Исследовательская работа иллюзии и парадоксы зрения

В опросе участвовало 49 учащихся. На диаграмме видно, что большая часть учеников (55 %) выбрали случай а, то есть рисунок, на котором линии сходятся.

Рассмотрим еще примеры иллюзии искажения восприятия размера

Отрезок АВ
Отрезок CD
Они равны
9 класс
20
5
5
5 класс
10
9

Учащиеся (69 %) ответили, что отрезок АВ больше. Лишь малая часть (28 %) участвовавших в опросе ответила правильно.

Опыт 2. Иллюзия Перельмана.

На заполненном клетками фоне буквы кажутся наклонными. Но…

Буквы на самом деле параллельны друг другу. Учащиеся отвечали на вопрос: «Параллельны ли линии букв?». Практически все учащиеся подверглись обману иллюзии.
Опыт 3. «Сколько ног у слона?»

Шесть
Семь
Четыре
Восемь
Три
9 класс
7
7
3
3
10
5 класс

3
11
2
2

Среди обучающихся проведён следующий эксперимент: нужно было ответить на вопрос «Параллельны ли прямые?». 81 % учащихся ответили, что прямые не параллельны, 19% учащихся ответили правильно.

Значит, в геометрии при решении задач нельзя опираться только на чертеж, надо все свои высказывания подтверждать свойствами, аксиомами, теоремами, доказывать! Большая часть обманов зрения зависит исключительно от того, что мы не только видим, но и бессознательно рассуждаем, причём невольно вводим себя в заблуждение. Это – обманы суждения, а не чувств.

Примеры применения иллюзий в жизни.

3.1 Использование зрительных иллюзий в архитектуре

Идея исследования причин иллюзий, её использование в практической жизни не нова. Рассмотрим примеры того, как оптические иллюзии влияют на восприятие архитектурных сооружений и как создатели последних научились «бороться» с обманами зрения.

При взгляде снизу на высокие здания обычно создается впечатление, что в верхней части они уже, чем у основания, и немного отклонены назад. Один из приемов, позволяющих устранить возникающую иллюзию, предложил известный художник и архитектор эпохи Возрождения Джотто ди Бондоне. Когда ему было поручено строительство колокольни при соборе Санта-Мария дель Фьоре во Флоренции, он спроектировал ее так, что вверху колокольня значительно шире, чем у основания. Это придало сооружению внушительный и в то же время величественный вид.

Считается, что подобными приемами пользовались еще древнегреческие зодчие. Например, они знали, что вертикальные и горизонтальные прямые при значительной длине издалека выглядят не параллельными, а слегка расходящимися и сходящимися соответственно. Чтобы колонны здания не «распадались», их слегка наклоняли к центру, а чтобы лежащая сверху и поддерживающая крышу горизонтальная балка (архитрав) не выглядела прогнувшейся книзу, ее центральную часть немного «сужали».

Много оптических поправок было внесено при строительстве одного из шедевров древнегреческого искусства Парфенона, храма богини Афины, построенного в V веке до н. э. Укажем некоторые из них. Колонны Парфенона стоят не перпендикулярно его основанию, а немного наклонены внутрь, а их стволы утолщены в середине на 1,75 см. Благодаря этому, как отмечал известный римский архитектор и инженер Витрувий, храм производит впечатление прочного, как монолит, сооружения.

Оценить, насколько тонкими средствами был достигнут подобный эффект, можно по такому показателю: колонны отклонены от вертикали всего на 6 см, и если продлить их оси вверх, они пересекутся на высоте 2,4 км над землей!

Стволы колонн Парфенона сужаются кверху, теряя при этом в диаметре две пятых своей толщины. Тем самым создается иллюзия их большей высоты. Кроме того, угловые колонны шире остальных. Если бы они были такого же диаметра, то казались бы на фоне святилища храма тоньше. Таким образом, оказалась учтена еще одна зрительная иллюзия.

Архитрав в центре на 6 см уже, чем по краям. Стесанная по кривой линии балка издали выглядит абсолютно ровной. Парфенон стоит на слегка выпуклой каменной платформе: ее центральная точка возвышается над крайними точками на 22,8 см, (что составляет всего одну тысячную долю ее длин), ступени здания тоже слегка изогнуты. Подобные искривления помогли избежать иллюзии «провисания».

Наконец, скульптурные изображения на фронтоне храма были выполнены более рельефно, и это сглаживало визуальный эффект резкого уменьшения фигур, возникающий при взгляде снизу.

Огромное внимание к деталям в строительстве этого выдающегося памятника архитектуры свидетельствует о высоком мастерстве его создателей, пользовавшихся при возведении храма лишь самыми простыми инструментами: отвесами, угольниками, бечевками и т. п.
Храм богини Афины Парфенос в Афинах

(447 – 438 гг до н.э.)

3.2 Использование зрительных иллюзий в дизайне

Чтобы кардинально изменить пространство своей квартиры или загородного дома, совсем не обязательно сносить стены и перегородки. Порой бывает достаточно визуально «перекроить» пространство.

В арсенале профессионального дизайнера существует немало средств – оптических иллюзий, позволяющих виртуально раздвинуть стены и приподнять потолок.

