了一种费纳奇镜式的立体照片设备专利，被称为“立体-幻想镜”（Stereoscope-Fantascope）或“生物镜”（Bioscope），一张幸存的镜盘包含了一组机器运行的立体序列照片，但该设备原型似乎已淹没于历史，鉴于当时的摄影技术，这可能是第一个“立体定格动画”。目前无法确定该设备是否公开展示过，也不确定它是否具有投影功能。
  • Duboscq J. 称为立体镜的仪器系统，即使在透明材料、玻璃等上，也能使平面上的摄影图像浮雕化，并能够将放大的图像投影到屏幕上: 法国专利13069[P]. 1852-2-16. 立体镜在该专利的附录中，于1852年11月12日提交。

• 此外，安东尼·克劳德也声称他在1852年建造了一款结合了惠斯通的“立体镜”的费纳奇镜变体，并于次年获得其立体镜专利。
  • Wade J. 惠斯通和移动立体图像的起源[J]. 感知, 2012, 41(8): 901–924.
  • Claudet A. 立体镜的改进：英国专利711[P]. 1853-3-23.

1920年代

约1925：

• 英国伦敦出现了一种被称为“留声机影院”（Gramophone Cinema）的费纳奇镜变体，它可放在留声机上使用，观众可边听音乐，边看动画，但轮子滚动的机械声音是附赠品。

20世纪，随着电影的发展，费纳奇镜便彻底被挤出大众娱乐市场，成为博物馆和古玩市场的一员。

1820年代

1825：

关于车轮效应的问题还在研究，一种被称为“奇迹轮”（Thaumatrope）的双面动画转盘出现了。它是基于视觉暂留理论发明的，因此它最初目的是实现双面图像的融合，而非展示一个两帧动画。

• 奇迹轮的发明是一个涉及多位当代著名科学家的复杂故事：
  • 商业版的奇迹轮是菲利普斯于1825年在伦敦注册的，没有署名作者。
  • 1826年发表在《爱丁堡科学杂志》上的一篇文章，把奇迹轮的发明归功于英国医生、科学家约翰·帕里斯（John Ayrton Paris，约1785-1856），文章未署名，但作者可能就是时任编辑，发明了万花筒的布鲁斯特（David Brewster，1781-1868）。
  • 1856年，帕里斯在一封写给迈克尔·法拉第的信中提及，他最初是在菲利普斯诚挚的邀请下参与奇迹轮商业版开发的，但从未署名。
  • 而英国著名数学家、机械计算机先驱查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage，1791-1871）在其1864年出版的回忆录中指出，天文学家、数学家兼化学家约翰·赫歇尔（John Herschel，1792-1871，发现硫代硫酸钠那位）曾用旋转的硬币向自己展示如何同时看到一个硬币的两面，他把这事告诉了地质学家威廉·菲顿，几天后，菲顿带来了一张两端挂有丝绸带的圆盘卡片，一面是一只鹦鹉，另一面是一个笼子，随后他们还做了几个不同的转盘向一些朋友分享，然后便忘记了这事，直到几个月后，听说帕里斯“奇妙的发明”。
  • 而艺术家安东尼·克劳德（Claudet A）表示，他听说当赫歇尔向孩子们展示旋转硬币时，帕里斯也在场，随后他产生了制作奇迹轮的想法。
  • 此外，露西达相机的发明者沃尔拉斯顿也被威廉·卡本特（Carpenter W）指认为奇迹轮的发明者。
  • 参考文献：
    • Gunning T. 手与眼: 挖掘维多利亚时代图像的新技术[J]. 维多利亚研究, 2012, 54(3): 495-516.
    • James A. 迈克尔·法拉第的通信: 1855-1860第5卷[M]. 伦敦: IET, 2008: 132
    • Babbage C. 一位哲学家的生活片段[M]. 伦敦: 朗曼, 格林, 朗曼, 罗伯茨和格林, 1864: 189.
    • Claudet A. 关于双目视觉的一个新事实[J]. 伦敦皇家学会会报, 1867, 15: 424–429..
    • Carpenter W. 关于奇迹轮及其前身[J]. 科学、文学和艺术的学生和知识观察者, 1868, 1(4): 429. 

总之，第一套奇迹轮可在英国皇家学会图书馆购买，其售价相当于一个普通工人一周的工资，而大量廉价的盗版很快便让奇迹轮成为一种常见的玩具。最初的奇迹轮都是圆形的，但其他形状的卡片也能产生同样效果，两端的牵引绳也可使用竹签代替。

1827：

• 奇迹轮从理论上来说也可展示两帧动画，但由于难以准确控制速度和旋转角度，其动画效果并不理想。帕里斯在1827年版《体育哲学：使科学变得严肃》里提及使用一种带圆形框架的奇迹轮来展示两帧动画。
  • Paris J. Physiology in Sport, Made Science in Earnest[M]. 伦敦: 朗曼, 里斯, 奥姆, 布朗和格林, 1827: 22–25.

