Иллюзия зрения и оптические обманы зрения

Иллюзия зрения – это недостоверное восприятие окружающей действительности, возникающее у человека под воздействием различных факторов. Создаваться она может непроизвольно или сознательно, например, при взгляде на какую-либо картинку, под воздействием определенных веществ или при некоторых офтальмологических заболеваниях.

Неправильно оцениваются форма предмета, цвет, размеры фигур, длина линий на изображении, перспектива. Связано это с физиологическими особенностями зрительного аппарата человека, а также с психологическим восприятием изображения. Самые эффектные картинки с пояснением продемонстрированы ниже.

Ученые уже давно занимаются изучением природы оптического обмана, но пока что удалось установить причины только некоторых зрительных иллюзий. Выделено три основных группы факторов, под воздействием которых возникает оптическая иллюзия:

• Ложная передача зрительных сигналов-раздражителей, в результате чего клетки рецепторов головного мозга неправильно расшифровывают импульсы и передают фальшивую картинку.
• Оптические эффекты, например, при отражении света от какого-либо предмета, скрещение теней и т.д., в результате чего возникает оптическая иллюзия.
• Нарушения функций зрительного аппарата или коры головного мозга, отвечающей за зрительное восприятие, возникающее на фоне определенных заболеваний, приема некоторых медикаментозных средств или наркотических веществ.

При этом иногда обманы зрения обусловлены сразу несколькими факторами. Зрительные картинки, которые воспринимают человеческие глаза, передаются в головной мозг. Там они расшифровываются и складываются в привычные для человека изображения. Но иногда на пути передачи зрительного импульса происходит сбой, и расшифровка происходит неверно.

Классический пример – это черно-белая шахматная доска. Мозг не соглашается адекватно воспринять крапинки на клетках и в результате выдает видимость большой выпуклой окружности в центре доски. Но это лишь самая «невинная» иллюзия зрения.

Разновидности оптических иллюзий

В зависимости от того, какие причины провоцируют обманы зрения, выделяют их несколько различных видов.

Исследователи проводят классификацию по таким признакам:

• размер предмета;
• цвет и свет;
• форма;
• перспектива;
• кажущиеся объем и движение и т.д.

Некоторые оптические обманы созданы природой. Это всем известные миражи в пустыне или движущиеся в небе фигуры в горах. Северное сияние – еще одна естественная зрительная иллюзия. Эти природные явления ученые уже давно разгадали и объяснили, поэтому они уже мало кого удивляют и не вызывают вопросов.

Ложное восприятие света обусловлено анатомическим строением зрительного аппарата человека, в частности, его сетчатки. По этим же причинам человек неправильно воспринимает размеры предметов. Установлено, что погрешность человеческого глазомера составляет около 25%. Точность глазомера зачастую зависит от фона, как показали некоторые исследования. Точно так же мозг может неправильно интерпретировать цвет одного и того же предмета на разном фоне. Но таких исследований и теорий существует очень много. Это еще раз доказывает, что возможности человеческого организма изучены лишь частично, несмотря на многолетние и даже многовековые работы.

В действительности с оптическими иллюзиями человечество знакомо уже тысячи лет. Древние шаманы обладали поразительными знаниями о работе зрительного аппарата человека, несмотря на отсутствие какой-либо аппаратуры и лабораторных исследований, что и применяли для создания удивительных оптических эффектов и введения в заблуждение всего племени.

Фигурки из камня, найденные при раскопках поселений периода палеолита, изображают одновременно двух животных в зависимости от того, с какой стороны на них посмотреть. А римляне умели создавать самую настоящую 3D-мозаику для украшения своих домов и храмов.

Самые занимательные картинки

Классический пример оптической иллюзии – это так называемая Стена кафе. Этот эффект был обнаружен в 1970 году исследователями Бристольского университета. Такая мозаичная стена, действительно, существует в одной из кофеен. При взгляде на нее кажется, что плитка не квадратная, а трапециевидная, что прямые линии расположены под углом. А если всматриваться в мозаику долго, полосы начнут двигаться в разных направлениях.

На самом деле мозаика квадратная, а такой эффект создается за счет серых линий между плитками контрастного цвета. Черные кажутся больше, белые меньше, это и приводит к иллюзии зрения.

Вот еще один интересный схожий пример с белыми полосами. Здесь свою роль играют яркие, контрастные стрелы, которые и сбивают с толку нейроны головного мозга.

А это пример иллюзии перспективы, где также работает шаблонное восприятие мозга. По закону перспективы кажется, что дальняя голубая линия длиннее, так как она охватывает три квадрата, а передняя зеленая короче, потому что закрывает сторону только одного квадрата. На самом деле линии одинаковой длины.

Еще один вид обмана зрения – это предметы и картинки, изображающие несколько различных объектов одновременно. Одна из самых известных картинок – «Моя жена и теща».

А теперь посмотрите на эти.

Наш мозг интерпретирует картинки, складывая их из мелких частичек получаемой информации. Они могут быть ложными, как неправильно составленный пазл или ребус. Но мозг воспринимает их верно. Существуют и такие парадоксы, которые тоже можно отнести к оптической иллюзии.

Цветовое восприятие тоже часто «обманывает» мозг. Некоторые видят оранжевый куб внутри голубого, другие – снаружи.