Под оптическими иллюзиями архитекторы понимают изменения в зрительном восприятии размеров помещения, возникающие под воздействием света и контраста. Таким образом, откорректировать пространство интерьера позволяют, прежде всего, цвет и фактура основных элементов интерьера, правильное размещение светильников и учет направления световых потоков.

К числу классических приемов создания оптических иллюзий относятся, например, создание подвесного потолка и использование подсветов в верхней зоне помещения – это помогает зрительно увеличить высоту помещения. Того же эффекта можно достичь, покрасив пол в насыщенный цвет или покрыв его лаком, а также использовав обои с крупным рисунком, контрастным к основному фону. Впрочем, в отношении колористических экспериментов с полом дизайнеры предупреждают: голубой цвет и все его оттенки под ногами не располагают к долгому пребыванию в комнате, хотя при этом она кажется большой и просторной, а желтый делает жилище свободным и солнечным, но зрительно не дает ощущения надежной опоры.

Зрительно раздвинуть стены можно с помощью цветового противопоставления вертикальных и горизонтальных ограждающих плоскостей, а также при «сталкивании» контрастных фактур. У обитателей небольшой комнаты возникнет ощущение простора и в том случае, если вы используете в отделке светлые прохладные тона – оттенки серо-голубого, жемчужного, бледно-зеленого. Если же комната, наоборот, очень просторна, то ей подойдут пастельные или насыщенные тона теплой гаммы. Изменению восприятия пространства чрезвычайно способствует и фактура отделочных материалов и предметов интерьера. Например, горизонтальные полосы зрительно растягивают помещение, создавая эффект увеличения площади, но с одновременным уменьшением его высоты. Вертикальные, наоборот, визуально сжимают пространство по горизонтали, увеличивая его по высоте.

По той же схеме «фокусничают» и орнаменты: мелкий зрительно увеличивает помещение, крупный, наоборот, уменьшает. Белые предметы на темном фоне раздвигают пространство, расширяя и удлиняя его. Клетчатые, полосатые, заполненные рапортным (повторяющимся) рисунком участки стен кажутся больше, чем одинаковые с ними по размеру однотонные.

Использование вертикалей в декоре стен зрительно увеличивает высоту помещения. Тот же эффект сохраняется, если вертикаль присутствует в виде «вытянутых» по высоте картин, в форме светильников, в расположении полос обивочной ткани.

Бесспорно, один из самых оригинальных способов изменить зрительные пропорции помещения – это создание декоративных росписей или рельефов. Такими высокохудожественными средствами можно расширить пространство, визуально увеличить высоту потолка, поместить обитателей городской квартиры в античный дворик или сделать наблюдателями пасторальной сценки деревенской жизни. Неслучайно такие рисунки – пейзажи, ложные арки и окна – называют «обманками». Эффектное сочетание предметов реальных и нарисованных может стать настоящей изюминкой вашего интерьера.

Заказывая настенную роспись, важно придерживаться нескольких правил. Прежде всего, необходимо соблюсти масштаб рисунка: все изображения должны быть соизмеримы и с объемом жилища, и с человеческим ростом. Не секрет, что в современных многоквартирных домах, как и в мансардных помещениях, обычно бывают низкие потолки, что создает «давящее» ощущение. Художники с легкостью решают эту проблему, подбирая светлые тона при покраске стен и потолка, придумывая живописный фриз и цокольные декоративные панели. Между такими элементами стена, выкрашенная в тот же цвет, что и область над фризом, кажется гораздо выше, чем она есть на самом деле.

Впрочем, расписать можно не только стены, но и неудобно выпирающие стояки, балки – в общем, все те элементы, которые вы хотели бы «спрятать». Профессиональный художник сможет превратить эти нежелательные объемы в часть художественной композиции. Так, газовая колонка, расписанная специальной термостойкой эмалью, может имитировать полки, на которых «расставлены» (то есть, конечно, нарисованы) реальные предметы. А вентиляционную трубу можно задекорировать хоть под нишу, хоть под самолет.

По словам дизайнеров, роспись в стиле «обманка» сегодня популярна не только в интерьерах квартир, но и как способ декорирования бассейнов, ванных комнат, оранжерей. В данном случае росписи тяготеют своей тематикой к первоисточнику – античному искусству – и выполнены в легкой воздушной гамме. Согласитесь, отдыхая в зимнем саду или плавая в бассейне, куда приятнее любоваться встающим из-за моря солнцем, пусть даже и нарисованным, чем голыми деревьями и грязными сугробами за окном.

Размещение светильников и учет направления световых потоков позволяют сохранить или откорректировать имеющиеся пространство с помощью зрительных иллюзий. Для зрительной корректировки пространства значительный эффект дает направленное применение осветительной системы (изменение яркости отдельных участков ограждающих поверхностей, использование направленных световых потоков).
3.3 Использование зрительных иллюзий человеком в искусстве.

Идея исследования причин иллюзий, её использование в практической жизни не нова. В научной и публистической литературе много работ посвящено использованию зрительных иллюзий в живописи, архитектуре, дизайне интерьера, моделировании одежды. Мы бы хотели уделить внимание новым направлениям применения обманов зрения.

