"Оптические иллюзии"

Оглавление

ОПТИЧЕСКИЕ ИЛЛЮЗИИ

Краткая аннотация.

Данная исследовательская работа объясняет, каким образом происходит обман зрения у человека или другими словами, что такое «оптические иллюзии».

Автор при помощи литературных источников, интернета, проведенных опытов и сделанных им фотографий, объясняет почему бывает так, что мы видим совершенно иное, чем оно есть на самом деле.

Где в жизни мы встречаем оптические иллюзии, и почему одни из существующих иллюзийдавно научно объяснены и подтверждены практическим путем, а другие также непонятны.

Аннотация

Недавно я впервые узнала об обманах зрения — таких интересных картинках, которые выглядят совсем не так, как должны выглядеть на самом деле. С тех пор они мне стали очень интересны. И мне всегда хотелось узнать, почему же так происходит?

Почему, то, что должно стоять, движется, и то, что, есть, может исчезнуть? Может быть, я просто что-то неправильно понимаю?

Как большой дом на другой стороне улицы «помещается» в маленьком окне?

Почему человеку, смотрящему вдоль дороги, кажется, что:

дороги сходятся?;

Высота столбов телеграфной линии уменьшается?;

Далекие предметы движутся медленнее, чем близкие?

Но стоит ли доверять всему, что мы видим?

Можно ли увидеть то, что никто не видел?

Правда ли, что неподвижные предметы могут двигаться?

Каково разнообразие оптических иллюзий?

Можно ли самому создать оптическую иллюзию?

Нам очень хочется найти ответы на все поставленные вопросы, поэтому тема нашего исследования «Оптические иллюзии».

Гипотеза:

Не всегда то, что мы видим, на самом деле является таковым.

Цель:

Выяснить, что лежит в основе оптической иллюзии — чудеса или наука?

Задачи:

познакомиться с причинами возникновения и видами зрительных иллюзий;

познакомиться с применением оптических иллюзий в жизни;

проверить зрительное восприятие иллюзий среди одноклассников;

создать собственную зрительную иллюзию.

Объект:

оптические иллюзии

Предмет:

причины возникновения оптических иллюзий.

Методы и способы:

Сбор информации,

анализ информационных источников,

обобщение,

наблюдение,

эксперимент,

фотографирование.

Введение

«Видимое не всегда соответствует действительному.»

Н. Коперник

Очень часто то, что мы видим обманчиво, и многое оказывается совсем не тем, чем кажется на первый взгляд. Даже самые простые вещи могут таить в себе неожиданные открытия, нужно только присмотреться.

Выражение «обман зрения» в жизни встречается довольно часто. К сожалению, наш глаз не точный измерительный прибор, поэтому и ему свойственно ошибаться. Такие ошибки называют оптическими иллюзиями.

Попросту говоря – это неверное представление реальности. Их известно очень большое количество, и все они разные, как и причины, их возникновения. Такие изображения мы можем увидеть в разных журналах, в интернете, а также в научно-познавательных передачах, рекламе.

Человек воспринимает большую часть информации об окружающем мире благодаря зрению. Но не все что мы видим, соответствует реальности, это доказывают оптические или зрительные иллюзии, которые нас окружают.

Изучая данный вопрос в энциклопедической литературе и в интернет-источниках, мы выяснили, что в переводе с латыни слово «иллюзия» означает «ошибка, заблуждение».

В толковом словаре дается понятие оптической иллюзии, как несоответствующее действительности представление видимого явления или предмета вследствие особенностей строения нашего зрительного аппарата.

Это говорит о том, что иллюзии означают некие сбои в работе зрительной системы.

Оптическая иллюзия — это впечатление о видимом предмете или явлении, несоответствующее действительности или оптический обман.

ГЛАВА I. Виды оптических иллюзий

В научной и популярной литературе описаны многие сотни зрительных иллюзий. Причины некоторых из них давно установлены, а других — до конца не раскрыты до сих пор. Почему они возникают? Зрительный аппарат человека — сложно устроенная система с определенным пределом функциональных возможностей. В нее входят: глаза, нервные клетки, по которым сигнал передается от глаза к мозгу, и часть мозга, отвечающая за зрительное восприятие.

В связи с этим выделяются три основные причины иллюзии:

наши глаза так воспринимают идущий от предмета свет, что в мозг приходит ошибочная информация;

нарушения происходят уже во время передачи сигнала по нервным путям к мозгу;

мозг не всегда правильно реагирует на сигналы, приходящие от глаз.

Часто оптические иллюзии возникают сразу по двум причинам: являются результатом специфической работы глаза и ошибочного преобразования сигнала мозгом.

Оптические иллюзии делятся на три вида:

· естественные, или созданные природой;

· искусственные, или придуманные человеком;

· смешанные, то есть естественные иллюзии, воссозданные человеком.

Естественные иллюзии

1.1 Миражи

Мираж – это игра световых лучей.

Слово “мираж” происходит от французского слова и обозначает “отражать, как в зеркале”, причем в роли “зеркала” выступает… воздух.

Миражи принято делить на три класса.

К первому классу относят нижние миражи – перевернутое изображение предметов. Оказывается, воздух состоит из слоев, которые имеют разную температуру и плотность. Когда лучи переходят из одного слоя в другой, они начинают преломляться, а если разница температуры слоев большая, то лучи вообще начинают отражаться, при этом, создавая иллюзии, которые называют миражами.

