Проект зрительные иллюзии или обман зрения

Эксперимент №2.

В этом эксперименте я проверяла степень зрительного восприятия двойственного изображения. Этот прием построен на иллюзии восприятия, когда изображение неожиданно «проступает» среди нагромождения случайных элементов.

На этой картине можно увидеть девушку, сидящую у зеркала.

В эксперименте участвовало 18 человек. Опрашиваем был задан вопрос: что вы видите на картине.

Только 22,5% всех опрошенных увидели девушку у зеркала. Все увидели череп. У ребят оказались сильны стереотипы, сформированные повседневным опытом. Они не смогли увидеть скрытую картинку. 4 человека (22,5%) увидели череп и другой рисунок (корабль, город, головы человека). Это свидетельствует об индивидуальности зрительного восприятия. Каждый видит то, что он видит.

2.4. Практическая работа по созданию иллюзий

И, наконец, я попробовала свои силы в создании собственных иллюзий.

2.4.1. Анаморфные иллюзии

Это особые изображения или предметы, которые нужно рассматривать с определенной точки зрения или используя определенные оптические устройства, чтобы увидеть их содержание и получить иллюзорный эффект. Существует два вида анаморфных иллюзий: первые, называемые зеркальными, потребуют использования особого зеркала для рассматривания. Чаще всего это зеркало конической или цилиндрической формы. Анаморфозы, предназначенные для цилиндрических сферических зеркал, называются катоптрическими. Анаморфозы, которые дают правильное изображение рисунка при наблюдении с помощью стеклянного многогранника, называются диоптрическими. Чтобы увидеть изображенный предмет, зеркальный цилиндр или конус нужно поставить в определенное место на рисунке, обычно в его центре, и на поверхности зеркала сформируется изображение с правильными пропорциями. Зеркальные анаморфы впервые появились в эпоху Позднего Возрождения (XVI век). Они использовались в том числе и в целях шифровки и передачи секретной информации, которую нельзя распознать, не имея соответствующего зеркала.

Второй тип анаморфных иллюзий — перспективные. Если смотреть на них под любыми другими углами, ничего кроме набора пятен или нагромождения конструкций, увидеть нельзя. Данные иллюзии работают по принципу сильно искаженной проекции изображения на плоскую или объемную поверхность.

В XVI, XVII и XVIII веках анаморфные иллюзии стали чрезвычайно популярными, они в большом количестве печатались в виде гравюр и книжных иллюстраций, и кроме того, этот прием широко использовался для росписей стен в монастырях, храмах, а также дворцах и виллах, принадлежащих аристократии. Ганс Гольбейн младший (1497–1543) — пожалуй, самый известный художник классического периода, использовавший этот прием. Его картина «Послы» включает скрытое изображение. Попробуйте сами понять, что художник поместил на переднем плане своей картины. В XIX веке, с изобретением недорогой технологии цветной печати, анаморфные изображения вновь переживают расцвет и часто появляются на страницах журналов.

Сегодня, в веке XXI, анаморфные рисунки вышли из картинных галерей и со страниц журналов на улицы города. Популярным направлением сегодня является рисование таких анаморфов на асфальте, в результате чего все прохожие могут стать участниками перформанса и включиться в замысел автора произведения. Уникальные работы художника Джулиана Бивера на тротуарах известны по всему миру. 14 июня 2009 года Джулиан представил свою анаморфную картину «Несчастный случай на стройке» в столице Австрии Вене.

Я тоже попыталась создать анаморные иллюзии, которые вы видите на рисунках ниже.

2.4.2. Иллюзии движения

Движение само по себе для многих является загадкой. А что и говорить о тех случаях, когда движется, в сущности стационарная картинка?

В некоторых случаях людям сложно заметить движение стационарных объектов, и поэтому они отрицают существование подобных эффектов. Другие статичные, казалось бы, рисунки движутся настолько очевидно, что кажется, что здесь применяются специальные технологии для достижения подобной динамики.

Для создания данной иллюзии мне понадобился лист с картинкой и пленка с чередующимися черными и белыми полосками. Если проводить пленкой по листу с картинкой, то кажется, что кошка движется, а круг вращается вокруг своей оси.

2.4.3. Зрительная иллюзия

Зрительная иллюзия – это настоящий обман зрения.Я сделала так называемый справочник-невидимка для школьника, срезав листы книжечки под разными углами, мне удалось добиться того, что при определенным перелистывании страницы оказываются совершенно чистыми, содержащие графики и формулы основных разделов физики.

2.4.4. Фотографические иллюзии

Сначала может показаться, что оптическая иллюзия создается легко, на самом деле так и есть, но перед тем как добиться впечатляющих результатов ученые потратили достаточно много сил и времени на изучение структуры глаза, его особенности, особенности зрения и на то, как глаза реагируют на отдельные визуальные раздражители. Но на сегодняшний день оптическая иллюзия считается не только одним из методов исследования, обманы зрения считаются полезными для развития и природной тренировки глаз, а совсем недавно оптические иллюзии стали применять в жизни еще и как своеобразный, креативный способ самовыражения через художественные произведения, в основном это картины, иллюстрации или же фотографии.

Легче всего делать оптические иллюзии в абстрактной форме со специфической графикой и цветотоном, например с помощью графических редакторов. Намного сложнее сделать обман зрения через картину или иллюстрацию, для этого понадобятся специальные разработки и конечно же, не мало важную роль играет профессионализм самого автора. Но самым сложным считается специальная фотосъемка, направленная на воспроизведение оптического обмана, такая фотография по праву считается искусством, от фотографа, конечно, многое зависит, аппаратура также играет не последнюю роль. Самое главное в этом деле особое везение, ведь такие фотографии чаще всего нельзя редактировать, оптическая иллюзия на фотографии должна быть изначальной, что без сомнения увеличивает как стоимость, так и значение таких фотографий.

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

Я конечно далеко не профессионал, но считаю, что кое-что у меня получилось.

Заключение

Наше зрение несовершенно и иногда мы видим не то, что существует в действительности. Но тот факт, что огромное большинство людей получают иногда одинаковые ошибочные зрительные впечатления, говорит об объективности нашего зрения и о том, что оно, дополняемое мышлением и практикой, дает нам относительно точные сведения о предметах внешнего мира. С другой стороны, тот факт, что разные люди в процессе зрительного восприятия обладают различной способностью ошибаться, иногда видят в предметах то, чего другие не замечают, говорит о субъективности наших зрительных ощущений и об их относительности. Мои исследования и практическая работа по созданию собственных иллюзий полностью подтвердили выдвинутую гипотезу: не всегда то, что мы видим, на самом деле является таковым.

В этой работе было выяснено, что учащиеся младших классов боле восприимчивы к оптическим иллюзиям (93% всех опрошенных 3-4 классов). Среди учащихся 6-8 классов процент детей поддающихся иллюзии равен 55% . Я думаю, что такая разница объясняется стереотипами, созданными жизненным опытом. Который у ребят старших классов несомненно больше. Хотя следует отметить тот факт, что на моих фотографиях уже 78% опрошенных ребят отметили присутствие иллюзии.

Изучив литературу по данной теме, проведя ряд экспериментов по выявлению процента детей, поддающихся иллюзиям, и ,выполнив практическую работу по созданию фотоиллюзий, я пришла к следующим выводам:

Глаз любого человека видит мир одинаково, но восприятие увиденного – это процесс мышления человека. Поэтому каждый человек воспринимает мир по-своему. И надо уважать мнение каждого.

Образное мышление, воображение можно развивать, используя в различные иллюзорные картины или создавая их самим. Это даст возможность увидеть всю многогранность окружающего нас мира. Также это разнообразит наш досуг.

Не стоит забывать, что оптические иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни. Поэтому знание основных видов, причин и возможных последствий их воздействия на человека необходим. Это поможет анализировать получаемую картинку, понимать, когда глаза нас обманывают, а когда изображение полностью реально.

Тема иллюзий очень интересна и она может стать продолжением ещё многих исследований. Например, исследование иллюзий в математике.

И если, глядя на картину, мы видим разное, то, что можно сказать о лучшей и очень сложной картине – человеке.

Список используемых источников

http://www.sciam.ru/2004/6/ochevidnoe.shtml/В мире науки июнь 2004 «Очевидное-невероятное»

Дорофеев, Г. В. Математика: учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / [Г. В. Дорофеев, И. Ф. Шарыгин, С. Б. Суворова и др.]; под ред. Г. В. Дорофеева, И. Ф. Шарыгина. – 8-е изд. – М.: Просвещение, 2006. – С.40.

Шарыгин, И.Ф. Математика: Задачи на смекалку: Учеб. пособие для 5 – 6 кл. общеобразоват. учреждений / И. Ф. Шарыгин, А. В. Шевкин. – 6-е изд. – М.: Просвещение, 2001. – С.31.