Оп-арт— художественное направление, возникшее во второй половине ХХ века, основанное на применение в искусстве различных оптических иллюзий, зависящих от зрительных особенностей восприятия плоских и пространственных фигур.

Сторонники оп-арта создают свой особый мир, уникальные произведения, которые не имеют ничего общего с окружающей действительностью, но отличаются гипнотической притягательностью, которая влечет зрителя.

Оп–арт открывает перед человеком красоту и выразительность геометрического рисунка, который, не смотря на свою внешнюю четкость и неизменность, позволяет по новому взглянуть на возможности обычных форм и фигур, способных перевернуть окружающее пространство.

Интерьерный и ландшафтный дизайн, промышленная графика, реклама, архитектура, сфера развлечений стали ярким подтверждением реализации необычных проектов и форм оп-арта.

Стрит-арт – уличное искусство, значительное культурное явление 20-го века, насчитывающее тысячи километров задействованной городской площади. Для стрит-арта весь мир является одним огромным холстом, к стрит-арту относятся граффити, трафаретное граффити, постеры, уличные инсталляции. Стрит-арт – социальное явление, отражающее мысли и устремления общества.

В начале 21-го века художники стрит-арта начали создавать 3D-изображения, выполненные с учетом перспективы и угла зрения, появился термин «оптические иллюзии».

Благодаря своим интерактивным иллюзиям получил известность Курт Вернер, бывший сотрудник НАСА. Свои математические навыки теперь художник использует для создания огромных напольных и настенных фресок. Люди, которые фотографируют эти творения стрит-арта, словно взаимодействуют с персонажами на рисунках и тем самым «оживляют» их.

Мы провели исследование среди учащихся 5- х и 9-х классов и определили процент восприятия иллюзий школьниками. Также мы смогли убедиться в том, что мы не всегда видим то, что есть на самом деле. Благодаря этому мы пришли к выводу: объекты и явления, которые мы видим, не всегда соответствуют реальности и являются правдой. Проведенный анализ учит нас, что никогда нельзя ограничиваться оценкой на глаз, а по возможности руководствоваться логикой.

С помощью данного проекта, мы исследовали различные оптические явления, происходящие в нашей повседневной жизни. Благодаря этому мы нашли ответ на вопрос: «Правда ли то, что мы видим?» и сделали выводы: 90% информации приходит в наш мозг через глаза. Зная особенности зрения, человек может анализировать получаемую картинку, понимать, когда глаза его обманывают, а когда изображение полностью реально. Подобные знания могут существенно облегчить жизнь, избавив от неприятностей, связанных со зрительными обманами. Не стоит забывать, что оптические иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни, поэтому знание основных их видов, причин и возможных последствий необходимо знать каждому человеку.

Материал, представленный в работе, расширяет кругозор учащихся, пополняет теоретические знания и объясняет многие оптические иллюзии с геометрической точки зрения.

Булат В. Л. Оптические явления в природе. — М.: Просвещение, 1974г.

Зубов В. Г., Шальнов В.П. Задачи по физике. – М.: Наука, 1985 г.

Перельман Я. И. Занимательная физика. Книга 2. – М.: Наука, 1985 г.

Синичкин В. П., Синичкина О. П. Внеклассная работа по физике. – Саратов, ОАО «Издательство «Лицей», 2002 г.

Тарасов Л. В. Физика в природе. – М.: Просвещение, 1988 г.

Тарасов К. Э. Необыкновенная физика обыкновенных явлений. -М.: Наука, 1987г.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №3 имени Героя Советского Союза ИА Акимова»

города Сорочинска Оренбургской области

Объяснение с помощью геометрических законов.

Секция «Физика и математика»

Работу выполнили: ученицы 5 «Б» класса

Научно-исследовательская разработка содержит интересный материал об исследовании различных видов иллюзий зрения.

Просмотр содержимого документа
«Научно-исследовательская работа по теме: «Иллюзии зрения»»

Муниципальное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 23

Автор: ученик 9А класса

Нечаева Татьяна Валентиновна

Глава 1.1 Иллюзии, связанные с особенностями строения глаза………. 5

Глава 1.3 Переоценка вертикальных линий……………………………..8

Глава 1.4 Преувеличение острых углов………………………………….9

Глава 1.5 Меняющийся рельеф и перспектива……….……………. 10

Глава 1.6 «Фигура» и «фон»……………………………………. …. 11

Глава 1.7 Портретные иллюзии………………………………. ……. 12

Глава 1.8 Иллюзии при движении объекта………………………..……13

Глава 1.9 Иллюзии цветового зрения……………………………….….14

Глава 1.10 Иллюзии восприятия размера ………………………..…. 15

Глава 1.11 Комната Эймса…………………………..………………….16

Глава 2. Практическая часть……………………………………………. 17

Недавно я впервые узнал 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 не правильно понимаю? Или где-то за экраном монитора спрятано какое-то странное устройство? Нет… Я проверял, и это всё оказалось лишь моими фантазиями.

И тогда я решил узнать об этом из книг и интернета. Но статьи умных мужчин, с подписями под фотографиями в духе «профессор физики и математики московского государственного университета, председатель кафедры оптики и активный деятель науки РФ» наводили только сон, больше чем пару абзацев я не мог прочитать.

