Оптические иллюзии

 Обман зрения

Мнимые образы

В повседневной жизни мы часто встречаемся с объектами, которые нам что-то напоминают. Это могут быть облака, напоминающие лошадок, камни, напоминающие животных, или лунный месяц, похожий на человеческое лицо в профиль. Существует масса прецедентов, когда подобные сходства были приняты наблюдателями за нечто сверхъестественное. Кто-то видел на фотографии клубов дыма фигуру человека, кто-то принимал метеозонд за НЛО, а кто-то, рассматривая фотографии Земли из космоса, находил там «древние послания». Все это вполне объяснимо.

Дело в том, что наш мозг пытается обрабатывать и анализировать полученное от глаз изображение таким образом, чтобы сознанию было проще его охарактеризовать. Вспомните, каждый раз, видя что-то новое, Вы подбираете, на что это похоже. Множество географических объектов или изобретений было названо с учетом предыдущего человеческого опыта, основываясь на внешнем сходстве или похожих свойствах. Так устроен наш мозг.

Предлагаем посмотреть на это анимированное изображение:

                        

На картинке выше мы видим движении фигур. Однако в момент, когда белые кружочки находятся рядом со сторонами квадрата, появляется иллюзия еще одной фигуры. Эта фигура имеет «призрачные» стороны и соединяет все четыре белых кружочка между собой. Так вот, на картинке этих призрачных сторон нет – это иллюзия. Наш мозг дорисовывает их сам.

Вот статичная картинка с похожим эффектом:

                                                     

Здесь отчетливо виден черный треугольник, однако его нет на картинке. Он подразумевается, но его нет. Остальное - работа мозга.

 

Меняющиеся фигуры

Среди множества различных видов иллюзий, пожалуй, наибольшее количество разнообразных рисунков построено на так называемых двойных картинках. Например, как эта:

                                      

Посчитайте количество кубов на изображении сверху. Скорее всего, Вы насчитали 6 кубов, однако, если Вы посмотрите на данную картинку, как бы снизу вверх, то насчитаете 7.

 

Похожая ситуация и с этими изображениями:

                                              

И, конечно же, самая знаменитая картинка этого вида обмана зрения – уткозаец:

                        

Но что же заставляет фигуры на изображениях выше менять свой облик и почему подобные иллюзии встречаются только на картинках?

Давайте взглянем на эти картинки внимательно. На них изображен объект или объекты, которые привлекают наше внимание. Только они. Эти объекты вырваны из контекста. Мы не знаем размера или местоположения фигур на картинках. И главное, неоднозначны или же полностью отсутствуют монокулярные признаки перспективы, о которых можно прочитать в статье «Обман зрения. Иллюзия перспективы». Бинокулярные признаки перспективы отсутствуют на статичных двухмерных изображениях в принципе.

Получается, что когда мы смотрим на подобные картинки, наш мозг не получает никакой попутной информации об объектах: не знает ракурса, размеров, контекста, а также удаленности частей объекта. И ему в анализе представленных изображений приходится опираться на свой опыт. Если объект на картинке предположительно небольшой, то сознание получает установку определения ракурса, как будто мы смотрим на объект сверху вниз и наоборот (смотреть первую картинку с кубами). Так и со всеми прочими, мозг определяет ракурс наблюдения, как ему привычнее. Однако этот ракурс можно сменить усилием воли, и тогда картинка станет отображать нечто иное. Этот процесс может происходить и произвольно. Это говорит о том, что мозгу одинаково привычно и удобно видеть картинку с любого ракурса.

 

Иррадиация. Белое больше черного

Многие люди слышали знаменитые слова об одежде – «Белое полнит, черное стройнит». Кто-то подобные слова воспринимает крайне серьезно, а кто-то пропускает мимо ушей, но давайте попробуем разобраться в их значении.

Для начала взгляните на картинку ниже. Оцените «на глаз» какой из квадратов больше: черный или белый?

                                                 

                                                    

Почти наверняка Вам кажется, что белый квадрат больших размеров, чем черный. Однако, вооружившись линейкой и измерив все стороны квадратов, Вы придете к неутешительному выводу – это обман зрения. Оба квадрата одинаковы.

Такая зрительная иллюзия существует благодаря физике черного и белого цвета. Дело в том, что черный цвет объекта - это отсутствие отраженного света от объекта, т.е. объект полностью поглощает свет. А сетчатка, не получая света от объекта, принимает его за объект черного цвета. Если создать полную темноту, то ни один объект не будет отражать света и все будет черное, как в ванной с выключенным светом. В тоже время белый цвет (как и любой другой, кроме черного) является отражением света от объекта.