Так, например, в пустыне песок раскаляется под солнцем, нижний слой воздуха нагревается и начинает отражать предметы, как зеркало.

Нижние миражи можно наблюдать также на раскаленной солнцем асфальтовой дороге.

К миражам второго класса относят верхние миражи.

Они менее распространены и более живописны, чем нижние.

Верхний мираж возникает, когда слои воздуха возле земли гораздо холоднее, чем верхние: изображение отрывается от земли и повисает в воздухе, иногда оно бывает перевернутым. Верхний мираж может описать дугу и вернуться на землю через сотни километров. (Над морем создаются идеальные условия для образования верхнего миража.

Поэтому моряки часто видят корабли, повисшие в воздухе, и даже корабли, находящиеся далеко за горизонтом.

Существуют еще боковые миражи. Они похожи на нижние, только в этом случае все отражается не от земли, а от нагретой солнечными лучами стены.

Миражи третьего класса или фата-моргана – это таинственное явление, которое нельзя объяснить никакими законами физики.

Тысячи туристов и жителей восточно-китайского города Пенглай в 2006 году стали свидетелями редкого явления — огромного миража.

Туман, нависавший над берегом, создал иллюзию изображения города с современными высотными зданиями, широкими городскими улицами, с шумными автомобилями и толпами людей, которые были четко видны.

Мираж длился несколько часов, а до его появления 2 дня шли проливные дожди.

Одним из лучших мест в мире для наблюдения миражей является Аляска.

Чем злее стужа на Аляске, тем четче и красивее возникают в небесах миражи.

1.2 Слепое пятно

В процессе исследования данной темы мы узнали удивительные особенности строения нашего глаза.

Так, например, существует слепое пятно глаза, открытое французским физиком Мариоттом в 1668г.

Как быть Леди: Невролог «СМ-Клиника» рассказала о течении гиперкинеза у взрослых

Слепое пятно – это место сетчатки, где зрительный нерв вступает в глазное яблоко.

Известен рисунок Мариотта для нахождения слепого пятна.

Если смотреть на крестик правым глазом (левый глаз должен быть закрыт), приближая или отдаляя рисунок от глаза, наступает момент, когда черный кружок не виден.

Получается, что из-за слепого пятна я должен видеть окружающий мир с пробелами? Оказывается, нет!

У нас два глаза, поэтому, когда изображение попадает в зону слепого пятна одного глаза, второй глаз видит все подробности.

Рассмотрим, как устроено наше зрение!

Луч света, отражаясь от какого-либо предмета, попадает на роговицу и проходит через зрачок. За зрачком располагается хрусталик, похожий на прозрачную линзу, который преломляет свет и фокусирует его на сетчатке.

Дальше зрительный нерв передает сигнал в затылочную долю головного мозга и человек видит изображение. Это значит, зрение контролирует не только глаз, но и мозг.

!!! Поэтому когда говорят об «обмане зрения» правильнее было бы сказать, что на самом деле нас обманывает наш собственный мозг, когда анализирует увиденное.

1.3 Иллюзия восприятия размера

Одной из самых известных иллюзий восприятия размера является иллюзия Мюллера-Лайера.

Посмотрев на этот рисунок, многие скажут, что отрезок со стрелками наружу длиннее отрезка со стрелками, направленными внутрь.

На самом деле отрезки равны!!!

1.4 Иллюзия контраста

При рассматривании издали белые фигуры внизу — круг и квадрат — кажутся крупнее черных, хотя те и другие равны. Чем больше расстояние, тем иллюзия сильнее.

Явление это называется иррадиацией.

Два совершенно равных кружка в середине воспринимаются как разные по величине в зависимости от того, окружают ли их большие или меньшие кружки.

Иллюзия с кружками объясняется действием закона контраста, предмет будет казаться больше своей реальной величины на фоне мелких предметов, и наоборот.

1.5 Иллюзия Понцо.

Всем очевидно, что дальний отрезок гораздо больше ближнего. Однако, и в этом случае они равны. Иллюзия создается из-за ошибки нашего мозга, потому что он привык, что, чем дальше предмет, тем он меньше.

1.6 Искажение формы предметов

Параллельные линии будут восприниматься как непараллельные, если их рассматривать на фоне взаимно пересекающихся косых линий. Круг теряет свою правильную форму, если его рассматривать на фоне кривых линий.

Этот вид иллюзий находит свое объяснение в том, что резко выраженные особенности фона влияют на восприятие расположенных, на этом фоне предметов.

1.7 Переоценка вертикальных линий

Р“СЂСѓРїРїР° 38

Из двух линий одинакового размера вертикальная всегда воспринимается зрительно, как значительно большая по сравнению с горизонтальной. В связи с этой иллюзией высота предметов кажется нам больше ее действительной величины. Женщина справа кажется ниже и толще.

1.8 Движущиеся иллюзии

Иллюзии движения — самые впечатляющие и самые труднообъяснимые. Смотришь на неподвижные объекты, а они начинают двигаться. Одно и то же вращающееся изображение может вращаться в разные стороны. Большинство иллюзий движения построены на регулярном повторе разных по яркости или цвету фрагментов.

Ведущую роль в иллюзии движения играет периферическое зрение. Попробуйте поднести палец к виску. Вы не будете его видеть. Но стоит пошевелить пальцем, и движение будет замечено, хотя зрительная система и не сможет распознать, что же там мелькает.