Сейчас я уже могу смотреть на иллюзии не только со стороны восторженного ребёнка, увидевшего что-то новое и интересное. Я отдаю себе отчёт в том, что эти иллюзии гораздо более значимы для людей всего мира. Ведь у людей, владеющих этой информацией, появляется неоспоримое преимущество. В условиях современной борьбы не сил, оружий или влияний, а именно голов такие вещи могут сослужить очень и очень неплохую службу.

В своей работе же я сразу решил обвести черту понятия иллюзий. Слишком обширной и размытой она мне кажется без этого.

Во-первых, стоит заметить, что многие из них появляются вследствие искусственно созданных условий наблюдения, например: наблюдение одним глазом, наблюдение без вращения глаз, наблюдение через щель. Такие иллюзии исчезают при устранении необычных условий их наблюдения.

Во-вторых, большинство иллюзий возникают не по причине каких-либо сложившихся условий, а из-за того, что мы просто не воспринимаем эти вещи как данное, не замечаем или не отдаём себе отчёт в их существовании. В какой-то степени это даже не иллюзии нашего зрения, а всего лишь фантазии.

И наконец, известен ряд иллюзий, обусловленных несовершенством нашего зрения, некоторыми особенностями строения именно человеческого глаза — его сетчатки, рефлексов нервов.

К иллюзиям зрения я не отношу оптические фокусы, загадочные привидения, создаваемые при помощи зеркал, различных проецирующих, а также интересные оптические явления, иногда наблюдаемые в природе (миражи, северные сияния). Появление последних связано только с оптическими свойствами земной атмосферы. Во всех этих случаях наши глаза ошибаются потому, что его умышленно обманывают или при помощи технических приспособлений, или за счет особого состояния Среды между глазом и объектом наблюдения. Не являются иллюзиями и обманы зрения, возникающие у некоторых людей в сумерках, когда слабое освещение усложняет работу глаз.

Объект моих исследований: зрение.

Предмет: разнообразные обманы зрения.

Гипотеза: люди каждого возраста видят обманы зрения по-разному.

Цель: узнать возрастные рамки, в которых люди наиболее склонны к обманам зрения.

Доказать существование иллюзий зрения, изучив различные их типы.

Провести анкетирование для выявления группы, более склонной к иллюзиям зрения.

Актуальность: в современном обществе любое знание – это сила, так необходимая в условиях постоянной конкуренции. И детальное изучение обманов зрения может помочь любому человеку (как на уровне общения между двумя людьми, так и на государственном) добиться своих целей и склонить в свою сторону любого.

Закрыть левый глаз и посмотреть правым на фигуру, изображенную слева, держа рисунок на расстоянии 15-20 см. от глаза. При некотором положении рисунка относительно глаза изображение правой фигуры перестает быть видимым.

Иллюзии, связанные с особенностями строения глаза

Слепое пятно. Наличие слепого пятна на сетчатой оболочке глаза впервые открыл в 1668г. известный французский физик Э.Мариотт. Дело в том, что сетчатая оболочка глаза в том месте, где в глаз входит зрительный нерв, не имеет светочувствительных окончаний нервных волокон. Поэтому изображения предметов, приходящихся на это место сетчатки, не передаются в мозг и, следовательно, не воспринимаются. Слепое пятно, казалось бы, должно мешать нам видеть весь предмет, но в обычных условиях мы этого не замечаем. Во-первых, потому что изображения предметов, приходящиеся на слепое пятно в одном глазу, в другом проектируются не на слепое пятно; во-вторых, потому, что выпадающие части предмета невольно заменяются образами соседних частей или фона окружающими этот предмет (на рисунке исчезающая фигура заменяется белым фоном).

Иррадиация. Явление иррадиации (по-латыни — неправильное излучение) состоит в том, что светлые предметы на темном фоне кажутся более увеличенными против своих настоящих размеров и как бы захватывают часть темного фона. Когда мы рассматриваем светлую поверхность на темном фоне, вследствие несовершенства хрусталика как бы раздвигаются границы этой поверхности, и эта поверхность кажется нам больше своих истинных геометрических размеров. На рисунке за счет яркости цветов белый квадрат кажется значительно большим относительно черного квадрата на белом фоне.

Глава 1.2. ”Целое” и “часть”.

Очень многие ошибочные зрительные впечатления обусловлены тем, что мы воспринимаемые нами фигуры и их части не отдельно, а всегда в некотором соотношении с окружающими их другими фигурами, некоторым фоном или обстановкой. К этому разделу относится, пожалуй, самое большое количество зрительных иллюзий, встречающихся в практике. Все они могут быть разделены на пять групп.

Во-первых, сравнивая две фигуры, из которых одна действительна меньше другой, мы ошибочно воспринимаем все части меньшей фигуры меньшими, а все части большой — большими (“целое больше — больше и его части”). Это хорошо видно, скажем, на примере с линейкой: левый отрезок на ней кажется нам больше длиннее правого, хотя на самом деле они равны. Это обуславливается психологическим аспектом восприятия. На двух других рисунках правые фигуры больше левых (фигуры в целом), однако отмеченные буквами части этих фигур равны отмеченным

буквами частям левых фигур, хотя они и кажутся значительно крупнее. Это происходит потому, что свойства фигуры мы ошибочно переносим на её части.

