Оптические иллюзии

Оптические иллюзии, или как их ещё называют оптические обманы, возникают у здоровых людей сравнительно часто в течение всей жизни, так как они являются совершенно нормальным состоянием, зависящим от конкретных условий или строения человеческого глаза.

Причины некоторых иллюзий установлены, но большинство из них не имеет научного объяснения, и по сей день.

К известным видам оптических иллюзий относятся явления обусловленные особенностями строения органа зрения - это иррадиация, обманы зрения, сопутствующие астигматизму иллюзия Мариотта (так называемое, слепое пятно) и пр.

Сегодня врачам и психологам удалось создать необычную классификацию, которая разделяет все виды оптических обманных восприятий по разным признакам. Так, существуют иллюзии восприятия размеров предмета или фигуры, соотношения размеров фигуры в зависимости от фона, обманы цвета и контрастов. А также, ошибочные восприятия глубины и движения, эффекты перцептивной готовности и последействий, иллюзии парейдолического направления, кажущиеся мнимые и невозможные (ареальные, за гранью действительности, ненастоящие) фигуры.

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.

Удивительным феноменом считается известная со времён Птолемея, иллюзия восприятия небесных светил в увеличенном объёме в момент нахождения их у линии горизонта. Немало учёных находили достойные и убедительные объяснения этому явлению, однако проходило время, и появлялись новые, такие же "достоверные" теории.

Это говорит только о том, что в области оптических иллюзий существует ещё множество возможностей для изучения. Учёные и врачи подразделили (условно) причины, по которым возникают любые виды оптических иллюзий, на три типа:

- первая причина состоит в том, что зрительная система воспринимает отражающийся от предметов свет, таким образом, что сознание человека получает ошибочную (мнимую) информацию.

- вторая причина заключается в ошибочной, неправильной передаче сигналов зрения посредством нервов, в результате мозг также получает неправильную информацию, что приводит к мнимому, искажённому восприятию.

- третья причина основана на нарушениях мозга (сбоях мозговой деятельности), который выдаёт неправильную реакцию.

В некоторых случаях иллюзия может возникнуть сразу по нескольким причинам.

Существуют несколько видов появления оптических иллюзий - оптические обманы, которые по не совсем изученным причинам создала природа (наиболее известный пример - это миражи в пустынях), созданные искусственно человеком, с использованием визуальных эффектов (в частности игра со световыми восприятиями).

Примером служит широко известный оптический фокус - парение в воздухе (левитация). 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.

Существует много примеров естественных иллюзий, большинство из них касается иррадиации. Так, например, если рассматривать на большом расстоянии квадраты белого и чёрного цвета, то белые рисунки воспринимаются человеком более крупными, при том, что в реальности на картинках геометрические фигуры одинаковы. Причём, исследователи давно заметили, что при увеличении расстояния до картинки, иллюзия усиливается - это и есть иррадиация.

Этот вид иллюзий обусловлен специфическим эффектом, который возникает за счёт особенности строения глаза - любая точка светлого тона "отпечатывается" на сетчатке в виде кружка (сферическая аберрация), а периметр этого кружка окаймлён светлой лентой, за счёт чего увеличивается поверхность, с изображениями чёрного цвета всё происходит, наоборот. Все эксперименты, направленные на выявление иррадиации, подтвердили её наличие у всех людей.

Иллюзию "слепого пятна" провоцирует особенность строения зрительного аппарата, вернее, существование на сетчатке глаза небольшой зоны, в которой отсутствует чувствительность к свету. Если луч отражённый от какой-либо точки предмета, попадает именно в эту зону, то сознание не в состоянии его воспринять, поэтому некоторые части предметов кажутся невидимыми и картинка полностью искажается. Несколько примеров отлично иллюстрирует наличие этого оптического обмана.

Рассматривая левым глазом крестик в правой части рисунка, мы на некотором расстоянии не увидим черного кружочка, хотя будем различать обе окружности. Круг совпал со слепым пятном, поэтому человек его попросту не видит, хотя отлично различает две окружности.

Если рассматривать это изображение с закрытым левым глазом на расстоянии 20-25 сантиметров, то становится невидимым большой кружок, но кружки меньшего размера по бокам видны очень хорошо. А при переводе взгляда на крестик, расположенный внизу, кружок невидим только частично. Этот пример называется оптическим обманом (иллюзией Мариотта).

Существуют и примеры, подтверждающие происхождение оптических иллюзий при астигматизме. Если внимательно посмотреть на надпись, сделанную чёрными буквами, одним глазом, то одна из букв будет восприниматься более чёрной, если поворачивать надпись под разными углами, то более глубокого чёрного цвета будут казаться разные буквы.

Астигматизм выражается в различной выпуклости (в разном направлении) роговой оболочки глаза, эта особенность есть практически у каждого человека (врождённый астигматизм, признанный врождённым заболеванием есть только у 10 % людей).

Примеров этого явления много, если в течение длительного времени смотреть одним глазом на близком расстоянии на картинку, сосредоточившись на верхнем белом квадрате, то вскоре из поля зрения пропадёт нижняя белая полоска (врачи объясняют это утомлением сетчатки).

