Зрительные иллюзии – что это? Оптико-геометрические иллюзии.

Петрова Оксана

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Почему совершаются ошибки в оценке и сравнении между собой длин отрезком, величин углов, в восприятии формы предметов и т.д. совершаемые наблюдателем при определенных условиях. Актуальность

Объяснение зрительной иллюзии с точки зрения геометрии и провести социальные исследования. Цель

1 Изучить теоретический материал по данной теме. 2 показать применение использования иллюзий в искусстве, в математике, в реальной жизни. 3 Провести исследование, показывающее ограниченность способности наших глаз Задачи

Иллюзии Чертежи Предмет исследования Объект исследования Гипотеза Если наше восприятие обманчиво, то самые простые вещи, если к ним присмотреться, таят в себе самые неожиданные открытия. Зрительные иллюзии можно объяснить с помощью законов геометрии.

1 Изучение 3 анализ, обобщение Методы исследования 2 поиск 4 синтез, классификация

Разновидности иллюзий

Оптические иллюзии Оптические иллюзии – это, попросту говоря оптический обман нашего мозга. Когда наш глаз получает картинку – включается огромное количество процессов в нашем мозге.

Оптические иллюзии

Рассмотрим фигуру составленную из ромбов и треугольников. Правда ли, что ширина меньше, чем высота? Вывод: Тем не менее, они одинаковы, и если мы соединим вершины острых углов, то получим квадрат.

Иллюзия движения Восприятие движения – очень сложный процесс, природа которого еще не вполне выяснена. Если предмет объективно движется в пространстве, то мы воспринимаем его движение вследствие того, что он выходит из области наилучшего видения и этим заставляет нас передвигать глаза или голову, чтобы вновь фиксировать на нем взгляд.

иллюзии движения, на использовании которых основан принцип кинематографа. Смотрите в центр картинки (справа). Появится мерцание фиолетовых и синих колец. Некоторые замечают ещё и циркулярное вращение. А на картинке слева пристально смотрите на шар в центре. Кажется, что узор на нём движется из стороны в сторону. Не отрывая взгляда от центра круга, подвигайте головой. Возникла иллюзия, что узор вокруг шара сдвигается.

Вертикально-горизонтальная иллюзия. Вертикальная линия воспринимается как более длинная. Если же на рисунок одним глазом, то эффект несколько уменьшается. Ощущение вертикального и горизонтального направлений зависит не только от зрительных впечатлений, ног и от стереотипов, сформировавшихся в мозгу человека

Вертикально-горизонтальная иллюзия. Учащимся было предложено определить «на глаз» какая из линий длиннее: вертикальная или горизонтальна. Вертикальная длина Одинаковые по длине Я знаю этот эффект Всего 18 (75%) 4 (18%) 2 (7%) 24 (100%)

Иллюзия Франца Мюллера-Лайера. Стрелки на концах отрезков создают иллюзию искажения длины, поэтому одинаковые отрезки воспринимаются как неодинаковые. Но на самом деле отрезки равны.

Дети (20) Взрослые (10) Всего (30) Отрезки равны 4 (20%) 4 (40%) 8 (27%) Голубой отрезок больше 16 (80%) 6 (60%) 22 (73%) Иллюзия Мюллера-Лайера В ерно определили 20% детей и 40% взрослых.

Иллюзия Поггендорфа. Удивительное впечатление производит картинка с двумя параллельными пересекаемыми наклонной прямой. Если правую линию продолжить, то она пересечётся левой в её верхнем конце. Кажущаяся точка пересечения находится несколько правее.

Продолжением прямой А Продолжением прямой В Между прямыми А и В Всего 3 (17%) 4 (23%) 10 (60%) 17(100%) Иллюзия Поггендорфа Учащимся был задан вопрос: «Продолжением какой прямой является прямая С?»

Иллюзия параллелограмов. Поразительную иллюзию создают углы – тупой и острый; диагонали АВ и АС двух параллелограмов равны, хотя диагональ АС кажется гораздо короче.

