Эффект Трокслера или феномен Трокслера — следует относить к динамическим эффектам нашего зрения. Проявление эффекта заключается в прекращении восприятия визуального раздражителя, занимающего строго постоянное положение по отношению к сетчатке глаза.
Занимательная офтальмология. [03] почему мы видим не то, что видим или оптические мозгодурилки.
Как мне показалось, усложнение тематик глав серии
«Занимательная офтальмология»
вызвало предсказуемое снижение интереса читателей. Чтобы слегка встряхнуть аудиторию, сегодня постараемся совместить приятное с полезным — поговорим о забавных зрительных иллюзиях и механизмах, которые стоят за ними. Глаза смотрят, глаза видят, а мозг не верит!
Понятное дело, что зрение лишь частично виновато в том, что человек может так легко обманываться. Основной «виновник» обманов — наш мозг, который очень консервативен в своей нейро-физиологической активности. Мозг рационален и упрям. Мозг не хочет и не может воспринимать мир отличным от шаблона с устоявшимися правилами, логичными законами и знакомыми характеристиками. Смотреть в книгу и видеть фигу — вполне нормальное и легко объяснимое явление.
В первой главе, когда мы вкратце рассмотрели функциональное устройство человеческого зрительного органа, я лишь мельком упомянул про связь между раздражением светочуствительных клеток в сетчатке и непосредственным построением картины мира в наших головах. Процесс формирования зрительных образов выходит за рамки функциональной офтальмологии и моей зоны комфорта. Тем не менее, при помощи различных визуальных тестов и оптических иллюзий можно объяснить очень многие странные вещи, происходящие с нашим зрением.
Замечательная толком так и не объясненная иллюзия: невозможно заставить себя поверить, что окружности не вращаются. Забавно, что действие иллюзии распространяется и на животных — см. видео
Формирование общей модели окружающего мира — тяжкий труд, включающий в себя обработку световых потоков, построение изображения, выделение значимых и отбрасывание несущественных признаков объекта, узнавание формы, размера, цветоразличение, формирование объемного изображения и т.п. Все эти действия доступны нам благодаря мощным «вычислительным» способностям нашего центрального процессора, дарованного нам эволюцией. Именно поэтому мы, человеки, воспринимаем мир гораздо более осмысленно, чем морские свинки.
Итак, благодаря оптической системе зрительного органа некое изображение формируется на сетчатке, светочуствительные нейронные клетки «раздражаются» при попадании на них света и преобразуют свое «раздражение» в электрические импульсы, которые передаются по нервным волокнам в мозг. На этой картинке можно увидеть, какой длинный и запутанный путь приходится пройти этим импульсам, прежде чем быть обработанными нашим главным процессором.
Хватит умничать. Давайте лучше позабавимся с некоторыми оптическими иллюзиями и попытаемся хотя бы частично приоткрыть занавес визуальных обманов. Для начала — отличный пример того, как наш мозг пост-процессит видимую нами картинку. На приведенной ниже шахматной доске клетки А и B абсолютно одинакового цвета!
Несмотря на то, что наш глаз объективно принимает на сетчатку отраженные от доски электромагнитные волны (ну, в данном случае, не отраженные от доски, а посланные матрицей монитора), а сетчатка достаточно честно передает информацию о настоящих оттенках серого в помеченных ячейках в мозг, наш главный процессор включает режим распознавания объектов и построения реальности. Мы живем в трехмерном мире, поэтому система распознавания образов мгновенно «видит» объемный цилиндр установленный на доске, а также отбрасываемую им тень. Мозг знает, что светлые объекты в тени выглядят темнее, а темные объекты на свету выглядят светлее, чем они есть на самом деле. Анализируя полученную информацию, он слегка корректирует распознанное изображение, добавляя виртуальной светлости «светлой» клетке в тени, и затемняя «темную, но хорошо освещенную» клетку. В результате, мы на 100% уверены, что клетки А и В разного цвета. Но достаточно взять в руки фотошоп или простой пейнт, чтобы убедиться в обратном.
Приблизительно с теми же аргументами наш мозг обманывает нас, когда мы смотрит на объекты, расположенные на контрастном фоне. Все эти овалы окрашены в одинаковый серый цвет:
Это так называемый эффект одновременного контраста, который объясняется тем, что два цвета (или оттенка), расположенные друг рядом с другом, в нашем сознании оказывают активное влияние друг на друга. Так более темный оттенок серого фона заметно «затемняет» внутренний овал, в то время как более светлый фон визуально «осветляет» овал. В итоге мы имеем два «разноосвещенных» овала одинакового цвета.
Да что там серый? Давайте немного позабавимся с цветными иллюзиями. Вот сколько на этой картинке цветовых оттенков, не считая белого? Четыре? На самом деле, всего два — розовый и зеленый. В этом легко убедиться, рассмотрев увеличенный фрагмент картинки (справа).
А вот это вообще замечательная иллюзия, в которой наши глаза и мозг врут нам, не краснея, но зато зеленея! На данной анимированной гифке достаточно простая картинка — розоватые (фиолетовые?) пятна, расположенные вдоль окружности, исчезают и появляются вновь одно за другим. Если сфокусировать взгляд на крестике в центре картинки (для пущего эффекта закройте один глаз ладонью), то вместо пустых пространств вы увидете бегающее по кругу зеленое пятно! Но и это еще не все: если продолжать смотреть на крестик, то спустя 20-30 секунд розовые пятна исчезнут вовсе, останется только сумасшедший зеленый кругляшок, наматывающий круги на сером фоне.