Ещё одно неправильное восприятие предметов возникает при особых видах освещения, эти обманы называются иллюзиями цвета. Одним из самых уникальных эффектов является эксперимент с освещением - если два осветителя, расставленные специальным способом (расстояние 20 см) будут освещать вертикально поставленный предмет, его тень появится на белом экране.

После этого, на оба светильника одевают светофильтры разного яркого цвета (например, синего и красного) - на экране эти цвета также отразятся. Но ... если снять один цветной фильтр, то на экране цвет в восприятии человека, останется. Необычайно яркий и неожиданный пример оптического обмана, когда цвет запечатлевается в мозгу, это просто обманное восприятие зрения.

Есть много теорий, в которых делались попытки объяснить это явление, однако приходится признать, что не одна из них не даёт полной картины оптического обмана.

Нарушение цветового восприятия также считается одним из видов оптической иллюзии, однако её последствия могут быть далеко не такими безобидными, как можно было бы ожидать. Дорожные службы хорошо знают, что по статистике большая часть аварийных ситуаций зарегистрировано на перекрёстках в сумерках.

Это объясняется тем, что при пониженном освещении зрение перестраивается с колбочкового зрения к палочковому, другими словами, от цветового восприятия к световому (более чувствительному). Пиковое время аварий - это именно момент перехода, когда колбочковые рецепторы глаза отключены, а палочковые анализаторы не включились в восприятие.

Искусственное создание оптических иллюзий даёт возможность специалистам выявить определённые закономерности визуального восприятия, поэтому экспериментам психологи уделяют очень большое внимание, тесты, придуманные ими, служат "лакмусовой бумажкой" для выяснений скрытых механизмов зрения. Для этого специалисты придумывают всевозможные тестовые эксперименты, во время которых глаз должен в необычных условиях решать сложные задачи.

Роль оптических иллюзий всегда была высока, в древности их использовали шаманы, картины всемирно известного Леонардо да Винчи полны скрытых оптических иллюзий (ему принадлежит и несколько трактатов на тему иллюзий). Пизанская башня "падает" визуально только на 10 % по причинам, связанным со строительством, 90 % из них - это оптический обман.

Исследования, связанные с геометрическими оптическими иллюзиями, с научной точки зрения впервые проводилось в 1854 году Оппелем. Ими занимались Вундт, Золльнер, Поггендорф, Кундт, Гельмгольц. Их работы старались прояснить как можно полнее природу оптического и психологического восприятия многочисленных иллюзии.

Интересную иллюзию представляют собой круги, нанесённые на бумагу, которые при особых условиях начинает в сознании человека вращаться, правильнее будет сказать, человек воспринимает их вращающимися. Чем ближе рассматривается изображение, тем быстрее вращаются круги. В момент, когда расстояние настолько велико, что вся картинка "помещается" в поле зрения, круги вообще останавливаются.

Особым способом размещённые кофейные зёрна, также вызывают оптический обман, человеку кажется, что они шевелятся, совершают хаотичные волнообразные движения, напоминающий поднимание и опускание человеком грудной клетки при вдохе и выдохе (естественно, это зрительная иллюзия, в действительности кофейные зёрна неподвижны).

Относится к искусственно созданным иллюзорным обманам и трёхмерная графика, или создание 3d-рисунков, объёмных рисунков, всё более набирающим популярность во всём мире. Суть таких рисунков или стереографии основана на том, что, изображения, созданные при помощи 3d-технологии, приобретают эффект объёмности.

Главное отличие трёхмерных картинок от двумерного изображения заключается в передаче геометрической проекции трёхмерного предмета на плоскость с использованием специальных программ. Моделью для создания 3d-рисунка может служить абсолютно любой предмет, реальные объекты или природные явления.

Иллюзия объёмности, созданная с помощью трёхмерной графики, широко используется в архитектуре и строительстве - "живые" стены, полы, "движущиеся" фасады существенно разнообразят квартиры и экстерьеры зданий.

Учёные во все времена, изучая оптические иллюзии, сосредотачивались, как правило, на психологических и медицинских факторах этого явления, и только в последние годы специалисты пришли к необычному выводу, что существующие в повседневности естественные иллюзии зрения сами могут влиять на научные наблюдения, внося ошибочность восприятия, что может приводить к ошибочным выводам.

Не так давно при изучении особенностей монокристаллов специалисты обнаружили, что оптические иллюзии постоянно приводили к неправильным, сильно искажённым (25 % и больше) результатам оценки действительных геометрических параметров, в связи с чем, необходимо все глазомерные восприятия проверять при помощи масштабных линеек.

Более того, практически все сложные геометрические фигуры вызывают зрительные иллюзии, параллельные линии, в большом количестве нанесённые на лист бумаги кажутся волнистыми, концентрические круги начинают "шевелиться". К этому же виду иллюзий относятся обманы кривых зеркал, так хорошо знакомых всем с детства

 

ссылка