Известный создатель иллюзий движения А.Китаока проводил исследования и выяснил интересные факты.

Оказывается, некоторые люди иллюзию движения увидеть не могут (по некоторым оценкам, их около 5%). Другой факт не менее интересен: пожилые люди чаще, чем молодые не видят движение.

Геометрические иллюзии создают огромные возможности для художников, фотографов, модельеров.

Р“СЂСѓРїРїР° 34

1.9 Иллюзия восприятия цвета

Важнейшим свойством нашего глаза является его способность различать цвета.

Что вы видите на картинке? Желтые стрелки? Или зеленые? Интересно, что большинство людей в начале видят стрелки только одного цвета, и лишь потом различают стрелки, показывающие в противоположную сторону.

В решетке Геринга на пересечении белых полос, за исключением того пересечения, на котором мы фиксировали взгляд, были видны маленькие серые пятна.

2. Искусственные иллюзии

2.1 Двойственные изображения

Р“СЂСѓРїРїР° 31

Двойственные изображения — это изображения, в которых человек выделяет для себя либо фон, либо фигуру в зависимости от его восприятия картинки

2.2 Изображения – перевёртыши

Как ни крути, как не переворачивай изображения-перевертыши, а картинки местами не меняются.

2.3 Невозможные фигуры и объекты

Существует огромный класс так называемых «невозможных фигур», ошибочно или умышленно нарисованных с ошибками, в результате чего возникают забавные визуальные эффекты.

2.4 Распознавание образов

Иллюзии распознавания образов характеризуются тем, что порой на изображении очень сложно определить то, что на нём изображено.

Иногда сам основной рисунок не позволяет увидеть дополнительное изображение, иными словами не позволяет распознать образ. Если же всётаки изображение распознано, при последующих просмотрах картинок его уже можно увидеть без труда.

Смешанные иллюзии

Это самый большой раздел иллюзий Он включает в себя и известные иллюзионные картинки, различные модели, и естественно этот “обман” создается человеком. Ярким примером смешанной оптической иллюзии

являются потрясающие рисунки на асфальте, которые под определенным углом просмотра смотрятся очень эффектно!

Р“СЂСѓРїРїР° 28

Оптические иллюзии, встречающиеся в творчестве художников.

«Следящие», или «указующие» картины

Наиболее известная в живописи иллюзия относится к «следящим» или «указующим» картинам. Как бы вы не смотрели на изображение, все равно лицо и палец будут обращены к вам. Этот прием широко использовался в плакатном искусстве – хорошо известны плакаты времен гражданской и Великой Отечественной войны, персонажи которых смотрят прямо в глаза зрителя.

Мы пришли к выводу, что оптических иллюзий очень много и большинство из них носят научный характер.

ГЛАВА II. Применение оптических иллюзий в жизни. Исследования.

1. Немного истории

Оптические иллюзии не новы в архитектуре. Архитекторы Древнего Рима имели знания по оптике, которых было вполне достаточно, чтобы создавать великолепные оптические иллюзии на полах в технике мозаики. В Одессе есть очень популярная достопримечательность «Ведьмин дом». Оптическая иллюзия плоского дома создается благодаря тому, что боковые стены дома построены под острым углом.

Иллюзии в цирке создаются за счет использования специальной техники — двойное дно, специальные пружины, скрытые перегородки, определенная установка зеркал. Хитроумные аппараты осуществляют всевозможные «загадочные» исчезновения и появления вещей и людей, служат для парения предметов и людей в воздухе, распиливания их или сжигания.

Модный мир — мир зрительных иллюзий. В истории костюма можно проследить, как «сужали» талию с помощью очень широких юбок, делали ноги длиннее с помощью завышенной линии талии. Вертикальные линии и детали одежды (полосы, стрелки на брюках, длинные шарфы, высокие каблуки) визуально стройнят и увеличивают рост. Контрастные вертикальные полосы, идущие по внешним бокам одежды, делают силуэт приталенным. Горизонтальные же линии (швы, карманы, оборки, ремешки на обуви) полнят. Клетка увеличивает объём, а круги придают формам округлость. Костюм в одном цвете даёт видимость высокого роста, выглядит более изысканно и элегантно, а одежда с яркими цветовыми пятнами полнит.

Исходя из этого, мы можем сделать вывод, что люди научились применять свои знания о природе оптической иллюзии в различных областях жизни.

2. Экспериментальные исследования восприятия иллюзий

Мы привели примеры несколько видов оптических иллюзий.

Следующим шагом является небольшой эксперимент с участием учащихся 5 класса. Поддадутся ли они иллюзии зрительного восприятия? Мы показали им оптические иллюзии и попросили ответить на вопросы.

В эксперименте приняли участие 14 учащихся:

1-й рисунок

Какой из кругов, расположенный посередине больше?

ЛЕВЫЙ ПРАВЫЙ

А) Левый больше

Б) Правый больше

В) Одинаковые

Варианты ответов по 1-му рисунку	Количество учащихся	% учащихся
А	11	79%
Б	—	0%
В(верно)	3	21%

2-й рисунок

Подсчитайте количество ног у слона, изображенного на рисунке:

4 ноги

5 ног

6 ног

7 ног

Варианты по 2-му рисунку	ответов	Количество учащихся	% учащихся
4		7	50%
5		—	0%
6		4	29%
7		3	21%

3 -й рисунок

На рисунке изображены два красных отрезка. Какой из них длиннее. Левый или правый?