Во-вторых, встречаются случаи иллюзий того же рода с той только разницей, что суждение о зрительном образе идет в обратном направлении: не от “целого” к “части”, а от “части” к “целому”. На рисунке диаметр круга кажется больше расстояния между линиями AB и CD; на самом деле он равен этому расстоянию.

В-третьих, при восприятии фигур в целом и отдельных их частей (линии, углы, отдельные детали) зрительные иллюзии могут иметь место вследствие так называемого общепсихологического закона контраста, т.е. обстановки, окружения этих частей и их взаимосвязи с другими частями фигуры. Вот пример: на рисунке слева круг, примыкающий ближе к сторонам острого угла, кажется больше, чем другой, тогда как их размеры одинаковы. На другом рисунке внутренний круг слева кажется больше правого внутреннего круга. Это объясняется не контрастом яркости или цветовом контрасте, который здесь ничтожно мал или вовсе отсутствует, а в особенностях восприятия фигуры и фона.

В-четвертых, известны иллюзии, причина которых кроется в уподоблении (ассимиляции) одной части фигуры другой. На приводимом рисунке прямая касательная ко всем кружкам разных радиусов кажется кривой, так как мы невольно уподобляем её верхней криволинейной границе. (Иллюзия С.Томпсона).

Наконец, следует указать на последнюю группу иллюзий, связанных со зрительным восприятием целого и части, причина которых кроется в неспособности зрительного аппарата иногда выделить часть из целого из-за сложности обстановки. Например, в беспорядке линий одного цвета, яркости и толщины не сразу можно выделить (распознать) какую-то определенную фигуру.

Глава 1.3. Переоценка вертикальных линий.

В силу исторически накопленного опыта, с одной стороны, и благодаря расположению линии, соединяющей глаза человека в горизонтальной плоскости, с другой, человек обладает способностью точнее определить на глаз горизонтальные расстояния, чем высоту предметов. Поэтому большинство людей обладает способностью преувеличивать вертикальные протяженности по сравнению с горизонтальными, и это также приводит к иллюзиям зрения. Если предложить ряду лиц начертить вертикальную и горизонтальную линии одинаковой длины, то в большинстве случаев начерченные вертикальные линии будут короче горизонтальных. При делении на глаз вертикальной линии пополам обычно середина оказывается слишком высоко (это ясно видно из приводимого рисунка).

Вертикальные параллельные линии при значительной их длине обычно кажутся в верхней части слегка расходящимися, а горизонтальные — сходящимися.

К рассматриваемой группе иллюзий относятся также иллюзии заполненного пространства. Заполненное пространство, по которому глаз скользит горизонтально, удлиняется (смотрите рисунок) Так, например, на море все расстояния кажутся меньшими, так как беспредельный простор моря является пространством неподразделенным. Здания, украшенные фигурами и орнаментами, кажутся нам больше своей действительной величины.

На другом рисунке нам кажется, что правая фигура уже и выше (взгляд скользит по вертикали) левой фигуры. На самом деле обе эти фигуры — правильные заштрихованные квадраты с равными сторонами. Значит, заполненное пространство нам всегда кажется шире незаполненного и по горизонтали и по вертикали? Однако это не всегда так, и многое в этом зависит от направления, по которому скользит наш взгляд, стремясь воспринять фигуру.

Глава 1.4. Преувеличение острых углов.

Многие иллюзии объясняются способностью нашего зрения преувеличивать видимые нами на плоских фигурах острые углы. Возможно, этого рода иллюзии появляются из-за явления иррадиации, так как расширяется видимое нами светлое пространство около темных линий, ограничивающих острый угол. Возможно также, острый угол увеличивается по причине общепсихологического контраста, так часто острые углы лежат рядом с тупыми, и влияние оказывает обстановка. Большое значение этих иллюзий имеет направление движения глаз и их подвижность вообще. Если имеется излом линий, то наш глаз в первую очередь “схватывает” острый угол, так как ось поля зрения перемещается сначала по кратчайшему направлению и лишь затем обследует стороны тупых углов.

Острые углы всегда кажутся большими, чем есть на самом деле, и поэтому появляются определенные искажения в истинном соотношении частей видимой фигуры. На рисунке параллельные прямые линии вследствие влияния фона кажутся непараллельными и изогнутыми.

Иногда изменение направления линий и искажение формы фигуры происходит также из-за того, что глаз следит за направлениями других линий, находящихся в поле зрения. Таким образом, возможны случаи сочетания причин, вызывающих иллюзию зрения, например преувеличение острых углов и психологический контраст, или одного из этих обстоятельств, и того, что взгляд скользит по окружающим её линиям фона. На приводимом рисунке прямолинейные стороны квадрата кажутся искривленными, а весь квадрат — деформированным.

Глава 1.5. Меняющийся рельеф и перспектива.

Интересные зрительные иллюзии имеют место при условиях видимого нами рельефа или глубины рисунка. Возникновение этих иллюзий связано со способностью глаза видеть предметы на разных расстояниях, со способностью воспринимать пространство по яркости предметов, по их теням и по числу промежуточных объектов. С другой стороны, эти иллюзии возникают и в процессе осмысливания видимого. Мозг, воспринимая предмет, искажает видимое нами рельефное изображение. Примером тому служит приводимый рисунок: куб то кажется видимым сверху, то сбоку; раскрытая книга то кажется изображенной корешком к нам, то корешком от нас. Это происходит как по нашему желанию, так и непроизвольно и иногда даже наперекор нашему желанию.