Чтобы объяснить эту иллюзию, мне придется немного поумничать. Давайте задумаемся о физиологии восприятия цвета. Ощущение цвета возникает при возбуждении цветочувствительных рецепторов сетчатки. Возвращаясь к первой главе и строению глаза, напомню про палочки и колбочки — основные сенсорные элементы глаза. Колбочки (их порядка 6 млн в каждом глазу) чувствительны к разным длинам волн и широкому диапазону освещенности, палочки же (этих вообще порядка 100 млн на глаз!) — только к освещенности и не умеют различать цвет. Поэтому в темноте (или просто при низкой освещенности) человек не различает цветов. Но помимо этого, есть еще слой особо важных ганглионарных клеток, которые выполняют огромную работу по обработке световой и цветовой информации, поступающей на сетчатку через зрачок.
Ганглионарных клеток у нас всего-то ничего — порядка 1-2 млн, но именно аксоны этих клеток являются теми самыми нервными волокнами, которые устремляются через слепое пятно в зрительный канал и прямиком в мозг. Именно на эти нейроны сходится информация о раздражениях всех колбочек и палочек. Именно эти клетки занимаются первичной обработкой данных о цвете.
Получается, что на каждую ганглионарную клетку приходят сигналы от нескольких палочек и/или колбочек. Суммируя информацию о количестве раздраженных разными длинами световых волн колбочек, ганглионарная клетка делает вывод о наличии/преобладании красной или зеленой (или желтой или синей) составляющей сигнала. Не вдаваясь в подробности, скажу, что ганглионарные клетки могут находиться в состоянии возбуждения или же в обратном состоянии торможения. Этим состояниям будут соответствовать диаметрально противоположные логические результаты: для цветовой идентификации раздражение будет обозначать наличие красной составляющей, а торможение клетки — наличие противоположного (взаимодополнительного) цвета, т.е. зеленой составляющей.
При бомбардировке сенсоров одним и тем же раздражителем (например, фиолетовыми пятнами) рецепторы со временем перегружаются и начинают физически утомляться, т.е. тормозиться, инициируя тем самым передачу информации о противоположном цвете, потому-то фиолетовые кружки неожиданно превращаются в наших ганглионарных клетках в зеленые!
Ну с превращением фиолетового в зеленый мы разобрались. Теперь переходим к подозрительному исчезновению кружков. Объясняется происходящее так называемым эффектом Трокслера. Если наш взгляд фиксируется на неподвижной цели то, информация об объектах на периферии со временем будет исчезать из сознания вследствие так называемой локальной нейронной адаптации. Наши рецепторы или нейроны, ответственные за обнаружение границы между объектом и фоном по яркости или цветовому контрасту, просто перестают отвечать на устойчивый и неменяющийся образ. Но достаточно минимального движения глаза (или головы), чтобы положение объектов на сетчатке сместилось, и наш мозг мгновенно «увидит» исчезнувшие пятна.
Вот еще одна иллюзия с эффектом Трокслера. Просто зафиксируйте свой взгляд на красной точке и наслаждайтесь растворением и исчезновением голубой окружности. Ну и чтобы закончить с цветовыми и контрастными парадоксами, отмечу, что ганглионарные клетки реагируют главным образом на контрастные границы в поле зрения, так как такие участки — это главный способ передачи в мозг информации об особенностях рассматриваемого объекта. В сетчатке есть специальные горизонтальные клетки (см. картинку с клетками где-то выше), которые распространяют сигналы между соседствующими рецепторами. Этот процесс называется латеральным торможением и очень важен для повышения надежности распознавания зрительных образов и выделения контрастных границ объектов.
Ниже представлена сетка Хермана (справа — более ярко выраженный ее вариант). Вы легко можете заметить то появляющиеся, то исчезающие темные пятна на перекрестках сетки. При стимулировании соседствующих нейронов контрастными стимулами (как на границах белых «улиц» и черных «зданий») латеральное торможение усиливает возбуждение и подпитывает информацию о контрасте, позволяя нам четко видеть белую линию между перекрестками. Но на перекрестках раздражение соседствующих рецепторов одинаково в четырех направлениях, поэтому горизонтальные клетки в режиме латерального торможения не раздражают соседей, а тормозят, и тем самым приглушают информацию об освещенности соседней точки. Именно поэтому перекрестки в нашем сознании могут выглядеть темнее «улиц». Этот эффект гораздо боле выражен на периферийных участках сетчатки, фокусируя взгляд на перекрестке мнимое затемнение исчезает. Кстати, описанный механизм также служит причиной рассмотренного нами ранее контрастного эффекта.
Еще одним невероятно интересным примером эффективности (или, если хотите, недоразвитости) работы мозга является эффект слепоты, вызванной движением (motion induced blindness). На гифке внизу вы видите три отчетливых желтых точки на фоне вращающегося ковра из синих крестиков. Приблизьтесь к монитору и сфокусируйте свой взгляд на центральной зеленой мигающей точке. Безо всякого предупреждения и без какого-либо заметного порядка желтые точки будут то исчезать, то появляться вновь. Такое неожиданное и до сих пор толком не объясненное поведение нашего восприятия никак не связано с функциональной офтальмоголией, а скорее всего, напрямую связано с деятельностью мозга, поэтому я оставлю эту иллюзию без комментариев.