И еще несколько занимательных картинок, вызывающих иллюзию зрения. Кольца на этой картинке не пересекаются на самом деле.

Итак, чтобы создать оптическую иллюзию на картинке, достаточно нарушить шаблонное восприятие мозга с помощью контрастов, перспективы, смещения картинок или цвета.

Самые зрелищные 3D миражи

Сегодня стали очень популярны обои, плитка и просто картины на стенах и асфальте в формате 3D. Некоторые из них настолько реалистичны, что просто захватывает дух. Но на самом деле это тоже всего лишь иллюзии зрения, созданные человеком.

А если хотите получить максимум впечатлений, просмотрите видео оптических иллюзий 3D. Это интересное и невероятно захватывающее зрелище, которое вам наверняка захочется просматривать еще не раз.

Итак, не стоит слишком серьезно воспринимать оптические обманы зрения, это вовсе не признак какой-либо патологии глаз или психического нарушения. Периодически зрительные иллюзии возникают у каждого здорового человека, и обусловлено это анатомическим строением органов зрения и определенными особенностями мозговой деятельности. Но иллюзия зрения можно использоваться для создания интересных арт-объектов и просто для интересного времяпрепровождения.

Иллюзия зрения и оптические обманы зрения

Происхождение оптических иллюзий 5

Виды оптических иллюзий 7

Преломление света 9

Физиологическое двоение 9

Бинокулярное зрение 9

Иллюзии в природе. 9

Опыт №1. Можно ли в домашних условиях наблюдать мираж в воздухе? 11

Опыт №2. Почему темная баночка кажется белой? 11

Опыт №3. Почему на дороге внезапно образовалась «лужа»? 11

Опыт №4. Почему возникает иллюзия, при которой черные участки кажутся нашему глазу меньше, нежели белые такой же величины? 12

Опыт №5. Почему стрелки, нарисованные на бумаге, вдруг изменили свое направление? 12

Опыт №6. Почему невидимая монета становится видимой? 13

Опыт №7. Иллюзия сломанного карандаша. Можно ли сломать карандаш, просто опустив его в стакан с водой? 13

Опыт №8. Можно ли увидеть дополнительный палец? 13

Опыт №9. Можно ли в домашних условиях добиться стереоэффекта? 14

Опыт №10. Иллюзия «дыра» в ладони. 14

Опыт №11. Может ли карандаш двоиться? 15

Опыт №12. Можно ли создать иллюзии при движении объекта в домашних условиях? 15

Опыт №13. Сможем ли мы при фотографировании получить иллюзию? 15

Опыт №14. Может ли куб летать в воздухе? 16

Список использованной литературы 17

«Посредством глаза, но не глазом

Смотреть на мир умеет разум»

Уильям Блейк (1757-1827)

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с иллюзиями и порой не расцениваем их как иллюзии. Их роль всегда была высока, в древности их использовали шаманы, картины всемирно известного Леонардо да Винчи полны скрытых оптических иллюзий. Пизанская башня «падает» визуально только на 10 % по причинам, связанным со строительством, 90 % из них — это оптический обман. Иллюзии применяются в искусстве, архитектуре, кинематографии, в военном деле, в рекламе.

Мне стало интересно, что такое иллюзия, какие виды иллюзий существуют, как они появляются, как оптические иллюзии влияют на мозг человека? Вообще, можно ли доверять тому, что мы видим? Всё ли мы видим? И, конечно, самому провести исследование, показывающее ограниченность способности наших глаз, а также попробовать создать свою иллюзию.

Цель исследования: изучение иллюзий, выяснение причин их появления, наблюдение иллюзий, создание собственной иллюзии.

• Изучить теоретический материал по данной теме;

• Выяснить, что такое иллюзия, как она возникает, какие виды иллюзий существуют, как оптические иллюзии влияют на мозг человек;

• Продемонстрировать примеры иллюзий, сделать интересные оптические иллюзии своими руками в домашних условиях;

• Изучить понятие миража как одного из оптических явлений;

• Объяснить возникновение иллюзий с точки зрения геометрии, физики и биологии.

Гипотеза: оптические иллюзии можно объяснить с помощью законов математики, физики и биологии.

Объект исследования: иллюзии.

Предмет исследования: изучение причин возникновения иллюзий.

Актуальность: знание истинных причин возникновения иллюзий позволяет объяснить обманы зрения.

Методы исследования: изучение научной литературы, анализ, сравнение, доказательство.

Основная часть работы.

Что такое «Иллюзия»?

Оптические иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни. Поэтому знание основных их видов, причин и возможных последствий необходимо каждому человеку. Слово «иллюзия» происходит от латинского слова «illusio» -заблуждение, обман. Иллюзии — это искаженное, неадекватное отражение свойств воспринимаемого объекта. Оптическая иллюзия (зрительная иллюзия) – ошибка в зрительном восприятии, искажение пространственных соотношений признаков воспринимаемых объектов, ошибка в оценке и сравнении между собой длин отрезков, величин углов, расстояний между предметами, в восприятии формы предметов, совершаемые наблюдателем при определенных условиях. [2]

Происхождение оптических иллюзий

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв в определенные области головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют нашу зрительную систему.