Шеврин, Л. Н. Математика: Учебник – собеседник для 5 кл. средней школы / Л. Н. Шеврин, А. Г. Гейн, И. О. Коряков, М. В. Волков. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 1994. – С.123, 251.

Старт в науке

Учредителями Конкурса являются Международная ассоциация учёных, преподавателей и специалистов – Российская Академия Естествознания, редакция научного журнала «Международный школьный научный вестник», редакция журнала «Старт в науке».

Проект на тему: «Зрительные иллюзии».

Актуальность темы. Больше всего сведений об окружающем мире человек получает с помощью зрения. Еще античный философ Гераклит говорил, что «глаза – более точные свидетели, чем уши». Действительно, 90% всей информации люди получают через глаза. Мы часто не сомневаемся, что реальный мир именно таков, каким мы его видим. Но так ли это на самом деле? Ответ на этот вопрос я искал в своей научно-исследовательской работе.

Цель исследовательской работы – изучить зрение человека и зрительные иллюзии.
Задачи:
— познакомиться со строением глаза и узнать, каким образом видит человек;
— изучить зрительные иллюзии;
— узнать, действительно ли реальный мир именно таков, каким мы его видим.
Объект исследования: зрение человека.
Предмет исследования: зрительные иллюзии.
Гипотеза исследования: реальный мир таков, каким мы его видим.

— это не соответствующее действительности представление видимого явления или предмета из-за особенностей строения
нашего зрительного аппарата

— это систематические ошибки зрительного восприятия, а также различные искусственно создаваемые зрительные эффекты и виртуальные образы, основанные на использовании особенностей зрительных механизмов.

Использование зрительных иллюзий:

— Уже тысячи лет зрительные иллюзии целенаправленно используются в архитектуре для создания определённых пространственных впечатлений

— в изобразительном искусстве

v в цирковом искусстве

v в кинематографии

v в телевидении

v в военном деле

— Геометрические иллюзии создают богатые возможности для художников, фотографов, модельеров. Однако инженерам и математикам приходится быть осторожными с чертежами и подкреплять «очевидное» точными расчётами.

Человек видит следующим образом:

Свет проходит сквозь роговицу и зрачок к хрусталику.
2. Затем он проходит через хрусталик и жидкость, заполняющую глазное яблоко, и попадает на сетчатку.
3. Сетчатка принимает световой импульс и передает его зрительному нерву.
4. Зрительный нерв посылает сигнал мозгу.
5. Мозг переводит сигнал в зрительный образ.

ХОД ЛУЧЕЙ В ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ГЛАЗА

Человек воспринимает большую часть информации об окружающем мире благодаря зрению, но мало кто задумывается о том, как именно это происходит. Чаще всего глаз считают похожим на фотоаппарат или телекамеру, проецирующую внешние объекты на сетчатку, которая является светочувствительной поверхностью. Мозг «смотрит» на эту картинку и «видит» все, что нас окружает. Однако не все так просто.

l Во-первых, изображение на сетчатке перевернуто.

l Во-вторых, из-за несовершенных оптических свойств глаза картинка на сетчатке размазана.

МЕХАНИЗМ РАБОТЫ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ГЛАЗА.

Отраженные от предмета лучи света проходят через оптическую систему глаза и создают обратное и уменьшенное изображение на сетчатке

(мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое).

— Глаз совершает постоянные движения: скачки при рассматривании изображений, мелкие непроизвольные колебания, относительно медленные, плавные перемещения при слежении за движущимся объектом. Таким образом, изображение находится в постоянной динамике.

-Глаз моргает приблизительно 15 раз в минуту, а это значит, что изображение через каждые 5-6 секунд перестает проецироваться на сетчатку.

Так что же «видит» мозг?

Не глазом, а посредством глаза,

смотреть на мир умеет разум…

Поскольку человек обладает бинокулярным зрением, то фактически он видит два размытых, дергающихся и периодически исчезающих изображения, а значит, возникает проблема совмещения информации, поступающей через правый и левый глаз. Существует много научных направлений, которые, используя различные экспериментальные методики, пытаются понять, каким образом мы воспринимаем окружающий мир. Один из самых интересных способов изучения — исследование зрительных иллюзий.

Иллюзии — это искаженное, неадекватное отражение свойств воспринимаемого объекта.

В переводе с латыни слово «иллюзия» означает «ошибка, заблуждение». Это говорит о том,

что иллюзии с давних времен интерпретировались как некие сбои в работе зрительной

Самый простой способ описать оптическую иллюзию – это фокус, который наши глаза проделывают с нами. Нам кажется, что мы видим то, чего нет на самом деле. Или мы можем видеть один и тот же предмет двумя совершенно разными способами. Как же глаз может проделывать с нами такие «фокусы», если глаза функционируют нормально и являются инструментами точного восприятия того, что находится перед нами? Вот как это происходит. Зрение – физический процесс. Но оно не имеет ничего общего с фотографией, которая работает чисто механически. В действительности зрение – это психологическое явление, поскольку видят не глаза, а мозг!

А глаза представляют собой механические инструменты для получения изображения. Но когда эти образы доходят до мозга, происходит оценка полученной информации. Клетки мозга должны определить, что они думают о данном образе.

Что помогает мозгу это определить? Очень важное значение имеет та работа, которую проделывают глазные мышцы, чтобы увидеть предмет. В определении расстояний, углов, взаиморасположения предметов в пространстве наши глаза двигаются то в одну, то в другую сторону. Наш мозг говорит о том, что глаза проделали определенный путь, поскольку мозг имеет представление об энергии и времени, потраченных для перемещения глаза в разных направлениях.

Поэтому одна из причин оптических иллюзий нам ясна. Представим, что перед нами две линии одинаковой длины, но одна из них расположена вертикально, а другая – горизонтально. Горизонтальная линия покажется нам короче, поскольку для глазного яблока гораздо легче перемещаться из стороны в сторону, чем вверх-вниз. Поэтому мозг решает, что горизонтальная линия должна быть короче!

Невозможные объекты

Зрительные искажения

Иллюзии восприятия размера

Цвет и контраст

Кажущиеся фигуры

Восприятие глубины

Перевертыши

Двойственные образы

Распознавание образов

Фигура и фон

Движение

Принято выделять следующие виды иллюзий:

1. Оптико-геометрические иллюзии

Одна из самых известных оптико-геометрических иллюзий – иллюзия Мюллера — Лайера

Посмотрев на этот рисунок, большинство наблюдателей скажет, что левый отрезок со стрелочками наружу длиннее правого со стрелочками, направленными внутрь.

Впечатление настолько сильное, что, согласно экспериментальным данным, испытуемые утверждают, что длина левого отрезка на 25-30% превышает длину правого.

2. «Спираль Фрэйзера» — одна из наиболее известных оптических иллюзий, известных человеку. Как видите, то, что на первый взгляд кажется кругами.

3. НЕВОЗМОЖНЫЕ ФИГУРЫ

5. Эффект перцептивной готовности

6. Зрительные искажения

Для того чтобы выяснить является ли реальный мир таким, каким мы его видим, проведем несколько опытов:

1. Опыт с ложкой, явился наглядным примером тому, что не всегда надо верить своим глазам. Мы видим «изогнутую» ложку, но в действительности она прямая. Это происходит потому, что свет распространяется по прямой, но при переходе из одной прозрачной среды в другую, например, из воздуха в воду, направление его движения изменяется.

2. Опыт с монетой опущенной в стакан с водой.

Мы наблюдаем две монеты, но опустили в стакан одну монету. На поверхности воды мы видим лучи света, отраженные от монеты. Вода и стекло искривляют лучи, и поэтому кажется, что перед нами две монеты

3. Опыт «Исчезающая монетка».

Вот еще один опыт, в котором вода и свет производят загадочный эффект

Начинаем научное волшебство!

Налей в банку воды и закрой крышкой

Дай своему помощнику монетку, чтобы он мог убедиться, что это действительно самая обычная монета и в ней нет никакого подвоха.

Пусть он положит монету на стол. Спроси у него: «Ты видишь, монету?» (Конечно, он ответит «да».)

Поставь на монетку банку с водой.

Скажи волшебные слова, например: «Вот волшебная монета, вот была, а вот и нету».

Пусть твой помощник посмотрит сквозь воду сбоку банки и скажет, видит ли он монетку теперь? Что он ответит?

Этот фокус удается из-за того, что когда свет переходит из менее плотной среды (например, воздуха), в более плотную (например, воду), на границе этих двух веществ происходит изменение направления лучей света. Когда видимый образ монетки попадает на стенку банки под слишком большим углом, монетка становится не видна снаружи.

4. Опыты — наблюдение за окружающей действительностью.

Когда вы смотрите из окна вагона или машины, вам кажется, что поезд(машина) стоит, а поля, деревья и дома быстро бегут,.