Напоследок я расскажу вам о жизненной оптической иллюзии, не связанной с хитро нарисованными картинками. В быту каждый день мы встречаем огромное количество людей, со многими из которых мы ведем длинные и короткие, нудные и интересные беседы. При разговоре с собеседником правила этикета, хорошего тона и банальной вежливости требуют смотреть прямо в глаза (ведь так?). Это несложно делать, когда вы общаетесь на обычном для беседы расстоянии. Но что, если речь об интимной беседе, когда лица собеседников находятся очень близко друг к другу? В какой глаз смотреть-то? Многие несознательно выбирают один глаз и не сводят своего взгляда с него. Мало кто смотрит между глаз на переносицу. Но большинство из нас на каком-то подсознательном уровне постоянно скачут взглядом с одного глаза собеседника на другой. Подобные скачкообразные и строго согласованные движения глаза, когда взгляд быстро по кратчайшей траектории переводится с одного объекта на другой, называются саккадами (от старинного французского слова, переводимого как «хлопок паруса»).
Интересно, что же видят наши глаза в момент такого движения. Между двумя статистическими образами, информация, проецирующиася на нашу сетчатку во время быстрого перевода взгляда, очень нечеткая и банально размазанная, т.к. время, необходимое для такого микродвижения заметно меньше требуемого для полноценного срабатывания нейрорецепторов, последующей обработки полученной информации и финального распознавания объектов. Понятное дело, та размазня, уловленная глазом, никакой полезной информации не несет. Мозгу это тоже понятно, поэтому включается режим саккадной маскировки, когда при таком движении глаз промежуточная бесполезная визуальная информация просто напросто не воспринимается нашим сознанием. Т.е. наш мозг осознанно и вполне оправданно игнорирует видимую глазами во время движения картинку.
Не очень понятно, да? Как все вышесказанное связано с практикой? Пояснить это можно очень просто. Вот тут — очень короткое двухсекундное видео, на котором видно «со стороны», как происходит саккадное движение глаз, когда человек «скачет» по глазам собеседника.
А теперь встаньте к зеркалу поближе и посмотрите себе прямо в глаза… Ну в один из глаз. В самый любимый глаз. Потом быстро переведите взгляд на другой глаз, стараясь осмыслить общую картину, отображаемую в зеркале. А общая картинка — статична до безобразия. Вы чувствуете движения глаз, вы знаете наверняка, что ваши глазные яблоки заметным образом двигаются, но в зеркале вы видите анфасную фотографию себя любимого с предательски неподвижными глазами!
Я думаю, что тема зрительных иллюзий и оптических обманов — достаточно интересная, поэтому я постараюсь еще не раз вернуться к обсуждению нюансов визуального восприятия окружающего нас мира. Ну а на сегодня — все! И слон!
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЯ
[00] Пролог. Вступление. Анонс. Прелюдия. [01] Как же оно все устроено? [02] Рефракция и внутриглазное давление. [03] Почему мы видим не то, что видим или оптические мозгодурилки.
§
Как мне показалось, усложнение тематик глав серии
«Занимательная офтальмология»
вызвало предсказуемое снижение интереса читателей. Чтобы слегка встряхнуть аудиторию, сегодня постараемся совместить приятное с полезным — поговорим о забавных зрительных иллюзиях и механизмах, которые стоят за ними. Глаза смотрят, глаза видят, а мозг не верит!
Понятное дело, что зрение лишь частично виновато в том, что человек может так легко обманываться. Основной «виновник» обманов — наш мозг, который очень консервативен в своей нейро-физиологической активности. Мозг рационален и упрям. Мозг не хочет и не может воспринимать мир отличным от шаблона с устоявшимися правилами, логичными законами и знакомыми характеристиками. Смотреть в книгу и видеть фигу — вполне нормальное и легко объяснимое явление.
( …зрительные обманы, оптические иллюзии, секреты зрения и работы мозга…Свернуть )
§
Как мне показалось, усложнение тематик глав серии
«Занимательная офтальмология»
вызвало предсказуемое снижение интереса читателей. Чтобы слегка встряхнуть аудиторию, сегодня постараемся совместить приятное с полезным — поговорим о забавных зрительных иллюзиях и механизмах, которые стоят за ними. Глаза смотрят, глаза видят, а мозг не верит!
Понятное дело, что зрение лишь частично виновато в том, что человек может так легко обманываться. Основной «виновник» обманов — наш мозг, который очень консервативен в своей нейро-физиологической активности. Мозг рационален и упрям. Мозг не хочет и не может воспринимать мир отличным от шаблона с устоявшимися правилами, логичными законами и знакомыми характеристиками. Смотреть в книгу и видеть фигу — вполне нормальное и легко объяснимое явление.
В первой главе, когда мы вкратце рассмотрели функциональное устройство человеческого зрительного органа, я лишь мельком упомянул про связь между раздражением светочуствительных клеток в сетчатке и непосредственным построением картины мира в наших головах. Процесс формирования зрительных образов выходит за рамки функциональной офтальмологии и моей зоны комфорта. Тем не менее, при помощи различных визуальных тестов и оптических иллюзий можно объяснить очень многие странные вещи, происходящие с нашим зрением.