В связи с этим выделяются три причины иллюзии:

1. Наши глаза так воспринимают идущий от предмета свет, что в мозг приходит ошибочная информация;

2. при нарушении передачи информационных сигналов по нервам происходят сбои, что приводит к ошибочному восприятию;

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

Часто оптические иллюзии возникают из-за специфической работы глаза и ошибочного преобразования сигнала мозгом. Причины некоторых иллюзий установлены, но большинство из них не имеет научного объяснения, и по сей день.

Иррадиация объясняется тем, что каждая точка предмета даёт на сетчатке нашего глаза не точку, а маленький кружок. Поэтому светлая поверхность окаймляется на сетчатке глаза светлой полоской и увеличивается. Черные поверхности дают изображение в уменьшенном виде.

Это дефект зрения, связанный с нарушением формы хрусталика, роговицы или глаза, в результате чего человек теряет способность к чёткому видению. Например, если в течение длительного времени смотреть одним глазом на близком расстоянии на картинку, сосредоточившись на верхнем белом квадрате, то вскоре из поля зрения пропадёт нижняя белая полоска.

Виды оптических иллюзий

По происхождению оптические иллюзии делятся на три вида:

естественные, или созданные природой (например: мираж);

искусственные, или придуманные человеком (фокусы с левитацией);

смешанные, то есть естественные иллюзии, воссозданные человеком.

• иллюзии цвета и контраста;

• соотношение фигур и фона;

Явление миража объясняется физическим законом преломления и отражения лучей. Миражи принято делить на три класса. К первому классу относят нижние миражи – перевернутое изображение предметов. 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. Верхний мираж возникает, когда слои воздуха возле земли гораздо холоднее, чем верхние: изображение отрывается от земли и повисает в воздухе, иногда оно бывает перевернутым. Например: моряки часто видят корабли, повисшие в воздухе, и даже корабли, находящиеся далеко за горизонтом. Миражи третьего класса или фата-моргана – это таинственное явление, которое нельзя объяснить никакими законами физики. Одним из лучших мест в мире для наблюдения миражей является Аляска. Чем злее стужа на Аляске, тем четче и красивее возникают в небесах миражи.

Иррадиация — явление зрительного восприятия человеком трехмерных объектов и плоских фигур на контрастном фоне, при котором происходит оптический обман зрения, заключенный в том, что наблюдаемый предмет кажется иного размера, нежели его истинный размер.

Такая иллюзия возникает при наблюдении светлых фигур или объектов на черном фоне и наоборот. Подобная иллюзия возникает из-за несовершенства анализа человеческим головным мозгом информации, полученной от органов зрения.

Это изменение направления распространения света при прохождении через границу раздела двух сред. Луч света, проходя через пластину, смещается параллельно своему первоначальному направлению. При рассматривании предметов через плоскопараллельную пластину они будут казаться смещенными.

Субъективно не ощущаемое удвоение изображения на сетчатке объекта, находящегося ближе или дальше точки фиксации; обусловливает восприятие глубины пространства. [6]

Ощущение протяжённости пространства и рельефности, возникающие при наблюдении реальных объектов.

Способность одновременно чётко видеть изображение предмета обоими глазами; в этом случае человек видит одно изображение предмета, на который смотрит, то есть это зрение двумя глазами, с подсознательным соединением в зрительном анализаторе (коре головного мозга) изображений полученных каждым глазом в единый образ. Создаёт объёмность изображения. Бинокулярное зрение также называют стереоскопическим.

Иллюзии в природе.

Природный камуфляж позволяет животным оставаться незамеченными для многочисленных хищников.

Эта оптическая иллюзия наблюдается в минуты, когда солнечные лучи освещают стену дождя на части неба, «противоположной» солнцу. Солнечный свет, проходя сквозь капли воды, многократно отражается и преломляется в них, как в маленьких призмах, и лучи разного цвета выходят из капель под различными углами. Это явление называется дисперсией (т. е. разложением) света. В результате образуется яркая радуга.

Голубой цвет неба — это иллюзия. Солнечный свет рассеивается в атмосфере планеты всем спектром лучей. Но степень рассеивания обратно пропорциональна длине волны в четвертой степени, то есть в видимом диапазоне она максимальна для фиолетовых, синих и голубых лучей. Глазу такая смесь кажется голубой. Ночью, в тени Земли, освещение солнечными лучами прекращается, и атмосфера становится прозрачной – мы видим не земное небо, мы видим черный космос.

Эта иллюзия вызвана столкновением заряженных частиц с атомами в верхних слоях атмосферы.

Также иллюзия применяют в военном деле, камуфляж. Чем меньше контраст, тем менее заметен объект. На основе иллюзии «Фигура и фон» делают камуфляжную одежду для военных и охотников.

Практическая часть.

При работе над данным проектом, проводя ниже приведенные опыты, я наблюдал различного рода иллюзии.

Мираж. Опыт №1.Можно ли в домашних условиях наблюдать мираж в воздухе? Необходимое оборудование: окно на кухне, новогодняя игрушка.

Для опыта полностью откроем окно на кухне. На улице мороз -20 градусов. Наблюдаем за предметами, стоящими рядом с окном. Они дрожат и изгибаются их формы. Круглая новогодняя игрушка становилась более вытянутой книзу.