А) Левый длиннее Б) Правый длиннее В) Одинаковые

Варианты ответов по 3-му рисунку	Количество учащихся	% учащихся
А	—	0%
Б	10	71%
В (верно)	4	29%

ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

Мы провели исследования среди учащихся 5 класса и определили процент восприятия иллюзий школьниками.

Эксперимент показал, что мы не всегда видим то, что есть на самом деле, следовательно, наша гипотеза верна. Мы пришли к выводу: объекты и явления, которые мы видим, не всегда соответствуют реальности и являются правдой. Проведенный анализ учит нас, что не всегда следует ограничиваться только оценкой на глаз, а следует подключать логику и производить измерения.

Люди не могут полностью контролировать то, что они видят и легко поддаются иллюзии.

В нашем эксперименте — это в среднем 76% учащихся за 3 опыта.

3. Создание фотографии с оптическими иллюзиями

И, наконец, мы попробовали свои силы в создании фотографий с оптическими иллюзиями.

Сначала может показаться, что оптическая иллюзия создается легко, на самом деле так и есть, но перед тем как добиться впечатляющих результатов ученые потратили достаточно много сил и времени на изучение структуры глаза, его особенности, особенности зрения и на реакцию глаз. Но на сегодняшний день оптическая иллюзия считается не только одним из методов исследования, обманы зрения считаются полезными для развития и природной тренировки глаз, а совсем недавно оптические иллюзии стали

предметом изображения в картинах, иллюстрациях и в фотографиях.

Фотографии с оптическими иллюзиями все больше и больше приобретают свою популярность, создаются специальные выставки, так как эти фотографии больше относятся к искусству, нежели к научной деятельности.

Мы тоже решили попробовать себя в этом искусстве.

Р“СЂСѓРїРїР° 25

Р“СЂСѓРїРїР° 22

Модели этих нереальных фигур мы выполнили сами.

Р“СЂСѓРїРїР° 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, исследование оптических иллюзий подошло к концу и можно сделать вывод, что иллюзия – это не чудо, а наука. Гипотеза, выдвинутая в начале исследования, подтвердилась – не всегда то, что мы видим, на самом деле является таковым. В процессе работы были найдены три основные причины возникновения оптических иллюзий:

Законы физики – преломление и отражение лучей создают иллюзии, которые называют миражами.

Особенности строения глаза позволяют видеть иллюзии восприятия цвета и иллюзии движения, иллюзию восприятия формы и размера предмета, и, конечно, слепое пятно.

Как быть Леди: 15 признаков того, что Вы имеете дело с очень злой женщиной — ведьмой

Исследование показало, что зрение контролирует не только глаз, но и мозг. Оптические иллюзии – это обман нашего мозга, а зрение здесь лишь является посредником, который этот обман передает.

Полученные в процессе исследования знания и накопленные факты позволили научиться создавать оптические иллюзии и управлять ими. Создание своих оптических иллюзий – это увлекательное занятие, и мы будем пополнять наш альбом новыми снимками, а может, устроим выставку фотографий в школе.

Перельман Я.И. “Занимательная физика”

Толковый словарь русского языка С.И. Ожегова

Ресурсы интернет Оптические иллюзии Дональда Раста (Donald

Rust)

Optical Illusions by Octavio Ocampo

/ (Эшер)

(комната Эймса)

(«Невозможный мир»)

(«Оптические иллюзии, обманы зрения и феномены: двойственные образы»)

(«Двойственные изображения» на сайте факультета психологии МГУ»)

Будущее восприятие

Исследователь Марк Чангизи из Политехнического института Ренсселера в Нью-Йорке имеет более творческий подход к оптическим иллюзиям, говоря, что они возникают из-за нервной задержки, которую большинство людей испытывает в бодрствующем состоянии.

Когда свет попадает на сетчатку, проходит примерно одна десятая секунды, прежде чем мозг переводит сигнал в визуальное восприятие мира. Ученые знали о задержке, но они обсуждали, как люди компенсируют это, при этом некоторые предполагают, что наша двигательная система каким-то образом изменяет наши движения, чтобы компенсировать задержку.

Чангизи утверждает, что человеческая зрительная система эволюционировала, чтобы компенсировать нейронные задержки, генерируя изображения того, что произойдет на одну десятую секунды в будущем. Это предвидение позволяет людям реагировать на события в настоящем, позволяя им выполнять рефлексивные действия, такие как ловля мухолового мяча и плавное маневрирование в толпе.

В интервью ABC Чангизи сказал: «Иллюзии возникают, когда наш мозг пытается постичь будущее, и это восприятие не соответствует действительности». Например, иллюзия, называемая иллюзией Геринга, выглядит как велосипедные спицы вокруг центральной точки с вертикальными линиями по обе стороны от этой центральной, так называемой точки схода.

Иллюзия заставляет нас думать, что мы смотрим на перспективную картину, и, таким образом, согласно Чангизи, включает наши способности видеть будущее. Поскольку мы на самом деле не движемся, а фигура статична, мы ошибочно воспринимаем прямые линии как изогнутые. Чангизи сказал:

Эволюция позаботилась о том, чтобы подобные геометрические рисунки вызывали у нас предчувствия ближайшего будущего. Сходящиеся линии к точке схода (спицы) — это сигналы, которые заставляют наш мозг думать, что мы движемся вперед — как в реальном мире, где дверная рама (пара вертикальных линий), кажется, изгибается, когда мы движемся. через это — и мы пытаемся понять, как этот мир будет выглядеть в следующее мгновение.