Иллюзия параллелограммов

Невозможные плитки. Сколько плиток изображено на картинке ниже? Если смотреть слева, то четыре. Если смотреть справа, то три.

Площадь двух треугольников На картинке ниже вы видите 2 треугольника. Треугольники состоят из четырех фигур. Площадь фигур, из которых состоят треугольники, одинакова. Что у верхнего, что у нижнего (можете вырезать из бумаги и проверить). Что будет если фигуры немного перемешать?

Иллюзия покосившихся квадратов. Очень интересный оптический фокус. Глядя на эту картинку, наш мозг уверяет нас в том, что синие квадраты в центре этой картинки, немного перекосило, и их то и дело клонит на бок. Но расфокусировав взгляд или просто немного отойдя от картинки компьютера, я понимаю, что это правильные четырёхугольники, и что это всего лишь иллюзия.

Эффект персептивной готовности Если посмотреть на картинку ниже, то непонятно сразу какой символ изображён в центре. Данный пример наглядно демонстрирует так называемый эффект персептивной готовности. Суть его заключается в том, что в зависимости от того, откуда вы начали читать, вы готовы увидеть разные символы. Если сверху вниз, то число 13. Если слева направо, то букву “В”.

Рельефное изображение. Мозг, воспринимая предмет, искажает видимое нами рельефное изображение. Примером тому служит приводимый рисунок: куб то кажется видимым сверху, то сбоку; раскрытая книга то кажется изображенной корешком к нам, то корешком от нас. Это происходит как по нашему желанию, так и непроизвольно и иногда даже наперекор нашему желанию. Дело в том, что любое изображение может быть истолковано разными способами, однако зрительная система человека отдает предпочтение наиболее привычной и вероятной интерпретации.

Невозможные фигуры. Фигуры, не существующие в природе, но, существующие в нашем воображении Анализ предложенного объяснения оптико-геометрических иллюзий показывает, что, во-первых, все параметры зрительного образа взаимосвязаны, благодаря чему и возникает целостное восприятие, воссоздается адекватная картина внешнего мира. Во-вторых, на восприятие влияют сформированные повседневным опытом стереотипы. Примером того, как можно разрушить целостный образ объекта, служат так называемые "невозможные", противоречивые фигуры, например, невозможный трезубец Нормана Минго и невозможная лестница Пенроуза

Иллюзия глазами художников Н Некоторые художники изменяют логику изображений пространства, получая различные иллюзии. Под "логикой" пространства мы понимаем те отношения между физическими объектами, которые обычны для реального мира, и при нарушении которых возникают визуальные парадоксы, называемые еще оптическими иллюзиями. Большинство художников, экспериментирующие с логикой пространства, изменяют эти отношения между объектами, основываясь на своей интуиции, как, например, Пикассо. Прекрасный горный пейзаж. Поверните картинку вправо: теперь перед вами молящиеся мать и сын. Перевертыш «Малыш и дедуля»

Задачи. Иллюзия Селфриджа. Если вы хоть немного знакомы с английским языком, то для вас не составит особого труда прочитать название домашнего животного на картинке ниже. Как видно из названия, первым этот обман зрения описал Селфридж (Selfridge , 1955). Суть его заключается в том, что в зависимости от контекста один и тот же символ воспринимается как “Н” или как “А”? Ответ: посмотрите внимательно, ведь на картинке написана абракадабра THE CHT, а не THE CAT.

Иллюзия с ведром. Равны ли внутренний круг на крышке ведра и круг, образующий дно ведра? Ответ: внутренний круг на крышке ведра кажется меньше круга, образующего дно ведра. Однако эти круги равны, при этом трудно отделаться от мысли, что нижний больше верхнего. Присутствие наружного окаймляющего овала создаёт иллюзию, будто заключённый в нём овал меньше нижнего. Какой отрезок больше: АВ или CD ? Ответ: они равны.