Опыт №2. Почему темная баночка кажется белой? Необходимое оборудование: емкость с белым дном, баночка с темными стенками, водопроводная вода.

Для опыта возьмем баночку с темными стенками и поместим ее в емкость с белым дном. Емкость с белым дном заполним холодной водой. Наполним баночку с темными стенками кипящей водой. Стенки баночки стали белыми.

Вывод: В результате наблюдаем мираж. Снаружи банки получен градиент температуры.

Опыт №3. Почему на дороге внезапно образовалась «лужа»?Необходимое оборудование: велосипед.

Для опыта я поехал летом на велосипеде по нагретому солнцем асфальту. Впереди заблестело светлое пятно, похожее на лужу на дороге, в которой отражался солнечный свет. Дальше еще одна такая же «лужа». Я приближался к ней, а она отодвигалась от меня и пропадала.

Вывод: Я наблюдал маленький мираж – отражение в воздушном зеркале небольших участков неба. Создается полная иллюзия блестящей водной поверхности. Были благоприятные условия для возникновения нижних миражей.

Иррадиация.

Опыт №4. Почему возникает иллюзия, при которой черные участки кажутся нашему глазу меньше, нежели белые такой же величины?

Необходимое оборудование: лист бумаги, на котором на определенном расстоянии нарисованы одинаковые черные круги, два сверху и один снизу.

Для опыта необходимо посмотреть на лист бумаги и сказать, сколько черных кружков могло бы поместиться в свободном промежутке между нижним кружком и одним из верхних кружков. У меня получилось, что четыре кружка уместятся свободно. На самом деле в промежутке помещается ровно три кружка. Я взял циркуль и убедился в этом.

Вывод: Эта иллюзия объясняется иррадиацией. Каждая точка предмета даёт на сетчатке нашего глаза не точку, а маленький кружок. Поэтому светлая поверхность окаймляется на сетчатке глаза светлой полоской и увеличивается. Черные поверхности дают изображение в уменьшенном виде.

Преломление света

Опыт №5. Почему стрелки, нарисованные на бумаге, вдруг изменили свое направление?Необходимое оборудование: стакан, водопроводная вода, лист бумаги с нарисованными стрелками.

Для опыта возьмем стакан с водопроводной водой поставим его на стол. Возьмем лист бумаги с нарисованными стрелочками. Установим его и подвинем к нему стакан с водой. Смотрим сквозь стекло на стрелочки. Мы видим, что направление стрелок поменялось на противоположное.

Вывод: Это происходит потому, что свет проходит сквозь воздух, стекло, воду, снова через стекло, а затем обратно. Он преломляется. Стакан воды выступает как линза. Когда луч света проходит сквозь линзу, он искривляется в сторону центра. Точка, в которой лучи сходятся вместе, называется фокусом, но за его пределами изображение переворачивается, потому что лучи меняют направление.

Опыт №6. Почему невидимая монета становится видимой?

Необходимое оборудование: чайная чашка, водопроводная вода, монета.

Для опыта положим на дно чайной чашки монету и расположим глаз так, чтобы край чашки закрывал её. В чашку нальем воду. В результате монета станет видна.

Вывод: Это объясняется преломлением света при переходе луча из воздуха в воду.

Опыт №7. Иллюзия сломанного карандаша. Можно ли сломать карандаш, просто опустив его в стакан с водой?Необходимое оборудование: стакан, водопроводная вода, карандаш.

Для опыта возьмем карандаш и поместим его в стакан с водопроводной водой. В результате можно увидеть, что та часть карандаша, что находится под водой, слегка смещена относительно той части, что находится над водой.

Вывод: Лучи света, идущие от карандаша, имеют в воде другое направление, чем в воздухе, т. е. происходит преломление света на границе воздуха с водой. Когда свет переходит из одной среды в другую, на границе раздела происходит отражение части падающего на неё света. Остальная часть света проникает в новую среду. В результате возникает иллюзия разрыва карандаша.

Физиологическое двоение. Опыт №8.Можно ли увидеть дополнительный палец? Необходимое оборудование: указательные пальцы рук.

Для опыта я смотрел на удаленный предмет и держал в это время указательные пальцы, соединенными друг с другом, расположив их перед глазами. В результате я увидел между своими пальцами «дополнительный палец».

Вывод: Образ предмета удваивается потому, что его изображение попадает на участки сетчатки обоих глаз, не связанные между собой в нервной системе так, чтобы из двух изображений составлялся один образ.

Стереоэффект

Опыт №9. Можно ли в домашних условиях добиться стереоэффекта?

Необходимое оборудование: белая нить, белая пуговица, темное стекло от солнечных очков.

Для опыта возьмем пуговицу и закрепим ее на конце белой нити. Второй участник эксперимента, в моем случае мама, стала раскачивать нитку наподобие маятника. Я смотрел на пуговицу на расстояние 1 метра. Затем я поставил перед своим одним глазом темное стекло от солнечных очков и смотрел на маятник обоими глазами. В результате мне казалось, что маятник теперь качается не в одной плоскости, а как бы по кругу. Когда я приставить стекло к другому глазу, движение пуговицы стало совершаться в противоположном направлении.