1833：

• 帕里斯在1833年版《体育哲学：使科学变得严肃》中又展示了另一种结构更复杂的奇迹轮变体，通过对原版奇迹轮增加一根松紧绳以改变图像盘轴向，实现两帧动画效果，但这两种方法似乎都没有商业化版本。从目前资料来看，以展示两帧动画为目的的奇迹轮，直到19世纪下半叶才出现。
  • Paris J. Physiology in Sport, Made Science in Earnest[M]. 伦敦: 舍伍德, 吉尔伯特和派珀, 1833: 352-353.

1860年代

1867：

• 克劳德（Claudet A）提出奇迹轮可创造一种深度错觉，使用一个稍有厚度的长方形奇迹轮，把两端的绳子固定在纸板的同一边，而不是传统上的居中绑法，当卡片旋转时便可产生一种深度的错觉。
  • Claudet A. 关于双目视觉的一个新事实[J]. 伦敦皇家学会会报, 1867, 15: 424–429.

1869：

• 理查德·皮尔金（Pilkington R）顿注册了一种展示两帧动画的奇迹轮变体“佩代马镜”（Pedemascope），木制机械设备，图像卡片放在一个有黄铜销手柄的夹子上，黄铜销会控制卡片旋转不超过180度。它也可以使用透明或剪影图片，并通过幻灯投影。
  • Pilkington R. Pedemascope: BT5074 [P/OL]. 1869-11-26. http://discovery.nationalarchives.gov.uk/details/r/C14036963.

   
图3-6：佩代马镜（佚名，1888）

• 佚名. 娱乐科学18[M]//大众教育家: 初等、高等和技术教育百科全书第6卷. 伦敦: 卡塞尔有限公司, 1888: 168-169.

1890年代

1892年，机械工程师托马斯·比克尔发明了一种机械发条奇迹轮。这种装置可更好地控制卡片旋转和停留的速度，使动画的展示效果更流畅。

• Leskosky R, 费纳奇镜：19 世纪科学转向动画[J]. 电影史, 1993, 5(2): 176-189.

奇迹轮的变体还有很多，霍普伍德（Hopwood H）描绘了两种机械奇迹轮变体，一款是用8字滑轮转动的，另一款通过叶轮转动，被形容为1898年的新奇玩意。

• Hopwood H. 活的图片[M]. 伦敦: 眼镜商和摄影行业评论, 1899:32.

1900s以后

• 约1920s，德国玩具商“D.R.G.M.”生产过一种发条驱动的奇迹轮玩具，包装盒上写着“新机械剧院”（The New Mechanical Cinema）。

• 香港一专营传统手工艺的“高山民艺”网站上展示过一种据称是中国版本的奇迹轮，拥有放大镜状的木框架和手柄，图像卡利用缠绕的拉绳牵引快速旋转，但制作者和出品时间不详。
  • 高山民艺. 奇迹轮[EB/OL]. (2012-2-16)[2022-6-30]. https://mountainfolkcraft.com/?s=Thaumatrope

视觉暂留现象至少在公元前4世纪已被发现，而频闪效应是基于视觉暂留现象的进一步研究，但它们的理论构建都发生在19世纪初，由于时间和一些内容上的重合，它们经常被混为一谈，尤其在讨论电影动画的运动感知时，大多只提及视觉暂留，忽略了频闪效应。事实上，逐帧动画的实现，更重要的是科学家们对频闪效应的研究，以及摄影和投影技术的加入。

1820s

1821：

• 英国《科学、文学和艺术季刊》发表了一篇题为“光学欺骗的解释”的文章，详细描述了透过栅栏看旋转车轮，其辐条所呈现出的奇特变形，但并未给出合理解析。
  • J.M. 光学欺骗的报道[J]. 科学、文学与艺术季刊. 1821, 10: 282-283.

1824：

• 英国伦敦大学教授彼得·罗杰（Peter Mark Roget，1779-1869）向皇家学会提交了一篇文章回应车轮变形问题。他通过多个实验对比速度、大小、间距、数量等变化对车轮“变形”的影响，对频闪效应作出早期的定义，并给出数学解析和方程。罗杰指出无论轮子转得多块，每个辐条似乎都是静止的；栅栏实际遮挡了车轮，其辐条连续的印象是视觉暂留的错觉；光学欺骗可双向作用，即既能把直线变成曲线，也能把曲线变直线；利用辐条变形的差异，可能会找到新的方法来测量光在视网膜上的持续时间。有趣的是，罗杰后来经常被介绍为视觉暂留理论的奠基者。
  • Roget P. 对通过垂直孔观察到的车轮辐条外观的光学欺骗的解释[J]. 伦敦皇家学会哲学汇刊, 1824,115: 131-140.