Иллюзия в реальной жизни. Оптические иллюзии на дороге. Зрительные иллюзии в одежде. Женщина справа кажется стройнее. Вертикальные полосы удлиняют стены комнаты и она кажется выше Водитель видит нарисованные объекты и думает, что на дороге есть барьер, он снижает скорость, чтобы переехать через него, хотя на самом деле это абсолютно ровная поверхность.

Рассмотрим задачу построения перспективного изображения фигуры На рисунке показано, как получается изображение произвольной точки М плоскости α (цифры 1-4 указывают порядок проведения прямых). Если точка К не лежит в предметной плоскости, то сначала из нее опускают перпендикуляр на α (на рис. это отрезок КМ), затем для его основания (точки М) выполняют построения 1-3. Наконец, проводят прямую КО, пересечение которой с плоскостью π и есть изображение точки К.

Сравним относительные размеры нескольких находящихся в поле зрения предметов. Если предметы удалены от глаз на одно и то же расстояние и расположены достаточно близко друг к другу, их сравнить легко. В этом случае мы редко ошибаемся в своей оценке: более высокий предмет виден под большим углом, поэтому и кажется выше. Усложним задачу. Расположим предметы на разном расстоянии от глаза, в том числе предметы разного размера. Тогда их видимые размеры кажутся одинаковыми.

Вывод. А это означает, что независимо от формы предметов, наблюдаемое явление должно описываться «на языке математики» одним и тем же законом, в котором ключевую роль играют, вероятно, такие параметры, как линейный размер и расстояние до предмета.

Определить высоту столба (вышки, дерева и т. п,) Отойдем от столба на расстояние, на котором больший палец вытянутой вперед руки закроет его полностью,(то есть их видимые размеры станут одинаковыми), подсчитав при этом число сделанных шагов. Для взрослого человека среднее расстояние от глаза до большого пальца вытянутой руки составляет 60 см, длина самого пальца - 7 см, а длина шага - 65 см. По этим данным легко вычислить примерную высоту столба. Аналогично определяется расстояние до недоступного объекта по его известной высоте. Отметим, что описанн ый способ надежен для оценки сравнительно близких расстояний до нескольких сотен метров; чем меньше предмет и чем дальше он находится, тем выше погрешность измерений.

Вывод: С позиции геометрии, во всех приведенных примерах мы имеем дело с подобными фигурами или соответствующими отрезками, а именно высотами, различных по форме фигур; более того, в каждом случае мы сталкиваемся с преобразованием гомотетии, центр которой совпадает с глазом наблюдателя. Поэтому можно утверждать, что если два предмета видны под одним углом зрения, то их линейные размеры отличаются во столько же раз, во сколько раз отличаются расстояния до предмета):

Рассмотрим две «убегающие» от нас параллельные линии (трамвайные или железнодорожные). Они кажутся сходящимися в некоторой точке горизонта. При этом сама точка представляется нам бесконечно удаленной и недосягаемой. Зрение словно пытается убедить нас в том, что вопреки законам геометрии параллельные прямые пересекаются. Доказательство: эта иллюзия объясняется рассмотренной нами выше особенностью зрительного восприятия. Существует предельное значение угла зрения - наименьшее значение, при котором глаз способен видеть раздельно две точки.

Вывод: Существует предельное значение угла зрения - наименьшее значение, при котором глаз способен видеть раздельно две точки.

Социальные исследования. Эксперимент №2 При восприятии фигуры и фона мы склонны видеть, прежде всего, пятна меньшей площади, а также пятна более яркие “выступающие”, причем чаще всего фон нам кажется лежащим дальше от нас, за фигурой. Чем больше контраст яркости, тем лучше заметен объект и тем отчетливее видны его контур и форма. Мы решили провести эксперимент и проверить этот вывод. Мы показали опрашиваемым следующий рисунок и попросили сказать, что они видят. Предполагалось, что на рисунке большинство увидят в первую очередь вазу, а затем два силуэта, согласно теории. Ваза Рубина В ходе эксперимента наше предположение не оправдалось, что видно из таблицы: Восприятие фигуры и фона

Дети (20) Взрослые (10) Всего (30) Увидели вазу 10 (50%) 2 (20%) 12 (40%) Увидели лица 8 (40%) 4 (40%) 12 (40%) Увидели вазу и лица 2 (10%) 4 (40%) 6 (20%) Восприятие фигуры и фона Если рассмотреть детей отдельно от взрослых, то получается следующая картина, что вазу не увидели 8 человек (40%) обучающихся и 4 человека (40%) врослых.