Вывод: Это происходит потому, что светлое и темное изображения достигают мозга неодновременно (темное позднее), так что в любой данный момент времени происходит слияние различных изображений, поступающих в мозг от правого и левого глаза. Это вызывает появление эффекта глубины, подобного стереоэффекту.

Бинокулярное зрение. Опыт №10. Иллюзия «дыра» в ладони.Необходимое оборудование: свернутая их бумаги трубочка.

Для опыта я взял трубочку, свернутую из листа бумаги и посмотрел сквозь трубку правым глазом, а левую ладонь приставил вплотную к дальнему концу трубки. Левым глазом смотрел на ладонь. У меня создалось впечатление, что в моей левой ладони образовалась дырка.

Вывод: Видимая через отверстие трубки картинка, накладывается на изображение ладони в другом глазу. Мозг получает от каждого глаза разные картинки и объединяет изображения, поэтому я увидел дырку в левой ладони.

Опыт №11. Может ли карандаш двоиться?Необходимое оборудование: стакан, водопроводная вода, карандаш.

Для опыта я взял стакан с водой и поставил его на стол. За стаканом поставил карандаш на расстоянии 20 см. Я стал смотреть сквозь стекло и увидел два карандаша. Когда я закрыл левый глаз, то изображение карандаша справа исчезло. Когда я закрыл правый глаз, то исчезло изображение карандаша слева.

Вывод: Вода выполняет роль линзы. Поверхности воды имеет форму цилиндра, и каждый глаз смотрит сквозь эту поверхность немного под разным углом. Поэтому, когда оба глаза открыты, видны два изображения. При одном открытом глазе видно только одно изображение.

Иллюзии при движении объекта. Опыт №12. Можно ли создать иллюзии при движении объекта в домашних условиях? Необходимое оборудование: велосипед, проволока.

Для опыта я взял велосипед и обмотал один сектор колеса проволокой. При вращении колеса весь круг стал казаться окрашенным.

Вывод: Это можно объяснить способностью нашего глаза в течение долей секунды удерживать зрительное впечатление, хотя видимый предмет уже исчез из вида.

Оптические иллюзии в фотографии. Опыт №13.Сможем ли мы при фотографировании получить иллюзию? Необходимое оборудование: фотоаппарат.

Для опыта мы старались снимать фотоаппаратом, так, чтобы на фотографии получить иллюзию. Прибегали с разным хитростям. В результате получились фотографии с иллюзией хождения по воде и иллюзией «ракушка с часами» в руке.

Вывод: Необычные фотографии получаются на основе простого оптического обмана, когда близкие предметы отдаляются, а дальние – приближаются, большие объекты кажутся меньше, а маленькие больше.

Анаморфная иллюзия. Опыт №14. Может ли куб летать в воздухе?

Необходимое оборудование: нарисованный определенным образом на бумаге куб.

Для опыта я нарисовал определенным образом куб. Стал рассматривать это изображение с определенной точки зрения, переворачивал его на столе и снимал на видеокамеру. Получил иллюзию летающего в воздухе куба.

Вывод: Рисунок принимает правильный вид лишь под определенным углом зрения.

Заключение и выводы

В результате своей работы я могу сделать вывод, что иллюзия — это наука, в основе которой лежат обычные природные явления. Я определил, что существуют три основные причины возникновения оптических иллюзий:

Законы физики (преломление и отражение лучей).

Особенности строения глаза.

Оптические иллюзии – это обман нашего мозга, он не всегда правильно реагирует на сигналы, приходящие от глаз.

Изучая литературу по данной теме, я узнал, как можно самому создавать оптические иллюзии, проводить разные эксперименты. Эти знания помогут мне лучше понимать некоторые природные явления, устройства некоторых предметов.

Интересным завершением моей работы стал созданный сборник упражнений с оптическими иллюзиями для тренировки глаз и мозга.

Список использованной литературы

Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – 13-е изд., стереотип. – М.: Дрофа,2010

Большая советская энциклопедия

Перельман Я.И. Занимательная физика. – М.: Наука, 1994

Грегг Дж. Опыты со зрением – М.: Мир, 1970

Малая медицинская энциклопедия. — М.: Медицинская энциклопедия. 1991—96

Оптический обман зрения (14 иллюзий)

Оптические иллюзии – это ни что иное, как оптический обман нашего мозга. Ведь когда мы смотрим на картинку, наш глаз видит одно, а мозг при этом начинает протестовать и утверждать, что это совсем не то. Вот и получается, что иллюзии создает наш разум, который начинает анализировать цвет, позицию источника света, расположение граней или углов и т.д. Благодаря этому и происходит коррекция зрительных образов.
Будьте осторожны! Некоторые иллюзии могут вызвать слезоточивость, головную боль и дезориентацию в пространстве.

Стул-невидимка. Оптический эффект, создающий у зрителя ложное представление о месте нахождения сидения, обусловлен оригинальной конструкцией стула, придуманного французской студией Ibride.

Объемный Кубик Рубика. Рисунок выглядит настолько реалистичным, что не остается сомнений в том, что это настоящий предмет. Покрутив лист бумаги, становится очевидно, что это всего лишь преднамеренно искаженное изображение.

Это не анимационная гифка. Это обычная картинка, все элементы которой абсолютно неподвижны. Это ваше восприятие с вами играет. Задержите взгляд на несколько секунд в одной точке, и картинка перестанет двигаться.