Мы часто видим сходящиеся вдали параллельные линии (полотно железной дороги, шоссе и т.п.). Это явление называется перспективой. Чтобы изобразить на рисунке некоторую часть пространства, заполненную предметами, так, чтобы рисунок производил впечатление действительности, необходимо уметь пользоваться законами перспективы. Все линии на этом рисунке, идущие в действительности параллельно поверхности, должны быть изображены сходящимися в некоторой точке горизонта, называемой “точкой схода”. Линии же, идущие под разными углами, должны сходиться по ту или другую сторону “точки схода” тем дальше от нее, чем под большим углом к линии прямого зрения они проходят. Из этих точек особенно замечательной является точка, где сходятся линии, идущие под углом 45 градусов к линии прямого зрения; эта точка называется “точкой отдаления”. Она замечательна тем, что если напротив неё поместить глаз на расстоянии равном расстоянию от “точки схода” до “точки отдаления”, то рисунок производит впечатление объемности. Перспективное восприятие пространства, выработанное многовековой эволюцией зрения, человек переносит и на рассматриваемые им картины и фотографии, на которых изображены разноудаленные предметы. На рисунке коридор кажется объемным именно благодаря перспективе: коридор на нем уходит вглубь, а пол состоит из прямоугольников.

Здесь мы рассмотрим ряд иллюзий зрения, обусловленных влиянием контраста яркости, т.е. отношения разности яркостей объекта и фона к яркости фона. Во-первых, на более темном фоне мы видим фигуры более светлыми и, наоборот, на светлом — более темными. Во-вторых, при восприятии фигуры и фона мы склонны видеть прежде всего пятна меньшей площади, а также пятна более яркие “выступающие”, причем чаще всего фон нам кажется лежащим дальше от нас, за фигурой. Чем больше контраст яркости, тем лучше заметен объект и тем отчетливее видны его контур и форма. На рисунке большинство видит в первую очередь вазу, а затем два силуэта.

Наконец, есть также явление “отпадания к фону” некоторых частей фигур. Так, если прямоугольный предмет, окрашенный черной краской, как показано на рисунке слева, наблюдать с некоторого большого расстояния на белом фоне, то он будет выглядеть приблизительно таким, каким изображен справа. В этом случае белые пятна на предмете, тонкие линии его контура и резкие переходы от фигуры к фону на углах отпадут к фону, и форма предмета будет казаться искаженной. Глаз очень часто темное пятно принимает за тень от других рядом стоящих предметов. На этом принципе основана камуфляжная окраска предметов пятнами разных цветов в целях военной маскировки. Такая же окраска “камуфляж” наблюдается в мире животных и растений, служит для них защитной окраской.

Глава 1.7. Портретные иллюзии.

Многим приходилось видеть так называемые загадочные, как бы живые, портреты, которые всегда смотрят на нас, следя за нашими передвижениями и обращая глаза туда, куда мы переходим. Это объясняется тем, что зрачки глаз на портрете помещены в середине разреза глаз. Именно такими мы видим глаза, смотрящие на нас, когда же глаза смотрят в сторону, мимо нас, то зрачок и вся радужная оболочка кажутся нам находящимися не на середине глаза, а смещенными в бок. Когда мы отходим в сторону от портрета, зрачки, конечно, своего положения не меняют — остаются посреди глаз, а так как все лицо мы продолжаем видеть в прежнем положении по отношению к нам, то нам и кажется, что портрет повернул голову и следит за нами.

Глава 1.8. Иллюзии при движении объекта.

При движении объекта наблюдения встречается также ряд зрительных иллюзий, которые обусловлены некоторыми свойствами нашего зрительного аппарата. Например, если круг с окрашенным сектором привести во вращение, то весь круг нам кажется окрашенным. Это можно объяснить способностью нашего глаза в течение долей секунды удерживать зрительное впечатление, хотя видимый предмет уже исчез из вида.

Существует иллюзия, которую можно назвать спиралью Плато, а если проще — эффект волчка. Если диск со спиралью (волчок) вращать по часовой стрелке, то после продолжительного фиксирования её глазом у нас возникает впечатление стягивания всех ветвей спирали к центру; при вращении спирали в обратном направлении мы видим расхождение спиралей в обратном от центра к периферии. Если после длительного рассматривания движущейся спирали взглянуть на неподвижные предметы, мы увидим их движение в обратном направлении. Так, например, если после длительного наблюдения за местностью из окна движущегося поезда или за водой из окна движущегося парохода мы переведем взгляд на неподвижные предметы внутри поезда или парохода, то нам покажется, что они тоже движутся, но в обратном направлении. Эти иллюзии связаны с последовательными движущимися образами.