5. Опыт с одеждой

Белый цвет «полнит». Опыт с черной и белой одеждой объясняется известным эффектом иррадиации, где светлые предметы на темном фоне кажутся более увеличенными против своих настоящих размеров.
Горизонтальные полосы «укорачивают», вертикальные – вытягивают; крупная клетка «полнит», мелкая клетка — «стройнит» человека.

Зрительные иллюзии в костюме.

Иллюзия фона Иллюзия недооценки острого угла. Параллельные линии зрительно изгибаются при наложении на них множества линий, образующих острые и тупые углы Иллюзия цветового контраста. Светлые предметы, вещи, костюм в целом выглядят крупнее, чем равные им по размерам тёмные Иллюзия заполнения промежутка на плоскости. Два равных квадрата кажутся различными. Если их расчленить вертикальными и горизонтальными линиями, то в первом случае квадрат кажется более вытянутым, во втором — более широким. Если те же квадраты расчленить более частыми линиями, то иллюзия возникает обратная Иллюзия Мюллер-Ляйера. Отрезок, на концах которого находятся обращённые внутрь углы, кажется короче, чем равный ему отрезок, который с обеих сторон ограничивается углами, обращёнными наружу Иллюзия контраста размера. Проявляется в усилении впечатления от восприятия объекта в сравнении с чем-то противоположным. Маленький рядом с большим кажется меньше широкий рядом, с узким кажется шире. Если острый угол треугольника лежит на середине талии, а расходящиеся его лучи — на линии груди, то последняя зрительно расширяется, а талия становится уже. Таким же способом можно «расширить» бёдра.

1. Зная законы зрительных иллюзий, можно зрительно изменить фигуру человека: уменьшить или увеличить, расширить или сузить, скрыть недостатки.

Но, не на всех людей иллюзии действуют в равной степени: на одних людей они действуют активно и могут «разубедить» даже в знании этого предмета, а на других оказывают слабое воздействие.

2. Большие карманы зрительно расширяют бёдра. Смягчающими линиями в костюме являются продольные и диагональные. Широкополая шляпа необходима, чтобы уравновесить фигуру с пышной юбкой.

3. Маленькой фигуре не подходит длинный приталенный жакет. Женщина с такой фигурой не должна носить плотно облегающую одежду с горизонтальными отделками и безрукавные блузы, широкие рукава и пышную юбку.

4. Элементы треугольной формы выделяют приятные линии фигуры и скрывают нежелательные

5. Иллюзии не всегда могут играть положительную роль. Если не знать их, не принимать их в расчёт, то при известных соотношениях частей одежды и фигуры может возникнуть извращение композиционного замысла.

1. Восприятие одного и того же предмета может быть разным. Нельзя с уверенностью говорить, что все увиденное нами является таковым.

2. Реальный мир не всегда таков, каким мы его видим.

3. Существует множество зрительных иллюзий, которые искажают восприятие реальных предметов.

1. , Физика 11 класс, М. Мнемозина, 2009

2. , Физика 11 класс – М., Дрофа, 2002

3. , Физика 11 класс, М., Просвещение, 2004

4. , Занимательная физика на уроках и внеклассных мероприятиях, М., Глобус, 2010

5. «Удивительная физика», , , изд.: «Наука», Москва, 1988 г.

Проект «Обман зрения или оптические иллюзии»

Работа Данковой Ксении «Обман зрения или оптические иллюзии» представленная на конкурс научных проектов, относится к классу естественных наук.

Просмотр содержимого документа
«Проект «Обман зрения или оптические иллюзии»»

Алматинская область, г.Капшагай

ГКУ «Средняя школа № 5 с ДМЦ»

Тема проекта: ОБМАН ЗРЕНИЯ или ОПТИЧЕСКИЕ ИЛЛЮЗИИ

Руководитель: Миронова Раиса Юрьевна, учитель начальных классов

Исполнитель: Данкова Ксения,

На проектную работу Данковой Ксении,

ГКУ «Средняя школа №5 с ДМЦ» г. Капшагай, 3-й «Г» класс.

Руководитель проекта Миронова Раиса Юрьевна.

Работа Данковой Ксении «Обман зрения или оптические иллюзии» представленная на конкурс научных проектов, относится к классу естественных наук.

Тематика связана с исследованием оптических иллюзий, их видами и области применения обмана зрения.

Актуальность работы заключается в том, что зная особенности зрения, человек может анализировать получаемую картинку, понимать, когда глаза его обманывают, а когда изображение полностью реально.

Цель проекта была достигнута. Ксения выяснила, что лежит в основе оптической иллюзии — чудеса или наука? Результаты могут иметь практическое применение в школах, на уроках физики.

На этапе создания информационной модели своего продукта автор проявила умение работать с информацией, осуществлять поиск, отбор и систематизацию материала.

Описание работы оформлено в соответствии с требованиями, содержит все необходимые пункты.

о работе ученицы 3–го класса ГКУ «Средняя школа №5 с ДМЦ»

Работа Данковой Ксении «Обман зрения или оптические иллюзии» представленная на конкурс научных проектов направлена на изучение области применения обмана зрения, оптических иллюзий и их виды .

Тематика связана с исследованием оптических иллюзий, их видами и области применения обмана зрения.

Цель проекта была достигнута. Ксения выяснила, что лежит в основе оптической иллюзии — чудеса или наука? Результаты могут иметь практическое применение в школах, на уроках физики.

На этапе создания информационной модели своего продукта автор проявила умение работать с информацией, осуществлять поиск, отбор и систематизацию материала.

Полученные в процессе исследованиязнания и накопленные факты позволили Данковой Ксении научиться создавать оптические иллюзии и управлять ими.

Для Ксении стало интересно сделать в школе «Комнату иллюзий», где ребята знакомились бы с основами физики, проводили разные эксперименты и исследования, приносили и демонстрировали свои изобретения. В качестве первых экспонатов «Комнаты иллюзий» Данкова Ксения предложила изготовленные ею в ходе эксперимента оптические игрушки и альбом оптических иллюзий.

Описание работы оформлено в соответствии с требованиями, содержит все необходимые пункты.

____________________Миронова Раиса Юрьевна

Учитель начальных классов ГКУ «Средняя школа №5 с ДМЦ»

Цель исследования: выяснить, что лежит в основе оптической иллюзии — чудеса или наука?

1. Изучить что такое оптические иллюзии;

2. Найти причину возникновения оптических иллюзий;

3. Научиться управлять иллюзиями.

Объект исследования: оптические иллюзии.

Предмет исследования: причины возникновения оптических иллюзий.

Гипотеза, которую я выдвинула в ходе исследования: в основе иллюзий лежат обычные природные явления.

Актуальность: зная особенности зрения, человек может анализировать получаемую картинку, понимать, когда глаза его обманывают, а когда изображение полностью реально.

Для решения данных задач мною были использованы такие методы исследования:

анализ полученных данных;

практическое применение полученных знаний.

Зерттеу мақсаты: оптикалық елестің негізінде не жатыр? Танғажайып

Кездей соқтық, әлде ғылыми екенін анықтау?

1. Оптикалық елестің не екенін білу;

2. Оптикалық елестің пайда болуын, себебін анықтау;

3. Елесті меңгеру , үйрену.

Зерттеу объектісі: оптикалық елес.

Зерттеу заты: оптикалық елестің пайда болуының себебін білу.

Зерттеу нәтижесінде менің анықтаған гипотезам: елестің негізі, табиғат құбылысы.

Маңыздылығы: адам көру ерекшелігін түсіну арқылы сурет көрген кезде, суреттің бұлығырлығын және бейненің шынайы екенін, талдай және айыра алады.

Есепті шешу үшін мен мынадай зерттеу әдістерін қолдандым :

Алған білімді тәжірибеде колдану.

Aims of researching: to find out, what causes optical illusions, worders or science.

Objectives of researching:

What is optical illusions;

To find what causes them;

To learn how to control them.

Object of researching: optical illusions.

Subject of researching: the causes of optical illusions.

Hypothesis: The bases of the illusions are the usual natural phenomena.

Actuality: knowing the features of eyesight’s, a man can analyses the pictures, understand when the eyes make a mistake, when the picture is real.

I used such methods of researching:

To make experiments;

Synthesis of information;

The practical application of acquired knowledge .

II. Основная часть

2.1.Что такое оптическая иллюзия………………………….……………………… 8

2.3.1.Естественные оптические иллюзии…………..……………………………….9

2.3.2.Искусственные иллюзии ………………………………. 10

III. Применение оптических иллюзий………………………………………………12

V.Список использованной литературы и Интернет ресурсов. 15-16

Здравствуйте! Меня зовут Данкова Ксения. Я учусь в третьем «Г» классе в школе № 5.

Скажите, будьте так добры,
А миражи, они – миры
Иных цивилизаций?
— В пустыне миражи живут.
Они порой то там, то тут
На час или на пять минут
Вам могут показаться.
Мираж – обман, мираж – фантом.
И речь сегодня обо всем.