Смотрите на крестик в центре. Периферическое зрение превращает красивые лица в монстров.

Летающий куб. То что выглядит, как настоящий куб, парящий в воздухе, это на самом деле рисунок на палочке.

Глаз? Кадр от фотографа Liamm, который снимал пенную раковину, но вскоре понял, что это глаз смотрит на него.

В какую сторону крутится колесо?

Гипноз. Смотрите, не моргая, в середину изображения 20 секунд, а потом переведите взгляд на чье-нибудь лицо или просто стену.

Четыре круга. Будьте осторожны! Эта оптическая иллюзия может вызвать головную боль продолжительностью до двух часов.

Упорядочивающие квадраты. Кажется, что четыре белые линии движутся хаотично. Но стоит наложить на них изобржения квадратов, как все становится вполне закономерно.

Рождение анимации. Анимационные изображения, накладывая на готовый рисунок сетку из черных параллельных линий. На наших глазах статичные предметы начинают двигаться.

Одинаковые или разные? Как две сигареты могут быть одновременно разного одинакового размера?

Бесконечный коридор. Закрывая попеременно пол или стены коридора, можно замедлять или ускорять движение.

Калейдоскоп. Иллюзия движения, основанная на работах Акиоши Китаока — профессора психологии в университете (Ritsumeikan) в Токио, всемирно известного своими многочисленными иллюзиями движения.

Иллюзия зрения и оптические обманы зрения

Обман зрения — картинки иллюзии с пояснениями

Не относитесь серьезно к оптическим иллюзиям, пытаясь понять и разгадать их, просто так работает наше зрение. Так человеческий мозг обрабатывает видимый свет отраженный картинок.
Необычные формы и сочетания этих картинок позволяют добиться обманчивого восприятия, в результате которого кажется, что предмет движется, меняет цвет или возникает дополнительная картинка.
Все изображения сопровождаются пояснениями: как и сколько нужно смотреть на картинку, чтобы увидеть то, чего нет на самом деле.

Для начала, одна из самых обсуждаемых иллюзий в сети — 12 чёрных точек. Фишка в том, что вы не можете увидеть их одновременно. Научное объяснение этому феномену обнаружено немецким физиологом Людимаром Германом в 1870 году. Человеческий глаз перестает видеть полную картину из-за латерального торможения в сетчатке.

Эти фигуры движутся с одинаковой скоростью, но наше зрение говорит нам об обратном. На первой гифке четыре фигуры движутся одновременно пока они примыкают друг к другу. После разъединения возникает иллюзия, что они движутся по черно белым полоскам независимо друг от друга. После исчезновения зебры на второй картинке можно убедится в синхронности перемещения желтого и синего прямоугольников.

Внимательно смотрите на черную точку в центре фото пока таймер отсчитывает 15 секунд, после чего черно белое изображение станет цветным, то есть трава зеленой, небо голубым и так далее. Но если вы не будете пялиться в эту точку (чтобы себя развеселить), то картинка останется черно белой.

Не отрываясь смотрите на крестик и вы увидите, как по фиолетовым кружкам побежит зеленое пятно, а потом они совсем исчезнут.

Если долго смотреть на зеленую точку, то желтые точки исчезнут.

Пристально смотрите на черную точку и серая полоса внезапно станет синей.

Если разрезать плитку шоколада 5 на 5 и переставить все куски в показанном порядке, то появится лишний кусочек шоколада. Проделайте этот трюк с обычной шоколадкой и она никогда не закончится. (Шутка).

Из этой же серии.

Сосчитайте футболистов. Теперь подождите 10 секунд. Упс! Части картинки всё те же, но куда-то исчез один футболист!

Чередование черных и белых квадратиков в составе четырех кругов создает иллюзию спирали.

Если смотреть в середину этой анимационной картинки, то пойдете по коридору быстрее, если перевести взгляд вправо или влево, то медленней.

На белом фоне серая полоса выглядит однородной, но стоит белому фону смениться, как серая полоса сразу приобретает множество оттенков.

Лёгким движением руки вращающийся квадрат превращается в хаотично движущиеся линии.

Анимация получается в результате накладывания на рисунок черной сетки. На наших глазах статичные предметы начинают двигаться. Даже кошка реагирует на это движение.

Если смотреть на крестик в центре картинки, то периферическое зрение превратит звездные лица голливудских актеров в уродов.

Две картинки Пизанской башни. На первый взгляд кажется, что башня справа наклоняется больше, чем башня слева, однако на самом деле обе эти картинки одинаковые. Причина кроется в том, что визуальная система человека рассматривает два изображения как часть единственной сцены. Поэтому нам кажется, что обе фотографии не симметричны.

В какую сторону едет поезд в метро?

Вот так простым изменением цвета можно добиться того, что картинка оживёт.

Смотрим ровно 30 секунд не моргая, затем переводим взгляд на чье-нибудь лицо, предмет или на другую картинку.

Разминка для глаз… или для мозга. После перестановки частей треугольника, внезапно, появляется свободное место.
Ответ прост: на самом деле фигура не является треугольником, «гипотенуза» нижнего треугольника представляет собой ломаную линию. Это можно определить по клеткам.