На свойстве нашего глаза в течение 0,1 секунды “видеть” то, что уже исчезло основан кинематограф: при смене 24-х кадров в секунду и при перекрытии окна проектора в момент смены кадра особым экраном (обтюратором) наш глаз не замечает этой смены и воспринимает не движение ленты, а более медленное движение фигур, проектируемых на экран. Телевидение также использует закон зрительного впечатления. В этом случае на люминесцирующем экране электронно-лучевой трубки приемника электронный луч, с очень большой скоростью, как бы “рисует” изображение видимой нами картины, двигаясь по горизонтальным строкам и от строки к строке смещаясь по вертикали. Вследствие большой скорости перемещения электронного луча от верхней части экрана строчками до нижней его границы, мы не замечаем этого движения, а воспринимаем изображение в целом.

Глава 1.9. Иллюзии цветового зрения.

Важнейшим свойством нашего глаза является его способность различать цвета. Особенность дневного зрения к сумеречному — состоит в том, что при сумеречном зрении (при низких освещенностях) не только понижается чувствительность глаза к восприятию вообще, но и что в этих условиях глаз обладает пониженной чувствительностью к цветам длинноволнового участка видимого спектра (красные, оранжевые), но зато обладает повышенной чувствительностью к цветам коротковолновой части спектра (синие, фиолетовые). Красный мак и василек на рисунке при дневном освещении кажутся по яркости близкими друг к другу. В сумерках мак кажется совершенно темным, а василек более светлым.

Иногда при рассматривании цветных объектов мы также встречаемся с ошибками зрения или иллюзиями. Во-первых, иногда о насыщенности цвета мы ошибочно судим по яркости фона или по цвету окружающих его предметов. В этом случае действуют также закономерности контраста яркостей: цвет светлеет на темном фоне и темнеет на белом. Во- вторых, существует понятие собственно цветовых контрастов, когда цвет наблюдаемого нами объекта изменяется в зависимости от того, на каком фоне мы его наблюдаем. Иллюзии этого рода нам встречаются в следующих видах. Черный круг на рисунке кажется слегка красноватым на зеленом фоне, когда мы прикрываем рисунок тонкой прозрачной бумагой, то иллюзорный красный цвет становится ещё более заметным (стирается резкость границ и уменьшает разницу в яркости поля и фона и тем усиливает проявление эффекта). Аналогично черный круг на красном будет казаться зеленоватым, на фиолетово-голубом фоне — зеленовато-желтым и на голубом — медно-красным.

Другим видом цветовой иллюзии является то, что некоторые цвета воспринимаются как “выступающие”, а другие как “отступающие”. Этот факт наглядно иллюстрирует приводимый рисунок. Рассматривая левую фигуру, мы склонны думать, что это усеченная пирамида, обращенная вершиной к нам. А вот на левой мы скорее представим себе туннель с выходным отверстием вдали. “Выступающими” цветами обычно кажутся цвета красно-оранжево-желтые (или “теплые”), а “отступающими” кажутся цвета зелено-синие (или “холодные”).

Глава 1.10. Иллюзии восприятия размера.

Ещё во времена античности людей приводил в замешательство тот факт, что на горизонте луна и солнце кажутся больше, чем когда они находятся высоко в небе. Этот обман зрения получил название иллюзии луны. Весь эффект состоит в том, что наличие земли создает впечатление, что луна у горизонта находится дальше, чем луна в зените, так как заполненное пространство между наблюдателем и горизонтом создает впечатление большей протяженности, чем незанятое пространство между наблюдателем и небом над головой. Поэтому нам кажется, что луна на горизонте выглядит больше, чем взошедшая луна.

Мы вообще привыкли, что все удаляющиеся к горизонту предметы уменьшаются на сетчатке по своим линейным размерам: люди, поезда, облака, самолеты. “Если бы мы увидели аэроплан, поднявшийся над горизонтом за дальней деревней, такого же размера, как видим его над головой, он показался бы больше самой деревни и, вероятно, представлял бы ужасающее зрелище”, — пишет известный английский физик Уильям Брэгг в книге “Мир света”. Так и луна: приближаясь к горизонту, она должна была бы уменьшаться в размерах, как самолет, этого властно требует опыт. А так как “возле горизонта” означает для наших “бессознательных умозаключений”, что луна стала дальше, чем когда находилась над головой, надо что-то делать с фактом углового постоянства углового размера диска. Вот и получается психологически, что диск стал крупнее. Иначе, удаляясь, он никак не мог бы оставаться того же углового размера. И мы видим луну огромной!

Глава 1.11. Комната Эймса.

Комната Эймса — это помещение, сконструированное определенным образом, для того, чтобы вызывать оптическую иллюзию. Cоздана офтальмологом и психологом

Адельбертом Эймсом в 1946 году, по оригинальной идее Гельмгольца. Комната воспринимается как обычная прямоугольная, хотя на самом деле таковой не является. Дальняя стена расположена под острым углом к одной стене и, соответственно, под тупым углом к другой.

Ложная перспектива усугубляется клетчатым полом, и рисунками на полу и потолке.

Я провел анкетирование среди учеников 6-7 классов, учителей, родителей.

По его итогам я выяснил, что дети и взрослые чаще подростков видят обман зрения (возможно, это происходит из-за склонности подростков увидеть во всём подвох).

Статистика анкетирования показывает:

На этих рисунках дети четверо из пяти увидели треугольник и куб, которых здесь нет.