А расскажу я вам сегодня об обмане зрения и оптических иллюзиях.

Как-то мне мама показала рисунок с ромбиками разного цвета, но потом оказалось, что они абсолютно одинаковые. Мне стало интересно – Как это произошло? Как такое может быть? Что это за фокус? Поэтому я решила сделать проект на тему «Обман зрения или оптические иллюзии».

Чтобы найти ответы на свои вопросы, было решено провести исследование.

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

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить что такое оптические иллюзии;

2. Найти причину возникновения оптических иллюзий;

3. Научиться управлять иллюзиями.

В процессе работы для установления истины использовались следующие методы исследования:

 анализ полученных данных;

 практическое применение полученных знаний.

2.1.Что такое оптическая иллюзия

И так, начнем, что такое оптическая иллюзия! В словаре С.И.Ожегова:

Иллюзия – это обман чувств, нечто кажущееся,болезненное состояние- ошибочное восприятие предметов, явлений.

Оптическая иллюзия — это впечатление о видимом предмете или явлении, несоответствующее действительности. В переводе с латыни слово «иллюзия» означает «ошибка, заблуждение». Это говорит о том, что иллюзии с давних времен объяснялись как некие сбои в работе зрительной системы. Изучением причин их возникновения занимались многие исследователи, начиная с 19 века. Некоторые зрительные обманы давно уже имеют научное объяснение, другие до сих пор не объяснены.

Оптическая иллюзия возникает тогда, когда то, что мы видим, не совпадает с тем, что есть на самом деле, — это и есть обман зрения.

Особенность оптических иллюзий состоит в том, что порою даже люди с идеальным зрением неспособны увидеть оптическое искажение, заметить обман.

Рассмотрим, как устроено наше зрение. Луч света, отражаясь от какого-

нибудь предмета, попадает на роговицу и проходит через зрачок. За зрачком

располагается хрусталик, похожий на прозрачную линзу, который преломляет свет и фокусирует его на сетчатке. Дальше зрительный нерв передает сигнал в затылочную долю головного мозга и человек видит изображение. Это значит, зрение контролирует не только глаз, но и мозг.

Поэтому когда говорят об «обмане зрения» правильнее было бы сказать, что на самом деле нас обманывает наш собственный мозг, когда анализирует увиденное. (Приложение № 1)

Оптические иллюзии делятся на три вида:

1) естественные, или созданные природой (облака, миражи);

2) искусственные, или придуманные человеком (фокус, трюк);

3) смешанные, то есть естественные иллюзии, воссозданные человеком (3dкартинки, иллюзии движения)

Выделяется несколько видов обмана зрения:

стерео-иллюзии, или, как их еще называют: «3d картинки».

оптический обман восприятия глубины;

оптический обман восприятия размера;

движущиеся оптические иллюзии;

обман зрения на основе восприятия цвета и контраста;

обман зрения «перевертыши»;

2.3.1.Естественные оптические иллюзии

Рассмотрим естественные оптические иллюзии:

Мираж- это игра световых лучей. Слово мираж в переводе с французкого обозначает “отражать, как в зеркале”, причем в роли “зеркала” выступает… воздух. Например, в пустыне песок раскаляется под солнцем, нижний слой воздуха нагревается и начинает отражать предметы, как зеркало. Также на раскаленной солнцем асфальтовой дороге отображается небо.(Приложение №2)

Парейдолии (греч. para — рядом, около; eidolon — изображение) — разновидность зрительных иллюзий заключается в формировании иллюзорных образов, в качестве основы которых выступают детали реального объекта. Это когда рассматриваешь облака, камни или горы и видишь в них фантастические образы.(Приложение №3)

Двойственные изображения — это изображения, в которых человек выделяет для себя либо фон, либо фигуру в зависимости от его восприятия картинки. (Приложение №4)

Изображения – перевёртыши. Как ни крути, как не переворачивай изображения-перевертыши, а картинки местами не меняются. (Приложение №5)

Невозможные фигуры и объекты. Существует огромный класс так называемых «невозможных фигур», ошибочно или умышленно нарисованных с ошибками, в результате чего возникают забавные визуальные эффекты. (Приложение №6)

Это, пожалуй, самый большой раздел иллюзий. Он включает в себя и известные иллюзионные картинки, различные модели, и естественно это «обман» создается человеком. Ярким примером смешанной оптической иллюзии являются потрясающие рисунки на асфальте, которые под определенным углом просмотра смотрятся очень эффектно! (Приложение №7)

Еще мы смогли разглядеть стереокартинки, на которые долго и внимательно смотришь и видишь трехмерные изображения. Это очень хорошая гимнастика для нашего зрения. Многие врачи-окулисты рекомендуют рассматривать такие картинки для улучшения зрения человека. (Приложение №8)

Оптический обман восприятия глубины – наглядный пример — Иллюзия лестницы. Сначала видишь лестницу, потом – нишу, углубленную в стене, а еще позже — бумажную полоску, согнутую гармошкой. Рисунок один, а вариантов изображения – три! (Приложение №9)

Оптический обман восприятия размера. Одной из самых известных иллюзий восприятия размера является иллюзия двух параллельных со стрелками. Посмотрев на этот рисунок, многие скажут, что отрезок со стрелками наружу длиннее отрезка со стрелками, направленными внутрь. На самом деле отрезки равны (Приложение №10). Еще один пример такого вида иллюзии – иллюзия двух шаров. Всем очевидно, что дальний шар гораздо больше ближнего. Однако, и в этом случае они равны. Иллюзия создается из-за ошибки нашего мозга, потому что он привык, что, чем дальше предмет, тем он меньше. (Приложение №11)

Иллюзия восприятия цвета. Важнейшим свойством нашего глаза является его способность различать цвета. Но и здесь иллюзиям удалось меня обмануть. Как раз речь идет о тех ромбиках, которые показала мне мама. Ошибка возникла из-за яркости фона и цвета окружающих предметов. В ромбах верхушки светлее, а нижняя часть темнее, и поэтому они кажутся разного цвета. (Приложение № 12)

Искривляющие иллюзии, посмотрев на такие изображения, кажется что все линии косые, хотя они абсолютно параллельны друг другу. (Приложение №13).

Движущиеся оптические иллюзии — самые впечатляющие и самые труднообъяснимые. Смотришь на неподвижные объекты, а они начинают двигаться. Одно и то же вращающееся изображение может вращаться в разные стороны. Большинство иллюзий движения построены на регулярном повторе разных по яркости или цвету фрагментов. Ведущую роль в иллюзии движения играет периферическое зрение. (Приложение №14)

Рассмотрев и изучив разные оптические иллюзии, можно видеть основные причины их возникновения:

Законы физики – преломление и отражениесветовых лучей мы наблюдали в миражах.

Особенности строения нашего глаза. Сюда можно отнести смешанные иллюзии, иллюзию восприятия цвета и иллюзию движения.

Оптический обман зрения, который возникает из – за ошибок нашего мозга, когда он анализирует увиденное. Благодаря этим ошибкам, мы видим иллюзиивосприятия размера, глубины и объема и другие иллюзии.

Ответив себе на поставленные вопросы, я перешла к практическим занятиям и сделала своими руками Дракончика, который взглядом всегда следит за мной. Решила поделиться с ребятами в классе и провела опрос, оказалось, что никто из одноклассников не знает, что такое оптические иллюзии. Своими дракончиками я удивила весь класс. (Приложение №15)

Применение оптических иллюзий

Оптические иллюзии не новы в архитектуре. Архитекторы Древнего Рима имели знания по оптике, которых было вполне достаточно, чтобы создавать великолепные оптические иллюзии на полах в технике мозаики. В современной архитектуре также очень часто используется применение оптических иллюзий.

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

Модный мир — мир зрительных иллюзий. В истории костюма можно проследить, как «сужали» талию с помощью очень широких юбок, делали ноги длиннее с помощью завышенной линии талии. Вертикальные линии и детали одежды (полосы, стрелки на брюках, длинные шарфы, высокие каблуки) визуально стройнят и увеличивают рост.

Многие художники используют иллюзии в своих произведениях, потому что они показывают не то, что нарисовано на самом деле.

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

В современном мире оптические иллюзии используются даже в рекламной деятельности.

Заключение и выводы.

Итак, исследование оптических иллюзий подошло к концу и можно сделать вывод, что иллюзия – это не чудо, а наука. Конечно, не все иллюзии имеют свое научное объяснение, это говорит о том, что зрение человека недостаточно изучено. Поэтому, на сегодняшний день, в изучении иллюзий осталось еще немало тайн, которые ждут своих открытий.

Оптическая иллюзия представляет собой ошибочное визуальное восприятие действительности, предмета или видимого явления в результате особенностей строения зрительного аппарата, а также под воздействием конкретных природных условий (преломление лучей при сильном дожде, искажение очертания предметов или фигуры в сумерках). Причём, такое заболевание, как дальтонизм, не имеет отношения к оптическим иллюзиям.

