Наука оптической иллюзии

[ihtiandra]

Наука оптической иллюзии

(новости от BBC)

Черные и белые полосы на левом рисунке сливаются больше, чем на правом... или это только так кажется?

Красивая оптическая иллюзию может доставить массу удовольствия и принести немало научной пользы.

Специалист в области оптических иллюзий Бо Лотто сознательно вводит человеческий мозг в заблуждение, чтобы выяснить, как работает наше сознание.

Бо Лотто - не фокусник, который обязан хранить профессиональные секреты, поэтому результатами своих исследований он охотно поделился с Би-би-си.

Зрение, слух, вкус, обоняние и осязание - мы полагаемся на все эти чувства, и все же не зря существует поговорка, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать: глазам мы доверяем больше всего.

Привык к такому доверию и наш мозг, который постоянно обрабатывает получаемую всеми органами чувств информацию и сравнивает ее с создавшейся на основе опыта картиной окружающего мира.

Эта способность - неотъемлемая черта человеческой эволюции. Но в ней, отчасти, кроется и наша слабость…

Загадка джунглей

Попробуйте найти хищника на этой фотографии

Возьмем, к примеру, цвет. Почему иногда так важно видеть именно цветную картинку? Две следующих иллюстрации наглядно демонстрируют такую необходимость.

Попробуйте найти на первой черно-белой фотографии джунглей опасного хищника, который вот-вот прыгнет на вас.

Получилось? Если нет, или если даже поиск занял больше пары секунд, то вас уже загрызли.

Почему задача выглядит столь трудной? Да потому, что вы видите все поверхности только в той степени, в которой они отражают свет, больше глазу зацепиться не за что.

Ну а теперь посмотрите на ту же самую фотографию, только в цвете.

В цвете все сразу становится на свои места

Пантера неплохо замаскировалась в нижнем правом углу, но все же вы ее наверняка заметили. И связано это с тем, что вы видите все оттенки цвета, а не только оцениваете его интенсивность.

Иными словами, ваш мозг получает намного больше информации, что облегчает принятие решения.

Цветное зрение позволяет нам различать больше сходных и различных черт в окружающем нас мире, что в свое время было необходимо для выживания.

Самое удивительное, что обнаружив пантеру на цветном снимке, вы даже не придали значения тому, как быстро справился с задачей ваш мозг, в то время как для компьютеров это пока остается непреодолимым препятствием.

Таким образом, изучение воздействия на мозг оптических иллюзий помогает не только специалистам в области нейрологии, но и программистам.

Иллюзия контраста

Идентичность квадратов сомнений не вызывает...

Здесь вы можете наблюдать два физически идентичных квадрата. Собственно, они таковыми и являются.

Все обстояло бы очень просто, если бы наше зрение являлось прямым результатом отображения картинки на сетчатке глаза.

Однако на самом деле процесс возникновения зрительного образа намного сложнее. Собственно говоря, мы видим вовсе не то, что физически зафиксировал наш глаз.

То есть определенная изначальная информация перерабатывается нашим мозгом таким образом, что получаемая в результате картинка заметно отличается от объективной реальности.

К примеру, отображение на сетчатке двухмерно, а мир все же имеет три измерения.

К тому же картинка на сетчатке получается вверх ногами, как в старых фотоаппаратах, но нас это не смущает: мозг с младенчества привык компенсировать это упущение.

Или все же один квадрат светлее другого?

А теперь посмотрите, что получится, если изменить фон, на которым расположены квадраты.

Согласитесь: квадраты вдруг стали отличаться, хотя с ними самими ничего не произошло.

Квадрат на темном фоне кажется светлее квадрата, оказавшегося на светлом фоне.

Это явление носит название иллюзии контраста и наглядно доказывает, что когда дело доходит до яркости, все сводится к контексту, окружению, в котором рассматривается даже самый простой предмет.

Кубическая иллюзия

Две вставки по цвету неотличимы

На первой картинке вы наглядно можете убедиться в том, что две вставки идентичны по цвету.

Но что будет, если особым образом поменять контекст?

Если мы правы, когда предполагаем, что видим лишь значение образа, то мы сможем без труда создать сильную оптическую иллюзию, изменив значение двух вставок.

В новом контексте две физически одинаковые вставки вдруг начинают казаться разными. Именно казаться, потому что сами они ни в малейшей степени не изменились.

Отчего это происходит?

Или все же одна вставка желтая. а другая - коричневая?

Информация, содержащаяся в картинке, подсказывает нам, что темно-коричневая вставка наверху означает поверхность с низкой степенью отражения под ярким светом, в то время как ярко-оранжевая вставка сбоку - это поверхность с сильным отражением в тени.

Вы воспринимаете эти две поверхности по-разному лишь потому, что ваш мозг придает им различные значения, основываясь на информации, поступающей с других участков картинки.