На первый взгляд кажется, что все линии изогнуты, однако на самом деле они параллельны. Иллюзия была обнаружена Р. Грегори в кафе Wall (Стена) в Бристоле. Поэтому этот парадокс называется «Стена в кафе».

Смотрите тридцать секунд на середину картинки, после чего переместите взгляд на потолок или белую стену и поморгайте. Кого вы увидели?

Оптический эффект, создающий у зрителя ложное представление о том, как стоит стул. Иллюзия обусловлена оригинальной конструкцией стула.

Английское NO (НЕТ) превращается в YES (ДА) с помощью изогнутых букв.

Каждый из этих кругов вращается против часовой стрелки, но если зафиксировать взгляд на одном из них, то будет казаться, что второй круг вращается по часовой стрелке.

3 D рисунок на асфальте

В какую сторону вращается колесо обозрения? Если посмотреть налево, то по часовой стрелке, если налево, то против часовой стрелки. Возможно у вас будет наоборот.

В это трудно поверить, но квадраты в центре неподвижны.

Обе сигареты, на самом деле, одинакового размера. Просто наложите на монитор две линейки к сигаретам сверху и снизу. Линейки будут параллельны.

Аналогичная иллюзия. Конечно же, эти сферы одинаковы!

Капельки колышутся и “плывут”, хотя на самом деле они остаются на своих местах, а движутся только колонны на заднем фоне.

Иллюзия зрения и оптические обманы зрения

Для начала, одна из самых обсуждаемых иллюзий в сети — 12 чёрных точек. Фишка в том, что вы не можете увидеть их одновременно. Научное объяснение этому феномену обнаружено немецким физиологом Людимаром Германом в 1870 году. Человеческий глаз перестает видеть полную картину из-за латерального торможения в сетчатке.

В свое время этот жанр графики получил такой широкое распространение, что даже получил собственное название – импоссибилизм. Каждая из таких фигур кажется вполне реальной на бумаге, но существовать в физическом мире попросту не может.

Невозможный трезубец

Классический бливет – пожалуй, самый яркий представитель оптических рисунков из категории «невозможные фигуры». Как ни пытайся, определить, где берет начало средний зубец, не получится.

Другой яркий пример – невозможный треугольник Пенроуза.

Он же в виде так называемой «бесконечной лестницы».

А также «невозможный слон» Роджера Шепарда.

Вопросы оптических иллюзий интересовали Адельберта Эймса-младшего с раннего детства. Став офтальмологом, он не прекратил свои исследования восприятия глубины, результатом которых и стала знаменитая комната Эймса.

Как работает комната Эймса

В двух словах эффект комнаты Эймса можно передать так: кажется, что в левом и правом углу ее задней стены стоят два человека – карлик и великан. Разумеется, это оптический трюк, и на самом деле эти люди вполне обычного роста. В действительности помещение имеет вытянутую трапециевидную форму, но из-за ложной перспективы оно кажется нам прямоугольным. Левый угол сильнее удален от взора посетителей, чем правый, а потому стоящий там человек кажется таким маленьким.

Эта категория оптических трюков представляет наибольший интерес для психологов. Большинство из них основано на тонкостях сочетания цветов, яркости объектов и их повторе. Все эти уловки вводят в заблуждение наше периферическое зрение, в результате чего механизм восприятия сбивается, сетчатка фиксирует изображение прерывисто, скачкообразно, и мозг активирует участки коры, отвечающие за распознавание движения.

Плывущая звезда

Сложно поверить, что эта картинка – не анимированный gif-формат, а обыкновенная оптическая иллюзия. Рисунок был создан японским художником Кая Нао в 2012 году. Ярко выраженная иллюзия движения достигается благодаря противоположенной направленности узоров в центре и по краям.

Существует довольно много подобных иллюзий движения, то есть статических изображений, кажущихся подвижными. Например, знаменитый вращающийся круг.

Движущиеся стрелки

Лучи из центра

Полосатые спирали

Движущиеся фигуры

Эти фигуры движутся с одинаковой скоростью, но наше зрение говорит нам об обратном. На первой гифке четыре фигуры движутся одновременно пока они примыкают друг к другу. После разъединения возникает иллюзия, что они движутся по черно белым полоскам независимо друг от друга.

После исчезновения зебры на второй картинке можно убедится в синхронности перемещения желтого и синего прямоугольников.

Самый многочисленный и веселый жанр рисунков-иллюзий строится на перемене направления взгляда на графический объект. Самые простые рисунки-перевертыши нужно просто развернуть на 180 или 90 градусов.

Лошадь или лягушка

Медсестра или старуха

Красавица или уродина

Симпатичные девушки?

Переверните изображение

Девушка/старуха

Одно из самых популярных двойственных изображений было опубликовано в 1915 году в карикатурном журнале «Puck». Подпись к рисунку гласила: «Моя жена и теща».

Самые известные оптические иллюзии: девушка-старуха и профили-ваза

Старики/мексиканцы

Пожилая супружеская пара или поющие под гитару мексиканцы? Большая часть сперва видит стариков, и лишь потом их брови превращаются в сомбреро, а глаза – в лица. Авторство принадлежит мексиканскому художнику Октавио Окампо, создавшему немало картинок-иллюзий подобного характера.