В искусстве

Амбиграмма тесселяция

Escher

» с использованием

негативного пространства

, чтобы показать буквы с ног на голову.

Художники, которые работали с оптическими иллюзиями, включают MC Эшер , Бриджит Райли , Сальвадор Дали , Джузеппе Арчимбольдо , Патрик Бокановски , Марсель Дюшан , Джаспер Джонс , Оскар Реутерсвард , Виктор Вазарели и Чарльз Аллан Гилберт .

Современные художники , которые экспериментировали с иллюзиями включают Джонти Гурвиц , Сандро дель Пре , Октавио Окампо , Дик термы , Шигео Фукуда , Патрик Хьюз , Иштван Орос , Гонсалвес , Джанни A Саркон , Бен Гейне и Акийоши Китаока . Оптическая иллюзия также используется в кино в технике принудительной перспективы .

Оп-арт — это стиль искусства, в котором используются оптические иллюзии для создания впечатления движения или скрытых образов и узоров. Trompe-l’œil
использует реалистичные образы для создания оптической иллюзии, что изображенные объекты существуют в трех измерениях.

Восприятие глубины и движения

Вертикально-горизонтальная иллюзия

, где , как полагают , вертикальная линия , чтобы быть длиннее , чем горизонтальная

Иллюзия Понзо

Иллюзии могут быть основаны на способности человека видеть в трех измерениях, даже если изображение, попадающее на сетчатку, является только двухмерным. Иллюзия Ponzo является примером иллюзии , которая использует монокулярные сигналы восприятия глубины , чтобы обмануть глаз.

В иллюзии Понцо сходящиеся параллельные линии сообщают мозгу, что изображение выше в поле зрения находится дальше, поэтому мозг воспринимает изображение как большее, хотя два изображения, попадающие на сетчатку, имеют одинаковый размер.

Оптическая иллюзия, видимая в диораме / ложной перспективе, также использует предположения, основанные на монокулярных репликах восприятия глубины . М.К.Эшер картина Водопад использует правила глубины и близости и нашего понимания физического мира , чтобы создать иллюзию.

Как глубины восприятия , восприятие движения отвечает за ряд сенсорных иллюзий. Фильм анимация основана на иллюзии , что мозг воспринимает серию слегка варьировались изображений , полученных в быстрой последовательности в качестве движущегося изображения.

Точно так же, когда мы движемся, как если бы мы ехали в транспортном средстве, устойчивые окружающие объекты могут казаться движущимися. Мы также можем воспринимать большой объект, как самолет, как движущийся медленнее, чем объекты меньшего размера, например автомобиль, хотя на самом деле более крупный объект движется быстрее.

Неопределенность направления движения из-за отсутствия визуальных ссылок на глубину показана в иллюзии вращающегося танцора . Вращающийся танцор, кажется, движется по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от спонтанной активности в мозгу, где восприятие субъективно.

Галерея

Некоторые изображения необходимо просматривать в полном разрешении, чтобы увидеть их эффект.

Иллюзия Эббингауза : оранжевый кружок слева кажется меньше, чем справа, но на самом деле они одного размера.
Иллюзия стены кафе : параллельные горизонтальные линии на этом изображении кажутся наклонными.
Версия в шахматном порядке: диагональные квадратики в более крупных точках сетки делают сетку искаженной.
Версия в клетку с горизонтальной и вертикальной центральной симметрией
Сиреневый чейзер : если зритель фокусируется на черном кресте в центре, местоположение исчезающей точки становится зеленым.
Иллюзия движения : контрастирующие цвета создают иллюзию движения.
Иллюзия акварели : желто-синяя граница этой фигуры создает иллюзию бледно-желтого, а не белого объекта.
Субъективный голубой фильтр, слева: субъективно построенный голубой квадратный фильтр над синими кружками, справа: маленькие голубые кружки препятствуют построению фильтра
Иллюзорный эффект переплетения Пинны и иллюзия Пинны (Scholarpedia) (на рисунке показаны спиральные квадраты, хотя они расположены концентрическими кругами).
Диск оптических иллюзий, который вращается, демонстрируя иллюзию движения кланяющегося мужчины и женщины, кланяющихся друг другу по кругу на внешнем крае диска, 1833 год.
Гибридное изображение строится из низкочастотных компонентов фотографии Мэрилин Монро (левая вставка) и компонентов высокочастотных фотографии Альберта Эйнштейна (правая вставка). Изображение Эйнштейна яснее на полном изображении .
Древнеримская геометрическая мозаика. Кубическая текстура создает оптическую иллюзию, подобную кубу Неккера .
Иллюзия Пинна-Брельстаффа : кажется, что два круга движутся, когда голова зрителя движется вперед и назад, глядя на черную точку.
Spinning Dancer , кажется, двигаться как по часовой стрелке и против часовой стрелки
Вынужденная перспектива : создается впечатление, что мужчина поддерживает Пизанскую башню на заднем плане.
Иллюзия мерцающей сетки : кажется, что темные точки быстро появляются и исчезают на случайных пересечениях, отсюда и название «мерцающие».