Итак, на сетчатку глаза направляется свет, отраженный от белого квадрата и от белой рамки, свет от черного цвета на сетчатку не поступает. Тут начинаются превращения. Для показательности рассмотрим пограничные участки, т.е. места, где белый переходит в черный. Во-первых, сама оптическая система глаза не идеальна, и при прохождении света через роговицу, хрусталик и стекловидное тело пучок света несколько рассеивается, из-за чего белый свет попадает на пограничные «черные» участки сетчатки. И, во-вторых, нельзя забывать о том, что палочки и колбочки – это фоторецепторы, и для них, как и для прочих рецепторов, актуальна иррадиация. Иррадиация – это процесс передачи нервного возбуждения соседним рецепторам. Например, при ожоге болевые ощущения могут выходить за рамки непосредственного поражения. Рецепторы как бы «делятся» своим возбуждением. Таким образом, один фоторецептор, получив возбуждение от света может «поделится» этим возбуждением с «черным» соседом, при условии что сосед сам не находится в возбуждении под воздействием света.

Таким образом, человеческий глаз в силу своей несовершенности создает иллюзию, уменьшая черные объекты и увеличивая белые.

 

Восприятие размеров частей большего объекта.

В самом начале предлагаем Вам ознакомиться с так называемой иллюзией Эббенгауза. Конкретно картинка ниже называется «круги Тэтчера». Сравните «на глаз» два оранжевых круга.

                                              

Левый круг, расположенный среди больших серо-голубых, кажется меньше. Однако это обман зрения. Оранжевые круги одинаковы. Прежде чем объяснить суть этой иллюзии, предлагаем ознакомиться с ещё одной. Сравните круги.

                                                      

На этот раз левый круг кажется больше правого, хотя они одинаковы.

Объяснение данного обмана зрения стоит начать с объяснения одной закономерности сознания. Дело в том, что наше сознание воспринимает части большего объекта больше, чем равные им части меньшего объекта. Людям свойственно преувеличивать в словесном описании, то же самое и со зрительными образами. Причем части объекта не обязательно должны быть связаны между собой. Это могут быть размещенные произвольно в плоскости части, которые наш мозг, опираясь на предыдущий опыт, связывает воедино и принимает за целое. В примере с черными кругами окружность, описанная вокруг левого круга, воспринимается нашим мозгом как единая фигура. А так как эта фигура больше, то и черный круг в её середине кажется больше. Вот подобный пример с треугольниками:

                               

Из-за того, что правый треугольник больших размеров, появляется иллюзия того, что cd больше ab.

Подобным эффектом зрительного восприятия можно объяснить и иллюзию Мюллера-Лайера.

                                      

Тот факт, что усики отрезков в одном случае направлены наружу и делают целую фигуру длиннее, а в другом случае направлены внутрь и делают фигуру, скорее, толще, чем длиннее, заставляет наше сознание воспринимать первый отрезок (как часть первой фигуры) больше, нежели второй отрезок (как часть второй фигуры).

Но вернемся к первой зрительной иллюзии «круги Тэтчера». Там мы видим, что правый оранжевый круг больше, чем левый, хотя окружающие его голубые кружочки значительно меньше, чем окружающие правый оранжевый круг. Однако наш мозг, опираясь на свой опыт, связывает круги справа в одну фигуру, а вот слева он видит оранжевый круг несвязанной отдельной фигурой. Стоит заметить, что данный обман зрения может и не произойти, если Ваш мозг обладает определенным опытом и может связать правые круги в одну фигуру. В таком случае оранжевые круги будут равны.

 

Горизонтально-вертикальная иллюзия

Для начала, посмотрите на картинку ниже. Попытайтесь на глаз оценить размеры вертикальной и горизон-тальной линии.

                     

Скорее всего, Вы решили, что вертикальная линия больше горизонтальной, но, вооружившись линейкой, Вы поймете, что это обман зрения – иллюзия, которую называют вертикально-горизонтальной.

В книгах и интернете существует масса вариаций этой иллюзии. Вам предлагают смотреть и сравнивать стулья с разными (с вертикальными перегородками и горизонтальными) спинками, стройность женщин по одетым на них платьям с горизонтальным и вертикальным полосатым узором. Однако все они строятся на одном принципе, на одной иллюзии.