Замечательная толком так и не объясненная иллюзия: невозможно заставить себя поверить, что окружности не вращаются. Забавно, что действие иллюзии распространяется и на животных — см. видео
Формирование общей модели окружающего мира — тяжкий труд, включающий в себя обработку световых потоков, построение изображения, выделение значимых и отбрасывание несущественных признаков объекта, узнавание формы, размера, цветоразличение, формирование объемного изображения и т.п. Все эти действия доступны нам благодаря мощным «вычислительным» способностям нашего центрального процессора, дарованного нам эволюцией. Именно поэтому мы, человеки, воспринимаем мир гораздо более осмысленно, чем морские свинки.
Итак, благодаря оптической системе зрительного органа некое изображение формируется на сетчатке, светочуствительные нейронные клетки «раздражаются» при попадании на них света и преобразуют свое «раздражение» в электрические импульсы, которые передаются по нервным волокнам в мозг. На этой картинке можно увидеть, какой длинный и запутанный путь приходится пройти этим импульсам, прежде чем быть обработанными нашим главным процессором.
Хватит умничать. Давайте лучше позабавимся с некоторыми оптическими иллюзиями и попытаемся хотя бы частично приоткрыть занавес визуальных обманов. Для начала — отличный пример того, как наш мозг пост-процессит видимую нами картинку. На приведенной ниже шахматной доске клетки А и B абсолютно одинакового цвета!
Несмотря на то, что наш глаз объективно принимает на сетчатку отраженные от доски электромагнитные волны (ну, в данном случае, не отраженные от доски, а посланные матрицей монитора), а сетчатка достаточно честно передает информацию о настоящих оттенках серого в помеченных ячейках в мозг, наш главный процессор включает режим распознавания объектов и построения реальности. Мы живем в трехмерном мире, поэтому система распознавания образов мгновенно «видит» объемный цилиндр установленный на доске, а также отбрасываемую им тень. Мозг знает, что светлые объекты в тени выглядят темнее, а темные объекты на свету выглядят светлее, чем они есть на самом деле. Анализируя полученную информацию, он слегка корректирует распознанное изображение, добавляя виртуальной светлости «светлой» клетке в тени, и затемняя «темную, но хорошо освещенную» клетку. В результате, мы на 100% уверены, что клетки А и В разного цвета. Но достаточно взять в руки фотошоп или простой пейнт, чтобы убедиться в обратном.
Приблизительно с теми же аргументами наш мозг обманывает нас, когда мы смотрит на объекты, расположенные на контрастном фоне. Все эти овалы окрашены в одинаковый серый цвет:
Это так называемый эффект одновременного контраста, который объясняется тем, что два цвета (или оттенка), расположенные друг рядом с другом, в нашем сознании оказывают активное влияние друг на друга. Так более темный оттенок серого фона заметно «затемняет» внутренний овал, в то время как более светлый фон визуально «осветляет» овал. В итоге мы имеем два «разноосвещенных» овала одинакового цвета.
Да что там серый? Давайте немного позабавимся с цветными иллюзиями. Вот сколько на этой картинке цветовых оттенков, не считая белого? Четыре? На самом деле, всего два — розовый и зеленый. В этом легко убедиться, рассмотрев увеличенный фрагмент картинки (справа).
А вот это вообще замечательная иллюзия, в которой наши глаза и мозг врут нам, не краснея, но зато зеленея! На данной анимированной гифке достаточно простая картинка — розоватые (фиолетовые?) пятна, расположенные вдоль окружности, исчезают и появляются вновь одно за другим. Если сфокусировать взгляд на крестике в центре картинки (для пущего эффекта закройте один глаз ладонью), то вместо пустых пространств вы увидете бегающее по кругу зеленое пятно! Но и это еще не все: если продолжать смотреть на крестик, то спустя 20-30 секунд розовые пятна исчезнут вовсе, останется только сумасшедший зеленый кругляшок, наматывающий круги на сером фоне.
Чтобы объяснить эту иллюзию, мне придется немного поумничать. Давайте задумаемся о физиологии восприятия цвета. Ощущение цвета возникает при возбуждении цветочувствительных рецепторов сетчатки. Возвращаясь к первой главе и строению глаза, напомню про палочки и колбочки — основные сенсорные элементы глаза. Колбочки (их порядка 6 млн в каждом глазу) чувствительны к разным длинам волн и широкому диапазону освещенности, палочки же (этих вообще порядка 100 млн на глаз!) — только к освещенности и не умеют различать цвет. Поэтому в темноте (или просто при низкой освещенности) человек не различает цветов. Но помимо этого, есть еще слой особо важных ганглионарных клеток, которые выполняют огромную работу по обработке световой и цветовой информации, поступающей на сетчатку через зрачок.
Ганглионарных клеток у нас всего-то ничего — порядка 1-2 млн, но именно аксоны этих клеток являются теми самыми нервными волокнами, которые устремляются через слепое пятно в зрительный канал и прямиком в мозг. Именно на эти нейроны сходится информация о раздражениях всех колбочек и палочек. Именно эти клетки занимаются первичной обработкой данных о цвете.
Получается, что на каждую ганглионарную клетку приходят сигналы от нескольких палочек и/или колбочек. Суммируя информацию о количестве раздраженных разными длинами световых волн колбочек, ганглионарная клетка делает вывод о наличии/преобладании красной или зеленой (или желтой или синей) составляющей сигнала. Не вдаваясь в подробности, скажу, что ганглионарные клетки могут находиться в состоянии возбуждения или же в обратном состоянии торможения. Этим состояниям будут соответствовать диаметрально противоположные логические результаты: для цветовой идентификации раздражение будет обозначать наличие красной составляющей, а торможение клетки — наличие противоположного (взаимодополнительного) цвета, т.е. зеленой составляющей.