Подростки пятеро из шести видели шестиугольную призму, но только не куб и треугольники.

Взрослые пятеро из пяти увидели то же самое, что и дети: куб и треугольник.

На этом рисунке

подростки 5:6 утверждают, что квадраты одинаковы.

Дети четверо из пяти говорят, что белый больше.

Взрослые 2 из пяти говорят, что больше черный, хотя эти квадраты одинаковы.

На этой картинке только двое подростков увидели обман зрения – исчезающий крест

На этом рисунке дети четверо из пяти сказали, что расстояние длиннее от первой стрелки до второй.

Подростки шестеро из шести сказали, что расстояние одинаково

Взрослые 3 из пяти опрошенных сказали, что длиннее от первой до второй, хотя расстояния одинаковы.

На следующем рисунке дети трое из пяти увидели, что диаметр круга не равен расстоянию BD

Подростки пятеро из шести увидели, что диаметр равен.

Взрослые пятеро из пяти утверждали, что диаметр не равен этому расстоянию (хотя диаметр круга и расстояние BD равны).

Всего 2 детей сказали, что на этом рисунке круги лежат на изогнутой. Пятеро взрослых и шестеро подростков сказали, что круги лежат на прямой — это верно.

На этом рисунке только двое опрошенных взрослых утверждали, что видят два лица и белую вазу. Остальные же видели лишь два лица, которых на картинке не существует.

Все дети видели только вазу. Ну а подростки так же, как и дети, не попались на обман своего зрения и сказали, что видят вазу…

Тем самым можно сделать вывод, что подростки меньше склонны к иллюзиям зрения. Это видно на диаграмме, где отображена зависимость правильных ответов на анкетные вопросы от неправильных в процентах (проценты считались средним арифметическим по всем картинкам).

Синим цветом обозначены проценты ошибочных ответов (опрашиваемые не находили истинную суть, а видели лишь иллюзия), фиолетовым же – процент ответов без ошибок.

Немного грустно мне от этого факта, но и безумно интересно оглядываться назад, смотреть на всё, что я сделал. Ведь так много нового открыл для себя в области нашего зрения, иллюзий и несуществующих (порой почти мистических) картинок.

В завершение я хочу сказать, что какими бы не были иллюзии зрения (цветными, большими маленькими, заранее подготовленными или случайными), мы способны увидеть в них истину. Быть может, не всегда доверяя своим глазам, а больше полагаясь на логику и здравый смысл, а может быть, и просто внимательнее смотря на вещи вокруг. И моё исследование (анкетирование) лишь подтвердило эти выводы.

Также в своей работе я подтвердил гипотезу, которую выдвигал в самом начале. О том, что люди разных возрастов видят иллюзии по-разному. Но в глазах ли причина этому? Я считаю, что нет. И далее попытаюсь это доказать, подробно рассмотрев индивидуальные особенности каждой группы.

Первая группа детей – это самые маленькие, ещё доверчивые всем и вся люди. Им в радость было помочь мне, увидев на картинках какие-то фигуры и значки. Их ответы были необдуманны, они говорили лишь то, что они видели и не сильно переживают по этому поводу. Мне кажется, что это основная причина высокого процента увиденных ими иллюзий.

Вторая группа – подростки. Это народ, к которым отношу себя и я. Мы всегда ищем что-то интересное и новое для себя, в чём мы, быть может, откроем себя по-новому, покажем свои способности с другой стороны. И из-за этого вечного стремления нам постоянно кажутся вокруг тысячи ловушек, которые мы, как истинные рыцари и благородные дамы, проходим с честью и достоинством. И это причина высокой степени правильности в наших ответах.

Последняя, третья группа – это взрослые люди. Это уже состоявшиеся, умные и чего-то достигшие в своей жизни люди, люди опытные и знающие, что говорят. И я считаю, что совсем не странно, что на моё маленькое исследование все они смотрели немного свысока. И вот именно в этом они и допустили свою самую главную ошибку. Без серьёзного отношения и внимания ни один секрет иллюзий не откроется. И в этом, по моему мнению, кроется парадоксальность высоких процентов увиденных иллюзий у этой группы людей.

Можно много говорить о причинах той или иной их ошибки. Но это уже немного другая тема, которой я ещё не касался, но быть может, в продолжение своего исследования она поможет мне глубже раскрыть истинную природу иллюзий, заключающуюся не только в наших газах, но и в глубинах подсознания.

А пока я ещё раз хочу заметить, что молодые умы склонны к поиску скрытого смысла. И может быть тем, кто сегодня принимает важнейшие решения, стоит над этим задуматься? Быть может, наряду с опытными и «закалёнными» в своих отраслях профессионалами стоит работать молодым и светлым умам? Ведь даже Эйнштейн говорил о том, что только разум ребёнка способен отвергнуть логику и построить новое на совершенно иной основе. Быть может. Но это всего лишь скромное мнение ученика 9 класса, к которому вряд ли прислушаются «светлые умы», стоящие у руля современного общества…

Артамонов И.Д. Иллюзии зрения. М: 1961-356с.

Демидов В. Как мы видим то, что видим. М: Знание,1987-234с.

Рок И. Введение в зрительное восприятие. Книга первая. М: Педагогика,1980