Иллюзия стола

Два совершенно разных стола...

Все, что относится к восприятию цвета, касается и формы.

Эта аксиома верна для всех наблюдаемых нами предметов.

Когда вы смотрите на это изображение, вы уверены, что видите два стола разной формы и размера.

Стол слева выглядит намного длиннее и уже стола справа.

А теперь попробуйте поверить, что на самом деле красный стол – этот тот же зеленый, только развернутый на 90 градусов.

Невероятно, но это факт. Разница лишь в том, под каким углом вы наблюдаете картинку, ну и еще в цвете, хотя в данном случае, поверьте, это роли не играет.

Это легко проверить, если подсчитать квадратики под ножками столов. Длина красного стола равна ширине зеленого, и наоборот.

Столы-то, оказывается, одинаковые, правда, один красный, а другой зеленый, тут уж никого не обманешь... разве что дальтоника?

Почему же два стола так отличаются друг от друга на взгляд?

Да потому, что ваш мозг снимает картинку с сетчатки и подгоняет ее под уже имеющуюся у вас информацию о столах вообще.

В данном случае разные углы зрения задают определенную перспективу и глубину зрения, и мозг, на основании сложившейся в нем картины окружающего мира, автоматически делает вывод, что зеленый стол длиннее и уже красного.

Все это несколько пугает, но в то же время открывает невиданные перспективы, позволяя понять, что наше восприятие иллюзорного мира позволяет постичь мир реальный.

Источники:
www.bbc.co.uk/russian/science/2010/10/101018_op...
ihtiandra.livejournal.com/33396.html

@темы: Физики смотрят

Comments

[Ahasverus von Triskelion]

картинка на сетчатке получается вверх ногами, как в старых фотоаппаратах, но нас это не смущает: мозг с младенчества привык компенсировать это упущение

Неточность: никакой картинки на сетчатке нет, вопреки расхожему мнению, в противном случае она бы засвечивалась полностью)

[ihtiandra]

А что есть?

[Ahasverus von Triskelion]

ihtiandra Свет воздействует на рецепторы и полностью поглощается)

[TsPok]

Это легко проверить, если подсчитать квадратики под ножками столов. Длина красного стола равна ширине зеленого, и наоборот

Если действительно подсчитать квадраты, то получится, что ширина зеленого стола 2.5 квадрата. Длина зеленого стола - 5 квадратов.
ширина красного стола - 3.5 квадрата, длина красного стола - 3 квадрата (может и 3.5, там уже хуже видно) Одинаковыми они быть не могут.

[el-elk]

Зато следующая пара точно одинаковая, хотя выглядит разной

[el-elk]

Зато следующая пара точно одинаковая, хотя выглядит разной

[TsPok]

Проведено измерение зеленой линии на столах. Каждая линия измеряна 40 раз в программе CorelDraw X4 инструментом "мерная линия".

Средние значения
горизонтальная: 42,94
вертикальная: 42,24

Стандартное отклонение:
горизонтальная: 0,39
вертикальная: 0,31

Дисперсия:
горизонтальная: 0,15
вертикальная: 0,09

доверительный интервал на уровне 0.05
горизонтальная: 0,12
вертикальная: 0,10

доверительный интервал на уровне 0.01
горизонтальная: 0,16
вертикальная: 0,13


Ну не пересекаются измеренные величины. Нижний порог для горизонтальной линии 42.81, а для вертикальной верхний 42.33 для уровня 0,05 и 42.78 против 42,37 для уровня 0,01
А это значит, что размеры линий различны.

[el-elk]

потрясающе
Надо понимать, размеры в мм? Т.е. разница составляет примерно 0.4-0.5 мм на каждую линию? Учитывая некоторое форматирование картинок, браузеров и просто искажение размеров картинки параметрами height и width, результат просто замечательный.
К тому же, глаз-то показывает значительно большее искажение, чем 0.5 мм, которое на базе 42 мм и на экране глазом заметить не тривиально.

[TsPok]

Да, там в мм значения. Как раз из-за качества картинки и проведено по 40 измерений, хотя и на 10 цифры показали разницу, а увеличение числа измерений только незначительно уменьшили разброс в величинах.

Но на глаз да, ощущения разницы намного больше. К тому же зеленые и красные линии кажутся не перпендикулярными.

[kerry-lla]

Не поняла, что вы тут насчитали в корелле. У зеленого между ножек 5 квадратов, у красного 3 с половиной.

[TsPok]

Вот потому и пришлось считать в кореле, что число квадратов явно разное, однако утверждается, что столы равны.

[kerry-lla]

а в корелле учитывается перспектива?

[TsPok]

Нет, перспектива не учитывалась, измерялись непосредственно длины отрезков.
Если учитывать перспективу, то столы точно разные - красные линии по длинне равны. С учетом перспективы они дадут различие в реальных величинах, что также приведет к неравенству столов.