При бомбардировке сенсоров одним и тем же раздражителем (например, фиолетовыми пятнами) рецепторы со временем перегружаются и начинают физически утомляться, т.е. тормозиться, инициируя тем самым передачу информации о противоположном цвете, потому-то фиолетовые кружки неожиданно превращаются в наших ганглионарных клетках в зеленые!
Ну с превращением фиолетового в зеленый мы разобрались. Теперь переходим к подозрительному исчезновению кружков. Объясняется происходящее так называемым эффектом Трокслера. Если наш взгляд фиксируется на неподвижной цели то, информация об объектах на периферии со временем будет исчезать из сознания вследствие так называемой локальной нейронной адаптации. Наши рецепторы или нейроны, ответственные за обнаружение границы между объектом и фоном по яркости или цветовому контрасту, просто перестают отвечать на устойчивый и неменяющийся образ. Но достаточно минимального движения глаза (или головы), чтобы положение объектов на сетчатке сместилось, и наш мозг мгновенно «увидит» исчезнувшие пятна.
Вот еще одна иллюзия с эффектом Трокслера. Просто зафиксируйте свой взгляд на красной точке и наслаждайтесь растворением и исчезновением голубой окружности. Ну и чтобы закончить с цветовыми и контрастными парадоксами, отмечу, что ганглионарные клетки реагируют главным образом на контрастные границы в поле зрения, так как такие участки — это главный способ передачи в мозг информации об особенностях рассматриваемого объекта. В сетчатке есть специальные горизонтальные клетки (см. картинку с клетками где-то выше), которые распространяют сигналы между соседствующими рецепторами. Этот процесс называется латеральным торможением и очень важен для повышения надежности распознавания зрительных образов и выделения контрастных границ объектов.
Ниже представлена сетка Хермана (справа — более ярко выраженный ее вариант). Вы легко можете заметить то появляющиеся, то исчезающие темные пятна на перекрестках сетки. При стимулировании соседствующих нейронов контрастными стимулами (как на границах белых «улиц» и черных «зданий») латеральное торможение усиливает возбуждение и подпитывает информацию о контрасте, позволяя нам четко видеть белую линию между перекрестками. Но на перекрестках раздражение соседствующих рецепторов одинаково в четырех направлениях, поэтому горизонтальные клетки в режиме латерального торможения не раздражают соседей, а тормозят, и тем самым приглушают информацию об освещенности соседней точки. Именно поэтому перекрестки в нашем сознании могут выглядеть темнее «улиц». Этот эффект гораздо боле выражен на периферийных участках сетчатки, фокусируя взгляд на перекрестке мнимое затемнение исчезает. Кстати, описанный механизм также служит причиной рассмотренного нами ранее контрастного эффекта.
Еще одним невероятно интересным примером эффективности (или, если хотите, недоразвитости) работы мозга является эффект слепоты, вызванной движением (motion induced blindness). На гифке внизу вы видите три отчетливых желтых точки на фоне вращающегося ковра из синих крестиков. Приблизьтесь к монитору и сфокусируйте свой взгляд на центральной зеленой мигающей точке. Безо всякого предупреждения и без какого-либо заметного порядка желтые точки будут то исчезать, то появляться вновь. Такое неожиданное и до сих пор толком не объясненное поведение нашего восприятия никак не связано с функциональной офтальмоголией, а скорее всего, напрямую связано с деятельностью мозга, поэтому я оставлю эту иллюзию без комментариев.
Напоследок я расскажу вам о жизненной оптической иллюзии, не связанной с хитро нарисованными картинками. В быту каждый день мы встречаем огромное количество людей, со многими из которых мы ведем длинные и короткие, нудные и интересные беседы. При разговоре с собеседником правила этикета, хорошего тона и банальной вежливости требуют смотреть прямо в глаза (ведь так?). Это несложно делать, когда вы общаетесь на обычном для беседы расстоянии. Но что, если речь об интимной беседе, когда лица собеседников находятся очень близко друг к другу? В какой глаз смотреть-то? Многие несознательно выбирают один глаз и не сводят своего взгляда с него. Мало кто смотрит между глаз на переносицу. Но большинство из нас на каком-то подсознательном уровне постоянно скачут взглядом с одного глаза собеседника на другой. Подобные скачкообразные и строго согласованные движения глаза, когда взгляд быстро по кратчайшей траектории переводится с одного объекта на другой, называются саккадами (от старинного французского слова, переводимого как «хлопок паруса»).
Интересно, что же видят наши глаза в момент такого движения. Между двумя статистическими образами, информация, проецирующиася на нашу сетчатку во время быстрого перевода взгляда, очень нечеткая и банально размазанная, т.к. время, необходимое для такого микродвижения заметно меньше требуемого для полноценного срабатывания нейрорецепторов, последующей обработки полученной информации и финального распознавания объектов. Понятное дело, та размазня, уловленная глазом, никакой полезной информации не несет. Мозгу это тоже понятно, поэтому включается режим саккадной маскировки, когда при таком движении глаз промежуточная бесполезная визуальная информация просто напросто не воспринимается нашим сознанием. Т.е. наш мозг осознанно и вполне оправданно игнорирует видимую глазами во время движения картинку.
Не очень понятно, да? Как все вышесказанное связано с практикой? Пояснить это можно очень просто. Вот тут — очень короткое двухсекундное видео, на котором видно «со стороны», как происходит саккадное движение глаз, когда человек «скачет» по глазам собеседника.