За зрительное восприятие отвечает вся система зрительного аппарата, включающая глаза, нервные клетки и окончания, благодаря которым зрительный сигнал поступает в мозг, и непосредственно та часть мозга, которая и отвечает за визуальное восприятие явлений или предметов. Зная особенности зрения, человек может анализировать получаемую картинку, понимать, когда глаза его обманывают, а когда изображение полностью реально.

Мы узнали, что существует несколько видов появления оптических иллюзий

— оптические обманы, которые создала природа (наиболее известный пример – это миражи, парейдолии),

— созданные искусственно человеком, с использованием визуальных эффектов. Например, невозможные фигуры и всевозможные цирковые фокусы.

Не менее интересны иллюзии воссоздаваемые человеком по известным природным обманам – это смешанные оптические иллюзии – иллюзионные визуальные картинки.

Если искусственно созданные оптические обманы имеют строгое объяснение (игра со светом, механические конструкции), то естественный иллюзорный обман практически никогда не имеет научно обоснованного решения.

Хотелось бы отметить, что те иллюзии, которые я проверяла, на самом деле обман. Кажется одно: например, что прямые пересекаются, а на самом деле они параллельны, что один круг больше другого, а они равны, отрезки кажутся разными, хотя их длины одинаковы. И везде какой-нибудь подвох.

Закончить свою работу мне хотелось бы словами Козьмы Пруткова: «Не верь глазам своим». Потому что оптические иллюзии это обман, а зрение здесь лишь является посредником, который этот обман передает. Не стоит забывать, что оптические иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни. Поэтому знание основных их видов, причин и возможных последствий необходимо каждому человеку. Подобные знания могут существенно облегчить жизнь, избавив от неприятностей, связанных со зрительными обманами.

Полученные в процессе исследования знания и накопленные факты позволили научиться создавать оптические иллюзии и управлять ими. Было бы интересно сделать в школе «Комнату иллюзий», где ребята знакомились бы с основами физики, проводили разные эксперименты и исследования, приносили и демонстрировали свои изобретения. В качестве первых экспонатов «Комнаты иллюзий» предлагаю изготовленные мной оптические игрушки и альбом оптических иллюзий.

Проект «Иллюзии. Обман зрения»

за привлеченного слушателя на курсы профессиональной переподготовки

Ученическая научно-практическая конференция «Старт в науку»

Иллюзии. Обман зрения.

Выполнил: Морозов Максим,

обучающийся группы №103/104

ОГБПОУ Фурмановского технического колледжа

Актуальность. С давних пор люди не только поражаются обманам зрения и забавляются зрительными иллюзиями, но и сознательно используют их в своей практической деятельности. Уже тысячи лет зрительные иллюзии целенаправленно используются в архитектуре для создания определенных пространственных впечатлений, например, для кажущегося увеличения высоты и площади залов. Еще более эффективно зрительные иллюзии используются в изобразительном и цирковом искусстве. Зрительные иллюзии стали основой кинематографии и телевидения, учитываются в полиграфии и в военном деле. Создаваемая при помощи технических средств виртуальная зрительная реальность занимает в жизни современного человека огромное место и тесно переплетается с действительностью. Прогресс техники в последние десятилетия увеличил возможности создания иллюзий, большая часть которых относится к числу динамических, т. е. возникающих при наблюдении подвижных и меняющихся изображений, которые удобно генерировать при помощи компьютерной техники. В научной и популярной литературе описаны сотни зрительных иллюзий. Таким образом, популярность иллюзий во всём мире с каждым годом возрастает.

Цель. Изучить иллюзии и объяснить их с точки зрения физики.

Ознакомиться с различными видами иллюзий.

Определить, как иллюзии применяются на практике.

Выяснить, какое влияние иллюзии оказывают на людей и как ими воспринимаются.

Доказать, что возможно создать любую невозможную фигуру теоретически.

Сопоставить иллюзии с явлениями в природе, объяснить.

Провести эксперимент, доказывая, что это иллюзия и что она объяснима с точки зрения физики.

Гипотеза. Предположим, что иллюзии являются абсолютным обманом зрения, систематическими ошибками зрительного восприятия. Большинство классических иллюзий, демонстрирующих значительные отличия параметров видимого образа от физических параметров объекта, образуют проявление «недостатков» зрительной системы, которые фактически являются продолжением ее достоинства. Различные искусственно создаваемые зрительные эффекты и виртуальные образы основаны на использовании особенностей зрительных механизмов.

Объект. Иллюзии как физические явления, обладающие различными характеристикой и применением.

Предмет. Различные виды иллюзий: иллюзии глубины, восприятия цвета, стерео-иллюзии, движущиеся иллюзии и др.

ИЛЛЮЗИИ (от лат. illusio — обман), искаженное восприятие действительности, обман восприятия.

иллюзии как следствие несовершенства органов чувств; свойственны всем людям (напр., оптические иллюзии).

Иллюзии, обусловленные особым состоянием психики (напр., страхом, снижением тонуса психической деятельности); наличие ложно воспринимаемого реального объекта отличает иллюзии от галлюцинаций (обман чувств, ложное восприятие, возникающее без соответствующего внешнего раздражения, воспринимаются как реальные явления, но возможно и критическое отношение к ним).

Ложные представления, связанные с определенными социальными установками индивида.

(более узко — зрительные иллюзии ) — ошибки в зрительном восприятии , вызванные неточностью или неадекватностью процессов неосознаваемой коррекции зрительного образа ( лунная иллюзия , неверная оценка длины отрезков, величины углов или цвета изображённого объекта, иллюзии движения, «иллюзия отсутствия объекта» — баннерная слепота , и др.), а также физическими причинами («сплюснутая Луна», «сломанная ложка» в стакане с водой). Причины оптических иллюзий исследуют как при рассмотрении физиологии зрения , так и в рамках изучения психологии зрительного восприятия.

Оптические иллюзии показывают, что не всегда можно верить тому, что видишь. Многие полагают, что реально только то, что у них перед глазами. Оптические иллюзии отражают наличие неочевидного в жизни — иллюзорный феномен.

Игры с оптическими иллюзиями помогают изменять сознание. Мы хитростью заманиваем мозг на новые уровни восприятия. Мы начинаем видеть то, чего нет.

Природа зрительных иллюзий

Зрительные иллюзии связаны с некоторыми ограничениями и погрешностями процесса переработки информации в зрительной системе. Действительно, при рассматривании определенных объектов в специфическом окружении или в особых условиях наблюдения человек зачастую не вполне правильно оценивает размер, форму или цвет объектов, характер их движения, условия освещения и т. д. Часто «ошибочные» видимые образы очень убедительны, и человек, как правило, не может их «откорректировать» по своему желанию, даже если прекрасно осведомлен о том, что он должен был бы видеть, если бы зрение его не обманывало. Кроме того, к разряду зрительных иллюзий относят не только систематические ошибки восприятия, но и множество изобретенных людьми впечатляющих зрительных эффектов, в основе которых лежат фундаментальные свойства зрительных механизмов, а не их недостатки.

История изучения зрительных иллюзий

Систематическое изучение зрительных иллюзий началось примерно с середины 19 века. Во второй половине 19 — начале 20 веков было создано множество тестовых изображений, демонстрирующих наличие значительных ошибок в оценке размеров и формы геометрических фигур. В основе этих зрительных иллюзий лежит то обстоятельство, что на формирование видимого образа данного объекта всегда в большей или меньшей мере влияют объекты, располагающиеся по соседству с ним в поле зрения. Иными словами, наше зрительное впечатление о величине и форме объекта зависит от контекста, в котором он рассматривается. Это свойство нашего зрения было замечено очень давно. В частности, было обнаружено, что на воспринимаемую длину, кривизну и ориентацию линий большое влияние оказывают размеры фигур, в которые они включены, а также наличие прилегающих или пересекающих линий. Многие из придуманных в то время геометрических зрительных иллюзий стали классическими.

Физические иллюзии вызываются физическими причинами («сплюснутое Солнце», «сломанная ложка» в стакане с водой).

Некоторые оптические иллюзии изучались в рамках гештальтпсихологии (основана на психических явлениях). В художественных изображениях намеренное искажение перспективы вызывает особые эффекты, лучше всего известные по работам Мориса Эшера .

Иллюзии часто приводят к совершенно неверным количественным оценкам реальных геометрических величин. Оказывается, что можно ошибиться на 25 % и больше, если глазомерные оценки не проверить линейкой.

Глазомерные оценки геометрических реальных величин очень сильно зависят от характера фона изображения. Это относится к длинам ( иллюзия Понцо ), площадям, радиусам кривизны. Можно показать также, что сказанное справедливо и в отношении углов, форм и так далее.