Эксперимент №4 . "Невозможная" лестница Пенроуза. Дети (20) Взрослые (10) Всего (30) Движется 11 (55%) 8 (80%) 19 (63%) Стоит - 7 (35%) 2 (10%) 1 (10%) 1 (10%) 8 (27%) 3 (10%) на восприятие взрослых сформированные повседневным опытом стереотипы влияют в большей мере, чем на детей

Заключение Начиная изучать геометрическую иллюзию Я задала себе Такой вопрос:всегда ли мы можем доверять нашему зрению? Оказывается, нет! Учёные придумали и построили много обманчивых картинок, наглядно демонстрирующих, сколь ограничены возможности наших глаз. В ходе своей работы Я поняла, что Геометрические иллюзии создают богатые возможности для художников, фотографов, модельеров. Однако инженерам и математикам приходится быть осторожными с чертежами и подкреплять ”очевидное” точными расчётами.

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 системы. Изучением причин их возникновения занимались многие исследователи. Основной вопрос, интересующий не только психологов, но и художников, - как на основе двухмерного изображения на сетчатке воссоздается трехмерный видимый мир. Возможно, зрительная система использует определенные признаки глубины и удаленности, например, принцип перспективы, предполагающий, что все параллельные линии сходятся на уровне горизонта, а размеры объекта по мере его удаления от наблюдателя пропорционально уменьшаются. Мы не осознаем, насколько сильно изменяется проекция объекта на сетчатке по мере его удаления.

Одна из самых известных оптико-геометрических иллюзий - иллюзия Мюллера-Лайера (см. рис. 1).

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.

Еще один пример оптико-геометрических иллюзий - иллюзия Понцо (рис. 2)

Также иллюстрирует искажения восприятия размера. Левый отрезок кажется значительно больше правого. Было предложено множество теорий, объясняющих подобные искажения. Одна из наиболее интересных предполагает, что человек интерпретирует обе картинки как плоские изображения в перспективе. Стрелочки на концах отрезков, а также схождение косых лучей в одной точке создают признаки перспективы, и человеку кажется, что отрезки расположены на разной глубине относительно наблюдателя. Учитывая эти признаки, а также одинаковую проекцию отрезков на сетчатке, зрительная система вынуждена сделать вывод, что они разного размера. Те фрагменты рисунка, которые кажутся более удаленными, воспринимаются большими по размеру.

Значение перспективы для восприятия иллюзии Мюллера-Лайера иллюстрирует рис. 3. В повседневной жизни нас окружает множество прямоугольных предметов: комнаты, окна, дома, типичные очертания которых можно видеть на рис. 3а, 3б. Поэтому изображение, на котором линии расходятся, можно воспринимать как угол здания, расположенный дальше от наблюдателя, в то время как рисунок, на котором линии сходятся, воспринимается как угол здания, расположенный ближе. Аналогично можно объяснить иллюзию Понцо. Косые линии, сходящиеся в одной точке, ассоциируются либо с длинным шоссе, либо с железнодорожным полотном, на котором лежат два предмета. Зрительные шаблоны, сформированные таким "прямоугольным" окружением, и заставляют нас ошибаться при взгляде на рис. 1, 2. Но при введении в рисунок элементов ландшафта иллюзия исчезает.

Рисунок 3.