А теперь встаньте к зеркалу поближе и посмотрите себе прямо в глаза… Ну в один из глаз. В самый любимый глаз. Потом быстро переведите взгляд на другой глаз, стараясь осмыслить общую картину, отображаемую в зеркале. А общая картинка — статична до безобразия. Вы чувствуете движения глаз, вы знаете наверняка, что ваши глазные яблоки заметным образом двигаются, но в зеркале вы видите анфасную фотографию себя любимого с предательски неподвижными глазами!
Я думаю, что тема зрительных иллюзий и оптических обманов — достаточно интересная, поэтому я постараюсь еще не раз вернуться к обсуждению нюансов визуального восприятия окружающего нас мира. Ну а на сегодня — все! И слон!
ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ОФТАЛЬМОЛОГИЯ
[00] Пролог. Вступление. Анонс. Прелюдия. [01] Как же оно все устроено? [02] Рефракция и внутриглазное давление. [03] Почему мы видим не то, что видим или оптические мозгодурилки.
Сиреневый охотник
Сиреневый охотник состоит из 12 сиреневых или пурпурных размытых дисков, расположенных по кругу на сером фоне. Теперь, если вы сосредоточитесь в центре всего на пару секунд, вы заметите что-то неожиданное. Сначала вы почувствуете зеленую дискотеку, бегущую по кругу пурпурных дисков. Еще через несколько секунд сирень постепенно исчезнет, и все, что вы увидите, это зеленый диск, идущий по кругу.
Бонус: скрытые стулья от Ibride
. Иллюзия Вундта
Иллюзия Вундта — это перевернутая версия вышеупомянутой иллюзии Геринга. Впервые он был представлен немецким психологом Вильгельмом Вундтом в 19 веке. Сценарий здесь тот же, но вместо внешнего впечатления красная линия, кажется, изгибается внутрь.
. Иллюзия Геринга
Что вы думаете о двух красных линиях, отмеченных выше? Они совершенно прямые или изогнуты наружу? Как мы показали вам ранее, как наши глаза разыгрывают наш мозг, этот случай ничем не отличается. Здесь, когда две прямые и параллельные линии введены перед радиальным фоном, линии кажутся изогнутыми наружу. Это известно как иллюзия Геринга.
. Треугольник Канижса
Треугольник Канижса на самом деле является вариацией иллюзорных контуров. Принято считать, что иллюзорные контуры были впервые обнаружены Фридрихом Шуманом. Тем не менее именно Гаэтано Каницца зачислили за возрождение иллюзорных контуров. Когда вы смотрите на изображение, ваш мозг автоматически создает прогрессивные контуры с помощью углов и клиньев, образуя треугольник, но на самом деле его не существует.
. Иллюзия Цёлльнера
Иллюзия Цёлнера состоит из серии параллельных диагональных линий, которые изогнуты рядом коротких линий в горизонтальном и вертикальном направлении. Это в конечном счете создает иллюзию, что большие диагональные линии не параллельны. Эта оптическая иллюзия была названа в честь ее первооткрывателя Фридриха Цельнера.
. Лестница Пенроуза
Лестница Пенроуза является вариацией треугольника Пенроуза, оба из которых были популяризированы психиатром Лайонелом Пенроузом и его сыном Роджером Пенроузом. Это изображение представляет собой двумерное изображение лестницы, в которой они либо поднимаются, либо опускаются после поворота на 90 градусов, и в то же время образуют непрерывную петлю, так что человек может подниматься вечно и никогда не подниматься выше.
. Черное на белом
Вот крутая иллюзия ума для вас. Просто смотрите в центр изображения всего на полминуты, а затем отводите взгляд на ровную белую поверхность, иногда потолок тоже работает. Вы видели что-то необычное?
. Фрейзер Спираль
Первоначально известный как иллюзия витого шнура, Fraser Spiral был впервые описан британским психологом Джеймсом Фрейзером в 1908 году. При взгляде на изображение сразу видно, что перекрывающиеся дуги образуют спираль, но на самом деле они представляют собой лишь серию концентрические круги.
. Падающая башня Иллюзия
Иллюзию Падающей башни можно наблюдать с помощью пары идентичных изображений Пизанской башни, расположенных рядом. Фотографии должны быть сделаны с низу наверх. Хотя изображения являются точной копией, на первый взгляд можно заметить, что башня справа более наклонена, чем левая. Кажется, что изображения были сделаны с разных сторон. Эта иллюзия вызвана из-за предписывающего искажения.
. Сцинтилляционная решетка
Сверкающая иллюзия — это другой тип иллюзии сетки и разновидность сетки Германа, где черные точки случайным образом появляются и исчезают на пересечении серых линий. Основное различие между двумя сетками состоит в том, что мерцающая сетка имеет белые точки на пересечении белых линий, тогда как на пересечениях иллюзий сетки Германа нет пятен.
. Монстр Иллюзия
Иллюзия монстров — это обычная оптическая иллюзия, в которой один из двух монстров, показанных выше, выглядит больше другого, даже если они одного размера. Эта иллюзия фактически основана на «иллюзии Понзо», которая доказывает, что наш разум имеет тенденцию судить о размере объекта по фону. После удаления фона становится очевидным, что они действительно имеют одинаковый размер.