Иллюзии зрения в искусстве

Джузеппе Арчимбольдо в 1590 году написал натюрморт из овощей, перевернув который можно увидеть человеческое лицо.

На картинке в стиле ванитас изображены Пьеро и Коломбина, но присмотревшись вы можете уведеть череп.

Известная картина мексиканского художника Октавио Окампо изображает Дон Кихота, но если присмотреться повнимательнее, то можно увидеть не только Дон Кихота, но и Санчо Панса.

На загадочном портрете генерала, художника Октавио Окампо, изображено 9 человек! Попробуйте их найти!

Что вы видите? Портрет Оскара Уайлда или женщин в поле? Автор — Игорь Лысенко.

В музее Сальвадора Дали в Фигерасе представлена инсталляция в виде портрета Мерилин Монро. Пространство, заполненное разрозненными элементами, побуждает зрительные ассофиации.

Даже рисуя поздравительную открытку Сальвадор Дали не удержался, и придал изображению двойной смысл, добавив несколько штрихов ручкой и краской.

На литографии «Недоумевающая лиса», созданной Натаниелем Курьером и Джеймсом Мерритом Ивсом в 1872-ом году гораздо больше персонажей, чем кажется на первый взгляд. Попытайтесь найти лошадь, вепря, ягненка и несколько мужских и женских лиц.

На этой картинке с первого взгляда можно увидеть четырех голодных птенцов и их мать. На самом деле, здесь изображено не 5 птиц, а 10! Присмотритесь повнимательнее, и Вы увидите, что каждый клюв, это еще и отдельная птица.

Елена Лебедева, графический дизайнер и преподаватель компьютерной графики

Иллюзии и шизофрения

Обработка сверху вниз включает использование планов действий для интерпретации восприятия и наоборот. (Это нарушено при шизофрении.)

Шизофрения , психическое расстройство, часто сопровождающееся галлюцинациями , также снижает способность человека воспринимать оптические иллюзии высокого порядка. Это связано с тем, что шизофрения ухудшает способность выполнять нисходящую обработку и интеграцию визуальной информации на более высоком уровне за пределами первичной зрительной коры, V1 .

Понимание того, как именно это происходит в мозге, может помочь понять, как визуальные искажения , помимо воображаемых галлюцинаций , влияют на пациентов с шизофренией. Кроме того, оценка различий между тем, как больные шизофренией и нормальные люди видят иллюзии, может позволить исследователям лучше определить, где конкретные иллюзии обрабатываются в визуальных потоках.

Пример

иллюзии полого лица, из-за

которой вогнутые маски выглядят выступающими (или выпуклыми).

Пример

слепоты, вызванной движением

: при фиксации на мигающей точке неподвижные точки могут исчезнуть из-за того, что мозг отдает приоритет информации о движении.

Одно исследование пациентов с шизофренией показало, что их крайне маловероятно обмануть трехмерная оптическая иллюзия, иллюзия пустого лица , в отличие от нейротипичных добровольцев.

Основываясь на данных фМРТ , исследователи пришли к выводу, что это произошло из-за разрыва связи между их системами восходящей обработки визуальных сигналов и нисходящей интерпретации этих сигналов в теменной коре головного мозга .

В другом исследовании иллюзии слепоты, вызванной движением (MIB) (на фото справа), пациенты с шизофренией продолжали воспринимать неподвижные визуальные цели даже при наблюдении отвлекающих стимулов движения, в отличие от нейротипичных контролей , которые испытали слепоту, вызванную движением.

Иллюзия резиновой руки (rhi)

Визуальное представление того, что чувствует человек с ампутированной конечностью с

синдромом фантомной конечности

Резиновая рука иллюзия (RHI), Мультисенсорная иллюзия , поражающая как визуальное восприятие и связь , была использована для изучения того, как синдром фантомной конечности влияет ампутированные конечности в течение долгое времени.

Ампутанты с синдромом на самом деле реагировали на RHI сильнее, чем в контрольной группе , эффект, который часто был постоянным для обеих сторон неповрежденной и ампутированной руки. Однако в некоторых исследованиях у людей с ампутированными конечностями на самом деле была более сильная реакция на RHI на их неповрежденной руке, и более поздние инвалиды реагировали на иллюзию лучше, чем инвалиды, у которых отсутствовала рука в течение многих лет или более.

Как быть Леди: «Токсичное» материнство: типы контролирующих матерей – Развитие ребенка

Исследователи полагают, что это признак того, что схема тела или восприятие человеком своего тела и его частей постепенно адаптируется к состоянию после ампутации. По сути, инвалиды учились больше не реагировать на ощущения рядом с тем, что когда-то было их рукой.

В других исследованиях RHI использовался для реабилитации людей с ампутированными конечностями с протезами конечностей. После длительного воздействия RHI инвалиды постепенно перестали ощущать диссоциацию между протезом (который напоминал резиновую руку) и остальной частью своего тела.

RHI также может использоваться для диагностики определенных расстройств, связанных с нарушением проприоцепции или нарушением осязания у лиц без ампутации конечностей.