1) Иллюзия Понцо — оптическая иллюзия , впервые продемонстрированная итальянским психологом Марио Понцо (1882—1960) в 1913 году . Он предположил, что мозг человека определяет размер объекта по его фону. Понцо нарисовал два одинаковых отрезка на фоне двух сходящихся линий, наподобие уходящего вдаль железнодорожного полотна. Верхний отрезок кажется крупнее, поскольку мозг интерпретирует сходящиеся линии как перспективу (как две параллельные линии, сходящиеся на расстоянии). Поэтому мы думаем, что верхний отрезок расположен дальше, и полагаем, что его размер больше. Кроме сходящихся линий силу эффекту добавляет уменьшающееся расстояние между промежуточными горизонтальными отрезками.

Некоторые исследователи полагают, что лунная иллюзия является примером иллюзии Понцо, в которой деревья, дома и другие детали ландшафта играют роль сходящихся линий. Объекты переднего плана заставляют наш мозг думать, что Луна больше, чем она есть на самом деле.

Данный тип зрительных иллюзий также возникает при использовании устройства сенсорного замещения . Однако для его восприятия необходимо наличие подобного визуального опыта, поскольку люди с врождённой слепотой не чувствительны к нему.

2) Иллюзия Мюллера-Лиера (Mueller-Lyer, 1889). Исходный рисунок содержит два равных горизонтальных отрезка с прилегающими более короткими отрезками разной ориентации, создающими впечатление стрелок и усиков. Большинству испытуемых отрезок со стрелками кажется значительно короче отрезка с усиками. Если уменьшать отрезок с усиками до тех пор, пока он не покажется равным отрезку со стрелками, у многих взрослых людей объективная разница в длине отрезков превысит 30% (ошибки в оценке длины изолированных отрезков обычно не превосходят 1-2%).

3) Иллюзии Цолльнера демонстрируют влияние наклонных пересекающих линий на восприятие параллельности. На рисунке можно представить 2 варианта таких иллюзий. В первом случае прямые параллельные линии пересекаются пучком лучей, расходящихся из центральной точки. Параллельные линии воспринимаются заметно искривленными — расстояние между центральными точками кажется больше, чем между крайними. Во втором случае, если разместить в расходящихся лучах смещенный относительно центра квадрат, то более близкая к точке расхождения лучей вертикальная сторона квадрата кажется длиннее противоположной.

Иллюзия Поггендорфа (на одной прямой лежат линии BC, а не AC, как кажется) , Иллюзия Перельмана ( буквы на самом деле параллельны друг другу) , Иллюзия Липпса ( центральные части линий параллельны друг другу ), Иллюзия Болдуина (они абсолютно равны, хотя линия Б кажется гораздо длиннее), Иллюзия Ястрова, Параллелограмм Зандера, иллюзия кинескопа, Вертикально-горизонтальная иллюзия, квадратура круга, иллюзия перспективы; внутренний круг на крышке ведра кажется меньше круга, образующего дно ведра, однако эти круги равны; высота фигуры кажется большей чем, чем ее ширина, хотя в действительности фигура имеет форму квадрата; посмотрите на цифры «3» и»8″, верхняя половина каждой цифры равна нижней; а теперь перевернем эти цифры; разница в размере верхних и нижних половин становится очевидной.

Иллюзии восприятия цвета

Уже около ста лет известно, что когда на сетчатке глаза возникает изображение, состоящее из светлых и тёмных областей, свет от ярко освещённых участков как бы перетекает на тёмные участки. Это явление называется оптической иррадиацией : явление иррадиации 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.

Любопытно отметить, что зная о данном свойстве черного цвета скрадывать размеры, дуэлянты в XIX веке предпочитали стреляться именно в черных костюмах в надежде на то, что противник промахнется при стрельбе.

Пример: Последняя иллюзия — иллюзия восприятия цвета. Одна из помеченных серых клеток кажется темнее другой, на самом деле они одинаковые

Иллюзии восприятия глубины — неадекватное отражение воспринимаемого предмета и его свойств. В настоящее время наиболее изученными являются иллюзорные эффекты, наблюдаемые при зрительном восприятии двухмерных контурных изображений. Мозг бессознательно видит рисунки только одно-выпуклые (-вогнутые). Восприятие зависит от направления внешнего (реального или подразумеваемого) освещения.

Примеры: иллюзия с витыми веревками (James Frazer, 1908), др. иллюзии Дж. Фрезера, Иллюзия Геринга (иллюзия веера), Иллюзия Вундта (1896), Иллюзия кафе»Wall».

Неподвижное изображение кажется движущимся.

При рассматривании одинаковых движущихся мячей, Вы увидите, что они разного размера.

Одно и тоже вращающееся изображение может вращаться в разные стороны, или даже совершать колебательные движения.

Если человек долго смотрит на вращающийся структурированный объект, и этот объект внезапно останавливается, человеку начинает казаться, что после остановки объект начинает вращаться в обратную сторону — наблюдается последействие вращения. Эту иллюзию хорошо наблюдать, используя круги со случайно нанесенными пятнами.

При наблюдении вращающихся эксцентрических кольцевых фигур возникает так называемый стереокинетический эффект — объект приобретает сильную иллюзию глубины. Интересно, что при наблюдении одним глазом (монокулярно) иллюзия обычно заметно сильнее, чем при бинокулярном наблюдении, что объясняется влиянием бинокулярных механизмов восприятия глубины. У людей с нарушениями бинокулярного зрения разница между бинокулярными и монокулярными условиями может отсутствовать или иметь обратный знак.

Примеры: иллюзия Райли (Bridget Riley), иллюзия Брауна ( какие круги движутся быстрее: большие или маленькие? ) , Иллюзия Акуши Китаока , Иллюзия Оучи (эффект до сих пор не объяснён; ощущение движения и глубины появляется из-за интерпретации образов, воспринимаемых нашим мозгом; эффект трёхмерности пространства возникает, если кажется, что 2составных изображения расположены один перед другим – мозг воспринимает окружности как провалы), Иллюзия «Энигма» (появляется мерцание фиолетовых и синих колец; некоторые замечают циркулярное вращение, смешивание цветов), двигательный параллакс ( видимое изменение положения предмета (тела) вследствие перемещения глаза наблюдателя), иллюзии кофейных зёрен и др.: Вращающиеся квадраты с закруглёнными краями вызывают иллюзию, что рисунок пульсирует;

Перевёртыш — вид оптической иллюзии, в которой от направления взгляда зависит характер воспринимаемого объекта. Одной из таких иллюзий является «уткозаяц»: изображение может трактоваться и как изображение утки, и как изображение зайца.

Принцип этого вида искусства в том, что одно изображение скрывает в себе другое, не столь очевидное для зрителя или даже замаскированное. Скрытые иллюзии называют также камуфляжным искусством.

Скрытые иллюзии включают в себя такое важное понятие, как анаморфосис. Анаморфосис – это искаженная проекция или перспектива, для восприятия которой в определённую точку изображения нужно поставить специальный прибор. Либо посмотреть на рисунок под очень крутым углом.

Примеры: таинственный остров (фактически деформация; пейзаж был создан для обложки книги Жюля Верна «Таинственный остров»; если поместить вверху ландшафта цилиндрическое зеркало, можно увидеть самого писателя); иллюзия Виктора Молева «Эйнштейн».

Голландский учёный Морис Эшер особенно преуспел в создании самых немыслимых намеренных искажениях перспективы, породивших особые эффекты обмана зрения. Его знаменитая картина – «День и ночь».

Стереопары ( совокупность двух изображений одного и того же объекта, полученных с двух различных точек съемки; одно изображение рассматривается левым глазом, другое — правым; изображаемый объект при этом выглядит объемным ) , наложенные на периодическую структуру (Бела Юллеш, Венгрия) позволяют наблюдать стереоизображение так же, как и обычную стереопару. Периодическое изображение облегчает «разведение» глаз (как правило, на бесконечность), что после фокусировки глаз на расстояние несколько десятков сантиметров позволяет увидеть стереоизображение. Метод позволяет частично совмещать изображения стереопары, снимая ограничения на их размер, однако накладывает некоторые ограничения на содержание рисунков и практически рассчитывается с помощью компьютеров.

Вид иллюзий, которые основаны на тщательном прорисовывании деталей каждого изображения на асфальтовом покрытии. Рисование ведётся под особым углом к плоскости асфальта для увеличения эффекта реального изображения.

Иллюзии в природе и привычных для нас явлениях.

Вопрос : почему ночное небо черное? Ведь если Вселенная бесконечна, то в направлении любой точки небосвода должно быть бесконечное количество звезд, свет которых суммируясь, должен дать бесконечно большую яркость. Почему же этого не происходит?

Это так называемый «парадокс Шезо-Ольберса» или «фотометрический парадокс». Суть его в том, что классическая физика затрудняется объяснить, почему ночью темно, если Вселенная бесконечна и неизменна во времени.