Вы тоже думали, что это GIF. Ну, это не так. Изображение действительно статично. Чтобы проверить это, попытайтесь сконцентрироваться на любой отдельной точке, и она перестанет двигаться. Эта иллюзия является результатом взаимодействия цветовых контрастов и формы и положения в изображении.
. Невозможный трезубец
Это одна из самых популярных оптических иллюзий, известных человеку. Невозможный трезубец, также известный как блайв, — это рисунок невозможного объекта или нерасшифруемой фигуры, которая, кажется, имеет три цилиндрических зубца на одном конце, которые таинственным образом превращаются в два прямоугольных зубца на другом конце.
. Синий и Зеленый
Зеленые и синие спирали, отображаемые здесь, имеют один и тот же цвет. Сначала вы можете подумать, что мы играем с вами так же, как и раньше. Если Вы нам не верите, проверьте сами. Вы можете использовать Photoshop и изучить изображение.
. Ястровская иллюзия
В приведенном выше GIF, две смежные полосы кажутся поначалу ровными, но когда они расположены рядом, одна становится явно больше другой, почему? Что ж, существует много объяснений этой иллюзии, и наиболее распространенным является то, что наш мозг смущается различием между объектами большого и малого радиуса, когда они расположены близко друг к другу.
. Плавающая лестница
На изображении выше вы можете ясно увидеть, как художник умело иллюстрирует лестницу на стене и полу. Если смотреть под определенным углом, это выглядит как плавающая лестница, ведущая в бесконечность, практически никуда.
. Вращающиеся кольца
Посмотрите на эти два круга один за другим. Сначала сконцентрируйтесь на круге вокруг красной точки, затем двигайтесь по желтой. Так в каком направлении движутся эти круги? Против часовой стрелки? Да это правильно. Теперь посмотрите на красный круг еще раз, но на этот раз попробуйте наблюдать желтый, фактически не двигая глазами (
вашим периферийным зрением). Они движутся против часовой стрелки или по часовой стрелке? Если вы делаете это правильно, то всякий раз, когда вы смотрите на одно кольцо, другое кольцо, кажется, меняет направление и наоборот.
. Герман Грид
Эта знаменитая иллюзия сетки Германа характеризуется темными каплями, которые появляются на пересечении белой или светлой цветной полосы на черном фоне. Капли исчезают, если смотреть прямо на одно пересечение. Иллюзия решетки Германа была впервые обнаружена Людимаром Германом в 1870 году.
Вращающийся силуэт
Вращающийся силуэт — одна из самых противоречивых иллюзий на сегодняшний день. Иллюзия была создана в 2003 году веб-дизайнером Нобуюки Каяхара. Сначала многие могут почувствовать, что эта фигура вращается по часовой стрелке, но для других она может вращаться против часовой стрелки. Более того, некоторые могут наблюдать, как фигура внезапно поворачивается в противоположном направлении.
Вращающиеся квадраты
Посмотрите изображение выше, осмотрите коробки, что вы видите, они движутся? Ну, на самом деле это не так. В качестве доказательства вы можете просто сконцентрироваться на одной конкретной коробке, тогда вы можете ясно видеть, что она больше не дрожит. Мы воспринимаем эту иллюзию из-за цветного рисунка, используемого в коробках, и угла, в котором размещены все коробки.
Кафе настенное Иллюзия
В 1973 году британский психолог Ричард Грегори вновь открыл эту иллюзию за стеной кафе, и с тех пор она была известна как иллюзия кафе. Это класс геометрической иллюзии, в которой параллельные горизонтальные линии появляются под разными углами.
Теневая Иллюзия Чекера
Эту удивительную иллюзию создал Эдвард Адельсон, профессор MIT. Здесь два из отмеченных клетками полей помечены буквами A и B. Хотя квадрат «A» выглядит темнее, чем квадрат, помеченный буквой «B», на самом деле оба имеют одинаковый оттенок серого. Если вы нам не верите, то убедитесь сами.
Чудо-блок
Еще один прекрасный пример неразборчивых цифр.
Эббингхаус Круги
Названные в честь своего открытия Германа Эббингауса, круги Эббингауза — это популярная оптическая иллюзия относительного восприятия размеров. Здесь два круга одинакового размера расположены рядом друг с другом, один окружен относительно большими кругами, а другой окружен маленькими кругами.
Safer — theory — эффект трокслера
Изначально, этот эффект описал в 1804 году швейцарский врач и философ Игнац Трокслер. Он опубликовал труд «Об исчезновении заданных предметов в пределах нашего поля зрения», в котором описал то, как человеческий мозг может игнорировать сигналы рецепторов, если взгляд сфокусирован на чем-то долгое время. То есть, если смотреть на изображение, которое не меняется — с течением времени оно будет восприниматься всё менее ярко.
Классическим примером эффекта Трокслера является иллюзия исчезающего цвета. Сконцентрируйте внимание на центре изображения, и через короткое время цвет вокруг него полностью пропадет:
Биологическое значение строения глаза
Используйте увеличенное изображение. Правила использования рисунка аналогичны работе с изображением выше.
Особенность строения глазапозвоночныхживотных заключается в расположении сосудистой оболочки перед сетчаткой.
Такое строение глаза приводит к тому, что капиллярысосудистой оболочки затеняют рецепторы сетчатки, что в отсутствие компенсаторного механизма приводило бы к нарушению целостности восприятия.