Анализ предложенного объяснения оптико-геометрических иллюзий показывает, что, во-первых, все параметры зрительного образа взаимосвязаны, благодаря чему и возникает целостное восприятие, воссоздается адекватная картина внешнего мира. Во-вторых, на восприятие влияют сформированные повседневным опытом стереотипы, например, представления о том, что мир трехмерен, начинающие работать, как только в картинку вносятся признаки, указывающие на перспективу.

Рисунок 4 а, б.

Примером того, как можно разрушить целостный образ объекта, служат так называемые "невозможные", противоречивые фигуры, картины с нарушенной перспективой (см. рис. 4б). "Невозможная" лестница Пенроуза (рис. 4а) и ее интерпретация в картине Эшера "Восхождение и спуск" хорошо это иллюстрирует. Посмотрите на рис. 4а и ответьте на вопрос: движется ли человек вверх? Каждый отдельный пролет лестницы говорит нам о том, что он поднимается вверх, однако, пройдя четыре пролета, он оказывается в том же месте, с которого начал свой путь. "Невозможная" лестница не воспринимается как единое целое, поскольку нет согласованности между отдельными ее фрагментами. Раз за разом мы следуем взором за ступеньками, ведущими вверх, пытаясь найти способ решения этой проблемы, и не находим его.

Зрительные иллюзии – это неправильное восприятие окружающей действительности. Глаз «сканирует» изображение, а мозг интерпретирует его иначе, чем то, что на самом деле отображается. В итоге человек видит то, что даже не изображено.

Зрительные и оптические иллюзии – это одно и то же явление. Их история берёт своё начало ещё от древних греков или Леонардо да Винчи. В некотором смысле можно сказать, что изобразительное искусство с этим явлением так или иначе работает.

Большинство оптических искажений основано на запутывании человеческого мозга цветом (например, сетка Германа на иллюстрации слева) или формой.

Большую группу составляют двусмысленные картинки, где можно увидеть сразу два не связанных между собой сюжета.

И только сосредоточив внимание на каких-то конкретных деталях и попеременно переключаясь между ними, можно увидеть несколько различных изображений.

Другие заблуждения основаны на неправильном представлении, неправильной точке зрения или неправильном пространственном восприятии. К визуальным иллюзиям относятся:

геометрические;
цветовые и контрастные;
движущиеся;
изображения с человеческими лицами;
взаимодействие фигур и фона;
восприятие глубины, размера.

Геометрические иллюзии

Как следует из названия, геометрические искажения не соответствуют реальной геометрии изображения, что приводит к их неправильному толкованию. Существует центральная теория, которая делится на категории:

а) размера и направления: опыт, полученный нами, и физиологические процессы, происходящие в результате нашего восприятия, вносят значительный вклад в неверную оценку нами размера и направления.

К указанной нами категории искажений отнести иллюзию Сандера (на иллюстрации выше): кажется, что две диагональные линии в параллелепипедах разные по длине — в правом диагональ меньше, чем в левом. Но на самом деле, они одинаковые.

б) контрастности размера: нам кажется, что круг некоторого заданного размера в кольце более мелких окружностей имеет меньший диаметр, чем точно такая же фигура, рядом с которой расположены окружности гораздо большего диаметра.

На самом деле в центрах одинаковые окружности.

в) угловая: у таких изображений происходит искажение под воздействием угла обзора. Например, «фигура Золлнера». Кажется, что длинные диагональные линии, которые внезапно прерываются короткими отрезками, не параллельны друг другу.

Перемена направления отрезков, расположенных под острым углом к линиям, взывает к пространственному восприятию, и кора головного мозга воспринимает картинку с геометрической точки зрения некорректно.

Что есть реальность, а что иллюзия? Эти вопросы занимали головы мудрецов уже с древних времен и продолжают занимать и в наши дни.

В результате этих размышлений в эпоху Возрождения зародилось целое искусство анаморфных рисунков , создаваемых с определённым подходом, основанным на эффекте оптического искажения.

Этот приём стар как мир, но в последнее время он заинтересовывает всё больше современных художников и находит реализацию в различных проявлениях.