Использованная литература

Бах, Майкл; Полощек, CM (2006). «Оптические иллюзии» (PDF) . Adv. Clin. Neurosci. Rehabil . 6 (2): 20–21.
Чангизи, Марк А .; Се, Эндрю; Ниджхаван, Роми; Канаи, Рёта; Симодзё, Синсукэ (2008). «Восприятие настоящего и систематизация иллюзий» (PDF) . Когнитивная наука . 32 (3): 459–503. DOI : 10.1080 / 03640210802035191 . PMID 21635343 .
Иглман, DM (2001). «Визуальные иллюзии и нейробиология» (PDF) . Обзоры природы Неврология . 2 (12): 920–6. DOI : 10.1038 / 35104092 . PMID 11733799 . S2CID 205023280 .
Грегори, Ричард (1991). «Вместо иллюзий». Восприятие . 20 (1): 1–4. DOI : 10,1068 / p200001 . PMID 1945728 . S2CID 5521054 .
Грегори, Ричард (1997). «Знания в восприятии и иллюзиях» (PDF) . Фил. Пер. R. Soc. Лондон. B . 352 (1358): 1121–1128. Bibcode : 1997RSPTB.352.1121G . DOI : 10.1098 / rstb.1997.0095 . PMC 1692021 . PMID 9304679 .
Purves, D .; Lotto, RB; Нанди, С. (2002). «Почему мы видим, что делаем». Американский ученый . 90 (3): 236–242. DOI : 10.1511 / 2002.9.784 .
Purves, D .; Уильямс, MS; Nundy, S .; Лото, РБ (2004). «Восприятие силы света». Психологический обзор . 111 (1): 142–158. CiteSeerX 10.1.1.1008.6441 . DOI : 10.1037 / 0033-295x.111.1.142 . PMID 14756591 .
Renier, L .; Laloyaux, C .; Collignon, O .; Трандуй, Д .; Vanlierde, A .; Bruyer, R .; Де Волдер, AG (2005). «Иллюзия Понзо с использованием слуховой замены зрения у зрячих и рано слепых». Восприятие . 34 (7): 857–867. DOI : 10,1068 / p5219 . PMID 16124271 . S2CID 17265107 .
Renier, L .; Bruyer, R .; Де Волдер, AG (2006). «Вертикально-горизонтальная иллюзия присутствует для зрячих, но не слепых в раннем возрасте людей, использующих слуховую замену зрения» . Восприятие и психофизика . 68 (4): 535–542. DOI : 10.3758 / bf03208756 . PMID 16933419 .
Ян, З .; Первес, Д. (2003). «Статистическое объяснение визуального пространства». Природа Неврологии . 6 (6): 632–640. DOI : 10.1038 / nn1059 . PMID 12754512 . S2CID 610068 .
Диксон, Э .; Шапиро, А .; Лу, З. (2021). «Масштабная инвариантность в иллюзиях яркости подразумевает визуальную обработку на уровне объекта» . Научные отчеты . 4 : 3900. Bibcode : 2021NatSR … 4E3900D . DOI : 10.1038 / srep03900 . PMC 3905277 . PMID 24473496 .

Когнитивные иллюзии

«Игрок на органе» — феномен

Парейдолии

сталактитовой пещере Грота Нептуна ( Альгеро , Сардиния ).

Предполагается, что когнитивные иллюзии возникают в результате взаимодействия с предположениями о мире, ведущего к «бессознательным выводам», идея, впервые предложенная в 19 веке немецким физиком и врачом Германом Гельмгольцем .

Неоднозначные иллюзии — это изображения или объекты, которые вызывают перцептивный «переключатель» между альтернативными интерпретациями. Куб Неккера является хорошо известным примером; другие случаи являются вазой Рубина и «squircle», основанный на Kokichi Сугихары неоднозначного цилиндра иллюзии «s.
Искажающие или геометрически-оптические иллюзии характеризуются искажениями размера, длины, положения или кривизны. Яркий пример — иллюзия стены кафе . Другими примерами являются знаменитая иллюзия Мюллера-Лайера и иллюзия Понцо .
Парадокс иллюзии (или невозможный объект иллюзии ) генерируются объектами, которые парадоксально или невозможно, например, треугольник Пенроуза или невозможной лестницы видно, например, в MC Escher «ы восходящих и нисходящих и водопада . Треугольник — это иллюзия, зависящая от когнитивного непонимания того, что смежные края должны соединяться.
Вымыслы — это когда фигура воспринимается, даже если ее нет в стимуле, как в случае с треугольником Канижи , с использованием иллюзорных контуров .

Патологические зрительные иллюзии (искажения)

Патологическая визуальная иллюзия является искажением реального внешнего стимула и часто диффузные и стойкие. Патологические зрительные иллюзии обычно возникают по всему полю зрения, что свидетельствует об изменениях общей возбудимости или чувствительности.

Виды зрительных иллюзий включают в себя oscillopsia , ореолы вокруг объектов , иллюзорная палинопсию ( визуальные завершающий , свет полос , продолжительные нечеткие остаточные изображения ), акинетопсию , визуальный снег , micropsia , макропсию , teleopsia , pelopsia , метаморфопсию , dyschromatopsia , интенсивный блеск , синее поле энтоптического явление , и деревья Пуркинье .

Эти симптомы могут указывать на основное заболевание и требовать посещения практикующего врача. Этиологии, связанные с патологическими зрительными иллюзиями, включают множественные типы глазных болезней , мигрени , хроническое расстройство восприятия , связанное с галлюциногенами , травмы головы и лекарства, отпускаемые по рецепту .