Особенность оптической компенсации заключается в «вырезании» мозгом неподвижных участков изображения на сетчатке. Поскольку в нормальном состоянии глаза животного зафиксированы на объекте лишь короткое время (глаза человека фиксируются на визуально выраженном объекте в течение 0,2-0,6 с[2] после чего происходит скачкообразное перемещение глаз (саккада), то единственным неподвижным объектом по отношению к сетчатке остаются лишь структурные элементы самого глаза.
Таким образом, убирая длительное время неподвижные объекты, появляется возможность маскировать дефекты самого глаза (в том числе дефектыхрусталика и стекловидного тела, царапины роговицы и т. д.).
Наблюдение
Испытуемый закрепляет на одной стороне носа 2-3 кусочка тёмной бумаги диаметром 2-3 мм
Испытуемый фиксирует голову руками, опустив локти на стол и сохраняя полную неподвижность.
Испытуемый фиксирует взгляд на одном из отрезков бумаги на носу и не мигает до прекращения визуального восприятия.
Объяснения эффекта
Возникновение эффекта Трокслера практически не ограничено угловыми размерами и положением объекта по отношению к оптической оси глаза.
Один из вариантов трактовки основан на том, что оптическая компенсация заключается в «вырезании» мозгом неподвижных участков изображения на сетчатке. Поскольку в нормальном состоянии глаза животного зафиксированы на объекте лишь короткое время (глаза человека фиксируются на визуально выраженном объекте в течение 0,2-0,6 с[3] после чего происходит скачкообразное перемещение глаз (саккада)), то единственным неподвижным объектом по отношению к сетчатке остаются лишь структурные элементы самого глаза.
Таким образом, убирая длительное время неподвижные объекты, появляется возможность маскировать дефекты самого глаза (в том числе дефекты хрусталика и стекловидного тела, царапины роговицы и т. д.). Исходя из принципа трихроматизма о наличии трёх типов колбочек, чувствительных к различным участкам спектра получается нелогичная реакция колбочек на внешний стимул.
Так как в пурпурном цвете отсутствует «зелёная» составляющая, то в восприятии пурпурного цвета должны участвовать только «синие» и «красные» колбочки, а при прекращении воздействия стимула (пурпурного цвета) сигнал исходит от не участвующей в процессе «зелёной» колбочки?
Описать принцип работы механизма цветовосприятия в данном случае, что цветное изображение формируется только мозгом, что можно отнести эффект к «специфической» работе нашего мозга… Ко всему мы знаем, что на уровне рецепторном (сетчатки глаза) формируемое изображение бесцветное.
Некоторые пытаются дать объяснение этому эффекту следующим образом: так как в области жёлтого пятна сетчатки отсутствует слой капилляров, то и потребности в компенсации нет. Следствием этого является проявление феномена только в области периферического зрения.
Вторым ограничением для возникновения компенсации является размер изображения на сетчатке. В виду того что диаметр капилляров мал, то прекращение восприятия заведомо больших неподвижных объектов не происходит. Всё это можно принять, т.к. известно, центральная ямка жёлтого пятна содержит только колбочки зелёного и красного цвета, а синие колбочки появляются в пограничной зоне и синие лучи сфокусированные на центральную ямку под управлением фоторецепторов ipRGC перенаправляются на колбочки-S (синие), которые находятся в периферической части сетчатки.
Поэтому не исключён вариант эффекта Трокслера, когда при условии его возникновения работает периферическая часть сетчатки, где высокая плотность капиляров и куда переправляются сфокусированные лучи синего цвета из зоны фокусировки в центральной ямке, где нет палочек и синих колбочек, и в периферийной части сетчатки имеются колбочки, воспринимающие также красные и зелёные лучи и где большая плотность капиляров.
Что касается нелинейной теории зрения, которая пытается что-то аргументировать в вопросах цветного зрения, то она вообще не имеет права это делать, т.к. она не признаёт процесса трихроматизма, по которому при цветном зрении работают только колбочки, что синие лучи при дневном освещении воспринимают колбочки, а не палочки, которые вообще отсутствуют в центральной ямке, и сфокусированные в неё предметные точки с синими лучами воспринимаются синими колбочками-S, расположенными в периферической части сетчатки, перенаправленные фоторецепторами ipRGC, а вопросы отсутствия кровеносных капиляров в зоне жёлтого пятна опускает, что является основной причиной возникновения эффекта Трокслера.
Откуда, периферическая зона сетчатки способна принимать любые лучи при дневном освещении (S,M,L) и может работать в условиях эффекта Трокслера. Ссылка на процесс деполяризации-реполяризации колбочки, вызывающий изменение направления поляризационного тока не объясняется с позиций исследований на живых клетках, а вместо них — на фототранзисторах.
Доказано, что при цветном зрении на рецепторном уровне происходит оппонентный отбор, выделение основного сигнала из сигналов S,M,L, не цветного, который посылается в мозг. Сам выделенный биосигнал при участии фотопигментов кон-опсинов несёт чисто биохимический процесс деполяризации-реполяризации колбочки, что играет большое значение. (См.
Аналогом этого эффекта является эффект называемый — зелёный луч света
Ограничения
Возникновение эффекта Трокслера отчасти ограничено угловыми размерами и положением объекта по отношению к оптической оси глаза.
Так как в области жёлтого пятна сетчатки отсутствует слой капилляров, то и потребности в компенсации нет. Следствием этого является проявление феномена только в области периферического зрения. Вторым ограничением для возникновения компенсации является размер изображения на сетчатке. Ввиду того, что диаметр капилляров мал, то прекращение восприятия заведомо больших неподвижных объектов не происходит.