1827：

• 英国科学家、被誉为电学之父的迈克尔·法拉第（Michael Faraday，1791-1867）也是频闪效应的早期研究者，他在1827年描述了一种“光学欺骗”现象，指我们看到的静止运动甚至反向运动影像，实际上来自不同速度的向前运动。他进行了很多车轮实验，研究在不同转速下轮辐看起来有什么不同。

1828：

• 比利时物理学家约瑟夫·普拉托（Joseph Plateau，1801-1883）在其早期的一些实验中注意到当很小距离的两个同心齿轮高速反向旋转时，会产生一种“静止”的错觉。

• 普拉托发表了《关于以匀速角运动绕一点转动的两条线所呈现的表象》
  • 指出平面上的图像也会出现频闪效果，栅栏需要是黑色，旋转速度对图像变形的影响等；
  • 对彩色弧光的观测促使他设计了一系列实验：将半透明数学曲线固定在黑色圆盘上，通过叠加圆盘并以相反方向、不同速度旋转，使弧光在交叉处形成动态的"亮度轨迹"，进而在观察者眼前呈现虚拟的"光迹图谱"（light drawings）；
  • 提及自己制造了一台仪器，可轻松地制作出“静止”图像，后来的改进版被称为 “安诺索镜”（Anorthoscope）。
  • Plateau, Joseph (1828). “Sur les apparences que présentent deux lignes qui tournent autour d’un point avec un movement angulaire uniforme” . Adolphe Quetelet, ed. Correspondance mathématique et physique t.IV: 393-396.

• 随后，普拉托还开启了一系列关于视觉余像停留时长的研究，计算出不同颜色的停留时间有所不同，研究栅栏造型、速度、方向与图像表观视觉变形的数学关系。

1829：

• 普拉托向列日大学科学学院提交了一篇17也的论文，该论文启动了一系列关于视觉潜伏期的实验(Dorikens 2001)。为了确定观察到的图像在视网膜上停留多长时间，他设计了90度彩色弧，将它们安装在一个黑色圆盘上，并加速旋转。观察观看者感知一个完整圆的速率阈值使普拉托能够计算不同颜色的持续效应:如白色为0.35秒，蓝色为0.32秒等。他推断这种持续性解释了对运动的常见感知，如把雨滴看成条纹，流星拥有尾巴。普拉托开始思考图形形成和变形的光学时间性，也就是说，视觉的生物器官需要多长时间来感知客观存在和稳定的图像。
  • Dorikens, Maurice (2001). Joseph Plateau 1801-1883: Leven tussen Kunst en Wetenschap/Vivre entre l’Art et la Science/Living between Art and Science. Provincie Oost-Vlaanderen: Universiteit Gent.

1830：

• 约瑟夫·普拉托发表了关于正形镜（，即后来的 安诺索镜）的进一步说明，包括两个圆盘，一个印有扭曲图像，另一个有镂空开槽，手摇柄驱动它们以相反方向旋转，观众会看到静止的、校正后的图像。
  • Plateau, Joseph (1830). “关于不同光学实验的信函（两条旋转线交点的位置与旋转畸变图）Lettre relative à différentes experiences d’optique (Lieux des intersections de deux lignes tournantes, anamorphoses par rotation)”. Adolphe Quetelet, ed. Correspondance mathématique et physique t.VII: 121-126.

1831：

• 迈克尔·法拉第又指出了另外一个使用反向旋转齿轮的例子，阐明了所有后续设备的所基于的原理，并构造了一个由两个齿轮转盘组成，被称为“法拉第轮”的装置进一步验证此效果。
  • Leskosky R. 费纳奇镜:19 世纪科学转向动画[J].电影史, 1993, 5(2): 176-189

图3-1：“光学欺骗的解释”文章配图（J. M.，1821）；
图3-2：安诺索镜的变形图像盘和人眼通过该设备将看到的图像效果（Champlin J，Bostwick A，《年轻人的游戏和运动百科全书》，1890）；
图3-3：法拉第轮

1832：

• 普拉托发表了一篇短文《关于一种新型光学错觉的研究》，描述了一种由单个开槽圆盘组成的仪器，当旋转圆盘并在镜子中观察时，会产生一个旋转的舞者，这最终带来了广为人知的“费纳奇镜”（Phenakistiscope）。
  • Plateau, Joseph (1832). “Sur un nouveau genre d’illusions d’optique” (“On a New Kind of Optical Illusion”). Adolphe Quetelet, ed. Correspondance mathématique et physique t.VII: 365-68.

• 延伸阅读参考资料：
  • Crafton, Donald (2011).“The Veiled Genealogies of Animation and Cinema.” Animation: An Interdisciplinary Journal 6, no. 2: 93–110.

1836：

• 普拉托《关于其发明的仪器——安索诺镜的通知》
  • Plateau, Joseph (1836). “Notice sur l’anorthoscope, instrument de son invention” . Bruxelles: Bulletins de l’Académie royale des sciences, des lettres, et des beaux-arts de Belgique, t. III: 7.