Парадокс удовлетворительно объясняет современная космогония, в частности, теория расширяющейся Вселенной.

Это явление было предсказано нашим соотечественником А.Фридманом, предложившим теорию нестационарной Вселенной. Им было показано, что стационарное состояние Вселенной крайне неустойчивое, и реальный мир должен или расширяться, или сжиматься.

Наблюдения, проведенные известным астрономом Э.Хабблом, показали, что все объекты Мира удаляются от наблюдателя с тем большей скоростью, чем дальше объект находится от наблюдателя. Аналогией может служить надутая камера футбольного или волейбольного мяча, на которой нанесена сетка параллелей и меридианов. Если шар будет раздуваться, то сетка растягивается. Наблюдатель, помещенный в какую-либо точку пересечения линий обнаружит, что все точки удаляются от него со скоростью, тем большей, чем дальше от наблюдателя эта точка расположена. (Абсолютная деформация пропорциональна длине деформируемого объекта, потому точки растягиваемого объекта будут удаляться от конца, откуда ведется отсчет, тем быстрее, чем большей будет растягиваемая длина).

В таком случае от всех источников света, удаляющихся от наблюдателя, свет станет приходить вследствие эффекта Допплера с тем большими длинами волн, то есть, сильнее смещенными в сторону красной и инфракрасной частей спектра. И можно указать такую точку, от которой станет приходить излучение с бесконечно большой длиной волны.

Эффект Доплера — изменение частоты и длины волн , регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и/или движением приёмника. Его легко наблюдать на практике, когда мимо наблюдателя проезжает машина с включённой сиреной. Предположим, сирена выдаёт какой-то определённый тон, и он не меняется. Когда машина не движется относительно наблюдателя, тогда он слышит именно тот тон, который издаёт сирена. Но если машина будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится (а длина уменьшится), и наблюдатель услышит более высокий тон, чем на самом деле издаёт сирена. В тот момент, когда машина будет проезжать мимо наблюдателя, тот услышит тот самый тон, который на самом деле издаёт сирена. А когда машина проедет дальше и будет уже отдаляться, а не приближаться, то наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты (и, соответственно, большей длины) звуковых волн.

Космос — самое абсолютное чёрное тело из всех возможных, так как он без остатка поглощает любое излучение, ничего не отражая. Им поглощаются свет, радиоволны, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма лучи, любое тепловой излучение.

Радуга – не что иное, как спектр солнечного света. Он образован разложением белого света в каплях дождя как призмах. Из дождевых капель под разными углами преломления выходят широкие разноцветные пучки света. Наблюдатель, находясь вне зоны дождя, видит радугу на фоне облаков, освещаемых солнцем, на расстоянии 1 – 2 км. В это время Солнце стоит невысоко над горизонтом за спиной наблюдателя, а центр радуги – над горизонтом.

Верхняя полоса у радуги – всегда красная и находится не выше 42 0 над горизонтом. Нижняя полоса – фиолетовая, а между ними находятся все остальные цвета. Чем выше Солнце над горизонтом, тем меньшую часть радуги мы видим над горизонтом. Космонавты с борта орбитальной станции видят всё радужное кольцо. Когда Солнце находится выше 43 0 , тогда радуга не видна. Радугу можно наблюдать в брызгах фонтана, водопада, при работе поливочной машины, на росе, покрывающей траву.

Это красивое явление стали изучать уже в глубокой древности. Первым понял причину радуги немецкий монах Теодорик, в 1304 г , воссоздавший ее на сферической колбе с водой. Однако открытие Теодорика было забыто. В XVII веке знаменитый французский философ и математик Р.Декарт объяснил основные закономерности образования радуги.

Нижний мираж (перевёрнутое изображение предметов) появляется в жаркий день. Слои воздуха около поверхности земли нагреваются больше и имеют меньшую плотность. Лучи, идущие из более плотных верхних слоёв, изгибаются вверх и попадают в глаз наблюдателя. Глаз человека продолжает луч по прямой (пунктир) и видит перевёрнутое изображение, а также и сам предмет. Голубое небо отражается тоже, создавая иллюзию водной поверхности.

Громадные призрачные фигуры людей, окружённые многоцветными кольцами, иногда наблюдают альпинисты в горах. Они производят мистическое впечатление. Суеверным людям эти тени кажутся выходцами из потустороннего мира. Между тем, это тени самих альпинистов. Они возникают, когда Солнце находится позади людей, а впереди – густые облака. Тогда на облаках, как на экране, появляются огромные фигуры.

Мираж сверхдальнего видения:

Жители небольшого бельгийского городка Вервье со страхом и удивлением наблюдали однажды утром изображение на небе военного сражения. Позже они узнали, что это было утро сражения при Ватерлоо (июнь, 1815 г.). По прямой между Вервье и Ватерлоо более 100 км. Облако пыли и дыма с поля боя послужило экраном, видимым далеко.

Появление «призрака» на сцене театра.

На передней части сцены ставится огромное плоское зеркало. Актёр, облачённый в костюм привидения, находится в углублении под сценой. При сильном освещении актёра отражённый свет будет падать на зеркало и почти целиком отражаться в зрительный зал. Зрители в слабо освещённом зале зеркала не видят, а только – изображение в зеркале актёра, принимая его за призрак.

Северное Сияние, быстро меняющееся свечение отдельных участков ночного неба, наблюдаемое временами преимущественно в высоких широтах. Полярное сияние – это люминесцентное свечение, возникающее в результате взаимодействия летящих от Солнца заряженных частиц (электронов и протонов) с атомами и молекулами земной атмосферы. Происходит в результате свечения разреженных слоев воздуха на высотах 90-1000 км под действием протонов и электронов, проникающих в атмосферу из космоса.

2.1 Практическая часть.

Интерференция света — пространственное перераспределение энергии светового излучения при наложении двух или нескольких световых волн; частный случай интерференции волн. Интерференция света наблюдается на экране или иной поверхности в виде характерного чередования светлых и темных полос или пятен (для монохроматического света) или окрашенных участков — для белого света.

Интерференция волн — явление, наблюдающееся при одновременном распространении в пространстве нескольких волн и состоящее в стационарном (или медленно изменяющемся) пространственном распределении амплитуды и фазы результирующей волны. Интерференция волн возможна, если разность фаз волн постоянна во времени, т. е. волны когерентны. Интерференция волн возникает для волн любой природы и частоты.

Дифракция света наблюдается при распространении света вблизи краев непрозрачных тел, сквозь узкие отверстия, щели и т. д.; дифракционная картина (чередование световых максимумов и минимумов) — результат интерференции световых волн.

2.2 Исследование. Невозможные фигуры .

Несмотря на значительное количество публикаций о невозможных фигурах их четкого определения по существу не сформулировано. Можно прочесть, что к невозможным фигурам относятся все оптические иллюзии, связанные с особенностями нашего восприятия мира. В данном исследовании под невозможными фигурами будут пониматься плоские изображения фигур, воспринимаемые человеком однозначно, как они нарисованы без восприятия человеком каких бы то ни было дополнительных, фактически не нарисованных изображений или искажений и которые невозможно представить в трехмерном виде. Невозможность представления в трехмерном виде понимается, конечно, только непосредственная без учета возможности применения специальных средств при изготовлении невозможных фигур, т. к. всегда невозможную фигуру можно изготовить, применив хитроумную систему прорезей, дополнительных поддерживающих элементов и изгибания элементов фигуры, а затем сфотографировав ее под нужным углом.

Существует множество описаний способов и инструкций получения невозможных фигур, но все они носят все же не общий характер, а частный и применимы лишь к отдельным видам невозможных фигур или к фигурам, составляемым из отдельных строго определенных элементов.

Для получения общего всеобъемлющего ответа на поставленные вопросы необходимо получить чисто математическое описание в общем, виде любой невозможной фигуры.

Ниже приведено универсальное уравнение способное описать практически любой объект или его изображение. Уравнение представляет собой сумму выражений:

[xi/x]*[x/xi]* [yi/y]*[y/yi]* [zi/z]*[z/zi]*t, где:
x, y, z — текущие координаты в трехмерном пространстве;

xi, yi, zi – координаты i-ой точки объекта;

t – число, задающее цвет i-ой точки объекта, например код в системе RGB;

[ ] – знак, обозначающий целую часть числа.

Поскольку предложенное универсальное уравнение способно описать практически любой объект, то нет ни каких препятствий для описания при помощи универсального уравнения и невозможных фигур. Рассмотрим такое описание на примере простого объекта состоящего всего из двух точек красного и синего цвета. Зададим его уравнением:

При последовательной подстановке в это уравнение x, y, z соответственно их значений от нуля до бесконечности для построения проекций точек на плоскости (xz) и (yz) мы ничего необычного не заметим, но стоит нам изменить на обратный порядок подстановки значений x, y, z, т. е. от бесконечности до нуля мы увидим, как это показано на приведенной ниже схеме, что, на проекции на плоскость (xz) вперед вышла точка красного цвета, что в трехмерном представлении невозможно без фактического изменения расположения точек. При этом проекция на плоскость (yz) выглядит нормально и точка синего цвета, отстоящая от начала координат на 9 единиц по оси y, находится ближе к наблюдателю, чем точка красного цвета, отстоящая от начала координат по оси y на 2 единицы согласно уравнению.