Данный обман зрения удачно научились использовать архитекторы, дизайнеры, модельеры и многие другие. Если Вы вспомните школьный урок геометрии, то насколько сложно было найти центр высоты равнобедренного треугольника? А при нахождении его линейкой, он совсем не выглядел центром.

Вышеописанная иллюзия строится на похожем принципе с иллюзией перспективы. Однако иллюзия перспективы требует признаки перспективы. На картинке выше никаких признаков перспектив нет. Но так уж вышло, что наш мозг воспринимает горизонтальную линию как объект перед нами, а вертикальную - как удаляющийся объект. Другими словами, две крайние точки горизонтальной линии находятся от нас на равном расстоянии, а вертикальной - на разном (верхняя точка значительно дальше). А дальше срабатывает схожий с иллюзией перспективы алгоритм: глаз посылает сигнал о равенстве линий, мозг принимает верхнюю точку вертикальной линии за удаленную и отправляет нашему сознанию результат – вертикальная линия длиннее.

Интересно, что горизонтально-вертикальная иллюзия работает не только на линиях. Посмотрите на цифры ниже. Если взглянуть на верхнюю часть, где написано «38», кажется, что в зеркальном отражении картинка не сильно изменится, однако, посмотрев на нижнюю часть картинки, становится понятно, что это не так.

                                                                    

Эта картинка, кстати, дает возможность понять где происходит "удлинение" вертикали (в верхней части).

Ошибка восприятия может достигать 30 процентов. При этом люди, живущие в больших городах, подвержены этой иллюзии в меньшей степени, нежели люди, живущие в деревне. Английские ученые связывают подобную разность с тем, что горожанам реже удается посмотреть вдаль, потому как этому мешают здания.

 

Иллюзия острых углов

Если Вы когда-либо обращали внимание на зрительные иллюзии, то наверняка встречались с иллюзией острых углов. Можно найти множество различных вариантов картинок с этим обманом зрения. Это могут быть две параллельные прямые, пересеченные множеством линий, или некая окружность, пересеченная множеством подобных друг другу квадратов, или такая:

                                                             

На данном рисунке мы видим, что квадрат (а нарисован именно квадрат), не является квадратом. Стороны его представляют дуги, вогнутые вовнутрь, хотя при помощи линейки можно легко узнать, что стороны прямые.

Подобные иллюзии строятся на том, что человеческий глаз непроизвольно увеличивает острые углы. В какой-то степени это связано с иррадиацией, описанной выше. Белое внутри угла как бы раздвигает черные стороны угла. Частично это связано с тем, что человеческому сознанию для лучшего понимания угла свойственно оценивать расстояние между сторонами острого угла чуть дальше от самого угла, чем между сторонами тупого. В итоге сознание получает искаженную информацию о том, что острый угол больше реального.

 

 

 

Иллюзия остаточного движения

Каждый, кто когда-либо катался на каруселях, без проблем вспомнит то ощущение, когда с карусели уже слез, но весь мир вокруг еще продолжает движение. Или, если долго смотреть из окна движущегося поезда, все предметы, видимые Вами внутри вагона, начнут перемещаться. Все эти иллюзии связаны с эффектом остаточного движения и, без сомнения, являются обманом зрения.

Мозг постоянно адаптируется к условиям нашего нахождения. Чтобы не потерять ориентацию в пространстве, он способен принимать за нормальное положение вещей, казалось бы, не совсем обычные условия. Это, кстати, касается не только зрительного восприятия:)

Так вот, при длительном созерцании мира из окна движущегося поезда человеческий мозг принимает постоянное движение объектов за норму. Когда мы начинаем рассматривать предметы внутри вагона, наш мозг некоторое время пытается привести все видимое изображение в недавнюю норму. К тому же, глаза человека, который катается на карусели или смотрит из окна поезда, находятся в постоянном горизонтальном движении. Мы как бы зрительно провожаем неподвижный объект. И когда теряем его из вида, немедленно находим другой поближе.

Таким образом, при переводе взгляда с подвижного изображения на статичное, благодаря работе мозга и движениям глаз, статичное изображение приходит в движение. В случае с горизонтальным движением видимой картинки статичное изображение будет двигаться в другую сторону. Это обусловлено тем, что при движении изображения слева направо глаза следят в том же направлении, но при переходе к статичной картинке глаза еще продолжают движение слева направо, из-за чего неподвижные объекты перемещаются справа налево.

В завершение предлагаем ознакомиться с вращающейся спиралью. Если смотреть на нее около 30 секунд, то по причинам, указанным выше, мир придет в движение.

Внимание, это может быть небезопасно для людей, страдающих эпилепсией!