Если медицинское обследование не выявляет причину патологических зрительных иллюзий, идиопатические зрительные нарушения могут быть аналогичны измененному состоянию возбудимости, наблюдаемому в зрительной ауре без мигренозной головной боли. Если зрительные иллюзии расплывчаты и устойчивы, они часто влияют на качество жизни пациента.

Перцептивная организация

Обратимые фигуры и ваза, или иллюзия

фигура-

фон

Иллюзия кролика и утки

Чтобы понять мир, необходимо организовать поступающие ощущения в значимую информацию. Гештальт-психологи считают, что это можно сделать одним из способов — воспринимать отдельные сенсорные стимулы как значимое целое. Гештальт-организацию можно использовать для объяснения многих иллюзий, включая иллюзию кролика и утки, когда изображение в целом переключается взад и вперед от утки к кролику, и почему в иллюзии фигура- фон фигура и фон обратимы.

Треугольник Канижи

Кроме того, теория гештальта может быть использована для объяснения иллюзорных контуров в треугольнике Канижи . Виден плавающий белый треугольник, которого не существует. Мозгу необходимо видеть знакомые простые объекты и он имеет тенденцию создавать «цельное» изображение из отдельных элементов.

Гештальт в переводе с немецкого означает «форма» или «форма». Однако другое объяснение треугольника Канижи основано на эволюционной психологии и на том факте, что для выживания было важно видеть форму и грани. Использование организации восприятия для создания смысла из стимулов — это принцип, лежащий в основе других хорошо известных иллюзий, включая невозможные объекты .

Гештальт-принципы восприятия определяют способ группировки различных объектов. Хорошая форма — это когда система восприятия пытается заполнить пробелы, чтобы видеть простые объекты, а не сложные. Непрерывность — это когда система восприятия пытается определить, какие сегменты складываются в непрерывные линии.

Близость — это место, где связаны объекты, которые расположены близко друг к другу. Сходство — это когда похожие объекты рассматриваются как связанные. Некоторые из этих элементов были успешно включены в количественные модели, включающие оптимальную оценку или байесовский вывод.

Теория двойной привязки, популярная, но недавняя теория иллюзий легкости, утверждает, что любая область принадлежит одной или нескольким структурам, созданным принципами гештальт-группирования, и в каждом кадре независимо привязана как к самой высокой яркости, так и к окружающей яркости. Яркость пятна определяется средним значением, вычисленным в каждой структуре.

Постоянство цвета и яркости

Иллюзия одновременного контраста. Фон представляет собой

градиент цвета

от темно-серого до светло-серого. Горизонтальная полоса постепенно меняется от светло-серого к темно-серому, но на самом деле это только один цвет.

Постоянство восприятия — источник иллюзий. Постоянство цвета и постоянство яркости являются причиной того, что знакомый объект будет иметь один и тот же цвет независимо от количества света или цвета света, отражающегося от него. Иллюзия разницы в цвете или разницы в яркости может быть создана при изменении яркости или цвета области, окружающей незнакомый объект.

Яркость объекта будет казаться ярче на черном поле (которое отражает меньше света), чем на белом поле, даже если сам объект не изменился в яркости. Точно так же глаз будет компенсировать цветовой контраст в зависимости от цветового оттенка окружающей области.

Помимо гештальт-принципов восприятия, акварельные иллюзии способствуют формированию оптических иллюзий. Иллюзии акварели состоят из эффектов дырок в объекте и окраски. Эффект отверстия в объекте возникает, когда границы видны там, где есть фигура и фон с отверстием, имеющим трехмерный объемный вид.

Окраска состоит из ассимиляции цвета, исходящего от тонкого края, обрамляющего более темный хроматический контур. Иллюзия акварели описывает, как человеческий разум воспринимает целостность объекта, например, при обработке сверху вниз. Таким образом, контекстуальные факторы влияют на восприятие яркости объекта.

Физиологические визуальные иллюзии

Предполагается, что физиологические иллюзии, такие как остаточные изображения, следующие за ярким светом, или адаптирующиеся стимулы с чрезмерно более длинными чередующимися паттернами ( условное перцептивное последействие ), являются воздействием на глаза или мозг чрезмерной стимуляции или взаимодействия с контекстными или конкурирующими стимулами определенного типа. — яркость, цвет, положение, плитка, размер, движение и т. Д.

Теория состоит в том, что стимул следует своему индивидуальному выделенному нейронному пути на ранних стадиях обработки зрительной информации и что интенсивная или повторяющаяся активность в этом или взаимодействие с активными соседними каналами вызывает физиологический дисбаланс , изменяющий восприятие.

Иллюзия сетки Германа и полосы Маха — две иллюзии , которые часто объясняются с помощью биологического подхода. Боковое торможение , когда в воспринимающих полях рецепторов сетчатки сигналы от светлых и темных областей конкурируют друг с другом, было использовано для объяснения того, почему мы видим полосы повышенной яркости на краю цветовой разницы при просмотре полос Маха.

Когда рецептор активен, он подавляет соседние рецепторы. Это подавление создает контраст, выделяя края. В иллюзии сетки Германа серые пятна, которые появляются на пересечениях в периферийных местах, часто объясняют тем, что они возникают из-за бокового торможения окружением в более крупных восприимчивых полях.

Однако латеральное торможение как объяснение иллюзии сетки Германа было опровергнуто . Более поздние эмпирические подходы к оптическим иллюзиям дали некоторый успех в объяснении оптических явлений, с которыми боролись теории, основанные на боковом торможении.