Рассмотренный пример позволяет сформулировать следующее необходимое и достаточное условие для получения произвольной невозможной фигуры: при формировании невозможной фигуры в виде проекции объекта на плоскость необходимо полностью или часть точек объекта вывести в обратной последовательности, т. е. самые близкие точки объекта к наблюдателю первыми, а самые дальние от наблюдателя точки последними.

Возьмем в качестве исходного объекта обычный спичечный коробок. Создадим его трехмерную модель c помощью обычного графического редактора, и, следуя сформулированному условию при выведении проекции этого коробка точки, формирующие одну из сторон этого коробка (самую дальнюю для наблюдателя) выведем поверх всех остальных точек изображения. Внимательно рассмотрев получившуюся в результате фигуру можно без труда прийти к выводу, что в трехмерном пространстве такая фигура невозможна, т. е. применение, сформулированного выше условия привело к созданию невозможного спичечного коробка.

Необходимо отметить, что хотя применение необходимого и достаточного условия получения произвольной невозможной фигуры при построении проекции практически любого трехмерного объекта приводит к созданию невозможной фигуры наглядность (заметность) этого все же зависит от точки просмотра этого объекта (угла под которым он проецируется на плоскость): см.рис(на обоих рисунках проекции левых коробков были сформированы в нормальном правильном режиме, а проекции правых коробков были получены полностью путем выведения точек изображения коробков в обратном порядке, т. е. ближние к наблюдателю точки выводились первыми, а дальние последними. в результате дальние от наблюдателя точки полностью закрыли ближние к наблюдателю точки изображения; кроме этого нижний рисунок был получен путем поворота трехмерной модели первого примерно на 45 градусов, что позволило изменить угол проецирования коробков и стола на плоскость; оба рисунка представляют собой невозможные фигуры; однако заметить это на первом рисунке может только очень внимательный зритель по ненормальной интенсивности освещения коробков, а вот изменение угла проецирования для второго рисунка обеспечило наглядность его невозможности в трехмерном представлении). Так же невозможность изображения может подчеркиваться тенями и интенсивностью освещения. На приведенном ниже рисунке, представляющем собой невозможную решетку из карандашей, ровное освещение поверхности карандашей и прямые ровные тени от карандашей однозначно нам подсказывают, что карандаши на рисунке изображены действительно проходящими друг через друга, а не изогнутыми. Если бы карандаши были изогнутыми, то фигура из них в принципе могла бы быть представлена в трехмерном пространстве.

Эффект невозможности фигуры в большей степени заметен на несплошных фигурах составленных из отдельных элементов (брусков, трубок, стержней и т. п.). Возможно, именно по этой причине большую часть невозможных фигур обычно набирают из отдельных элементов.

Несколько отдельных разнотипных невозможных фигур в свою очередь могут объединяться в одну. При этом сложность такой невозможной фигуры может возрастать до бесконечности.

Последовательное применение необходимого и достаточного условия получения произвольной невозможной фигуры к кадрам анимации позволяет получать анимации невозможных фигур. Ниже приведены примеры двух, таким образом, полученных анимаций. На первой анимации обычный спичечный коробок превращается в невозможный и обратно при совершении вращательных колебании от 0 до 90 градусов и обратно. На второй анимации конструкция из двух спичечных коробков совершает вращательные колебания от 0 до 180 градусов и обратно, а наблюдателю кажется, что только от 0 до 90 градусов. При этом передние и задние (для наблюдателя) стенки коробков периодически постепенно меняются местами.

Можно отметить еще одну интересную особенность невозможных фигур. Считается, что в плоском двумерном пространстве невозможная фигура реальна и не может быть реализована в трехмерном пространстве. Однако невозможная фигура может быть реализована так же и в пространствах имеющих число измерений большее трех. Правда, такая реализация пока возможна только чисто математически в виде уравнений, описывающих невозможную фигуру. Ведь пока только уравнения допускают одновременное размещение нескольких объектов в одном и том же трехмерном объеме и перевод отдельных объектов в разряд фактически невидимых в отдельных пространствах или подпространствах.

2.3 Составление выводов, рекомендаций.

Вывод: описанная в данном исследовании методика создания невозможных фигур позволяет получать невозможные фигуры из трехмерных моделей любых объектов практически в автоматическом режиме. Из сказанного так же следует, что количество невозможных фигур практически бесконечно. Использование же той или иной невозможной фигуры ее распространенность будет зависеть исключительно от ее художественной ценности (зрелищности), уместности ее использования в логотипе, знаке или рекламе.

Несмотря на значительное количество публикаций о невозможных фигурах их четкого определения по существу не сформулировано. Можно прочесть, что к невозможным фигурам относятся все оптические иллюзии, связанные с особенностями нашего восприятия мира. В данном исследовании под невозможными фигурами будут пониматься плоские изображения фигур, воспринимаемые человеком однозначно, как они нарисованы без восприятия человеком каких бы то ни было дополнительных, фактически не нарисованных изображений или искажений и которые невозможно представить в трехмерном виде. Невозможность представления в трехмерном виде понимается, конечно, только непосредственная без учета возможности применения специальных средств при изготовлении невозможных фигур, т. к. всегда невозможную фигуру можно изготовить, применив хитроумную систему прорезей, дополнительных поддерживающих элементов и изгибания элементов фигуры, а затем сфотографировав ее под нужным углом.

Можно отметить еще одну интересную особенность невозможных фигур. Считается, что в плоском двумерном пространстве невозможная фигура реальна и не может быть реализована в трехмерном пространстве. Однако невозможная фигура может быть реализована так же и в пространствах имеющих число измерений большее трех. Правда, такая реализация пока возможна только чисто математически в виде уравнений, описывающих невозможную фигуру. Ведь пока только уравнения допускают одновременное размещение нескольких объектов в одном и том же трехмерном объеме и перевод отдельных объектов в разряд фактически невидимых в отдельных пространствах или подпространствах.

В ходе проделанной мной работы я выяснила, какие существуют иллюзии, чем отличаются и как характеризуются. Иллюзии по-разному влияют на сознание и психику людей. Для некоторых, например больных хроническими заболеваниями (неврастения, стенокардия, болезни сердца, эпилепсия), рассматривание многих иллюзий противопоказано, но не всех. Офтальмологи считают, что просмотр таких иллюзий, как стереограммы благоприятно отражается как на физическом состоянии человека, так и на эмоциональном. Выяснила, что иллюзии – это не только увлекательно, но и полезно. Ведь они имеют важное применение в цирковом искусстве, кинематографии, телевидении и др. Например, благодаря эффекту Доплера астрономы установили, что вселенная расширяется — звёзды разбегаются друг от друга. С его помощью определяются параметры движения планет и космических аппаратов. Эффект Доплера лежит в основе радаров, с помощью которых инспекторы ГАИ определяют скорость автомобиля. Медики используют этот эффект для того, чтобы с помощью ультразвукового прибора отличить вены от артерий при проведении инъекций.

Иллюзии полностью сопоставимы с явлениями, уже объясненными с точки зрения физики, а значит, многие иллюзии объяснимы и должны быть понятны людям. Получается, что иллюзии – это сами физические явления. Радуга, мираж, северное сияние – оказывается, это тоже всё иллюзии! Ведь, к примеру, как было доказано, можно создать невозможную фигуру теоретическим способом. Но это не значит, что можно создать абсолютно любой объект, какой угодно, что вздумается, нужно следовать выведенному теоретически уравнению, которое определяет как форму, положение фигуры в различных измерениях, даже цвет. Создание данных невозможных объектов сейчас происходит с помощью компьютерных технологий: наглядность возрастает, а, следовательно, и интерес. Но это эксперимент, который получается чисто теоретически, так как на практике создать такой объект в разных измерениях невозможно.

В ходе опыта я объяснила такие явления как дифракция света, интерференция света и волн и сделала вывод, что они косвенно являются иллюзиями, так как образуют обман зрения.

Причины оптических иллюзий исследуют как при рассмотрении физиологии зрения , так и в рамках изучения психологии зрительного восприятия. Игры с оптическими иллюзиями помогают изменять сознание. Мы хитростью заманиваем мозг на новые уровни восприятия. Мы начинаем видеть то, чего нет.

Рассмотрение иллюзий в лечебных целях.

Иллюзии помогают лучше понимать общеизвестные явления в природе,

Привлекают и акцентируют внимание на некоторых сложных для понимания явлениях, что способствует наиболее эффективному усваиванию информации.