Старики/мексиканцы Октавио Окампо

Влюбленные/дельфины

Удивительно, но трактовка этой психологической иллюзии зависит от возраста человека. Как правило, резвящихся в воде дельфинов видят дети – их мозг, еще не знакомый с сексуальными взаимоотношениями и их символами, просто не вычленяет в этой композиции двух любовников. Люди постарше, напротив, сначала видят пару, а уж потом дельфинов.

Дельфины или любовники – еще один интересный обман зрения

Список таких двойственных картинок можно продолжать бесконечно:

Всем известный индеец-эскимос Кошка или мышь? Белоснежка или Шерлок Холмс?

Этот кот спускается или поднимается по лестнице?

В какую сторону открыто окно?

Вы можете изменить направление, просто подумав об этом.

К сожалению, человеческий глаз несовершенен, и в своих оценках увиденного мы (сами того не замечая) часто опираемся на цветовое окружение и яркость фона объекта. Это ведет к очень интересным оптическим иллюзиям.

Серые квадраты

Оптические иллюзии цветов – одни из самых популярных видов обмана зрения. Да-да, квадраты A и B окрашены в один и тот же цвет.

Такая уловка возможна благодаря особенностям работы нашего мозга. На квадрат B падает тень без резких границ. Благодаря более темному «окружению» и плавному градиенту тени кажется, что он значительно темнее квадрата A.

Зеленая спираль

На этой фотографии всего три цвета: розовый, оранжевый и зеленый.

Не верите? Вот что получится, если заменить розовый и оранжевый на черный.

Без отвлекающего фона видно, что спираль полностью зеленая

Впрочем, основанные на восприятии цвета иллюзии не редкость. Взять к примеру хотя бы покорившее в 2015 году интернет бело-золотое или черно-синее платье. Какого же цвета на самом деле было это загадочное платье, и почему разные люди воспринимали его по-разному?

Разъяснение феномена платья очень простое: как и в случае с серыми квадратами, все зависит от несовершенной хроматической адаптации наших органов зрения. Как известно, сетчатка человека состоит из двух видов рецепторов: палочек и колбочек. Палочки лучше фиксируют свет, а колбочки – цвет. У каждого человека соотношение колбочек и палочек разное, поэтому определение цвета и формы объекта немного отличается в зависимости от доминирования того или иного вида рецепторов.

Те, кто увидел платье бело-золотистым, обратили внимание на ярко освещенный задний фон и решили, что платье находится в тени, а значит, белый цвет должен быть темнее обычного. Если же платье показалось вам сине-черным, значит, ваш глаз в первую очередь обратил внимание на основной цвет платья, который на этой фотографии действительно имеет синий оттенок. Затем ваш мозг рассудил, что золотистый оттенок – черный, посветлевший из-за направленных на платье лучей солнца и плохого качества фото.

Загадочное бело-золотое или черно-синее платье

В действительности платье было синее с черными кружевами.

А вот другая фотография, поставившая в тупик миллионы пользователей, которые никак не могли решить, стена перед ними или же озеро.

Стена или озеро? (правильный ответ – стена)

Эта безумная оптическая иллюзия вводит в заблуждение: сложно определить, какая нога фигуры является опорной и, как следствие, понять, в какую сторону вращается балерина. Даже если вам это удалось, во время просмотра видео опорная нога может «меняться» и девушка словно начинает вращаться в другую сторону.

Если вы без труда смогли зафиксировать направление движения балерины, это говорит о рациональном, практичном складе вашего ума. Если же балерина вращается в разные стороны, это значит, что у вас бурное, не всегда последовательное воображение. Вопреки распространенному мнению, на главенство правого или левого полушария это никак не влияет.

Лица-монстры

Если долго смотреть на крестик в центре, то периферическое зрение пугающе исказит лица знаменитостей.

Обман зрения может стать эффектным подспорьем для тех, кто хочет придать изюминку своему жилищу. Очень часто в дизайне применяются «невозможные фигуры».

Казалось, что невозможный треугольник обречен остаться лишь иллюзией на бумаге. Но нет – дизайнерская студия из Валенсии увековечила его в виде эффектной минималистичной вазы.

Ваза в форме невозможного треугольника

Книжная полка, вдохновленная невозможным трезубцем. Автор – норвежский дизайнер Бьорн Бликстад.

«Невозможная» книжная полка Бликстада

А вот стеллаж, вдохновленный одной из самых известных оптических иллюзий – параллельными прямыми Иоганна Цельнера. Все полки параллельны друг другу – иначе какой был бы толк от такого шкафа – но даже тем, кто давно приобрел такой стеллаж, сложно избавиться от впечатления наклонных линий.

Наклонный стеллаж

Тем же примером вдохновлялись и создатели «коврика Цельнера».

Кривизна линий – обман зрения.

Интерес для любителей необычных вещей представляет стул дизайна Криса Даффи. Кажется, что он опирается исключительно на передние ножки. Но рискнув сесть на него, вы поймете, что тень, отбрасываемая стулом, и является его основной опорой.

Стул о двух ногах

Просто лист бумаги

Сложенный нужным образом.

Стул-невидимка.

Оптический эффект, создающий у зрителя ложное представление о месте нахождения сидения, обусловлен оригинальной конструкцией стула, придуманного французской студией Ibride.