Самой удивительной вещью в этом художественном направлении является то, что рисунки на первый взгляд выглядят совершенно непонятно, деформированно, неправильно, и можно только догадываться, что скрывается в образе.

Единственное, что поможет в этой ситуации разглядеть реальный сюжет, это цилиндр с отражающей поверхностью, который нужно поставить в правильное место.

Взаимодействие фигур и фона

Когда дело доходит до восприятия оптических искажений, нет никаких доказательств, что есть существенные различия между мужчинами и женщинами. Однако, они воспринимаются по-разному в зависимости от того, сколько вам лет.

Маленький ребенок, ещё не испорченный окружающим миром, видит плавающих дельфинов и больше ничего. Для взрослого здесь есть фактор внезапности, ведь то, что вы ожидали увидеть — не то, что на самом деле изображал художник.

Польза для науки

Хотя на первый взгляд такие картинки – ерунда, просто развлечение, но благодаря оптическим искажениям ученые могут наиболее точно понять, как работает человеческий мозг.

Например, повреждение мозга может привести к изменению поведения человека, а наблюдение пациента за визуальныи искажением может помочь врачам определить повреждённую область.

В 2010 году в конкурсе «Illusion Contest» первое место занял Кокити Сугихара, который соорудил бумажную конструкцию с четырьмя наклонными желобами.

Кажется, что шарики нарушают законы гравитации и катятся вверх, но это не так.

Кратковременная галлюцинация

Рассмотрим пример оптического искажения, которое приводит к кратковременной галлюцинации.

Это видео было специально разработано для того, чтобы провоцировать краткосрочную, вызванную естественным путём галлюцинацию. Разверните его на полный экран и поставьте самое высокое разрешение (720p HD) для того, чтобы насладиться максимальным эффектом.

Прочитайте вслух все буквы, которые появляются на экране, и постарайтесь не ошибиться. Когда видео закончится, посмотрите вокруг себя.

Предупреждение : Не смотрите это видео, если вы страдаете светочувствительной эпилепсией.

«Какой квадрат светлее? Какая линия из двух длиннее?» Каждый, кто когда-либо сталкивался с подобными изображениями, знает, что это вопросы с подвохом.

Верхний обведённый квадрат на шахматной доске кажется нам более тёмным, чем нижний. Однако оба квадрата одинакового цвета.

Наш мозг не сравнивает цвета, он анализирует ситуацию.

Обе линии также одинаковой длины. Мы можем их измерить вручную, ведь глаза и мозг отказываются в это верить.

«Наклонённая и сильно наклонённая башни»

Пожалуй, это самая удивительный визуальный обман, потому что она так проста и в то же бросается в глаза.

Верьте или нет, но оба изображения знаменитой Пизанской башни, который вы видите рядом друг с другом, полностью идентичны.

Тем не менее, на картинке справа кажется, что она наклонена сильнее, верно? Мозг предполагает, что линии башен должны сойтись в одной точке согласно правилам перспективы, а так как этого не происходит, он считает их не параллельными.

Кого вы видите на следующем изображении: молодую девушку или парня?

Ричард Рассел, который занимается созданием зрительных иллюзий, обнаружил, что просто изменяя относительный контраст глаз и рта, можно из лица девушки сделать мужское. В остальном обе фотографии идентичны.

Необычная деревня

Город Веркорен в швейцарских Альпах стал «полотном» для оптической иллюзии автора Феличе Варини в реальной жизни.

Если встать в определённой точке, то можно увидеть нарисованные поверх домов круги, а сам город выглядит плоским, как на открытке. С других мест видны лишь обрывки линий и дуги.

Безумные формы

Итак, мы увидели достаточное большое количество картинок зрительной иллюзии различного типа. Изображения-миражи развлекают людей, но также помогают объяснить работу человеческого мозга. С каждым годом появляется всё больше примеров тому феномену, а отдельные образцы становятся хитами интернета.

Напоследок посмотрите ещё одно видео. Даже несмотря на то, что вы поймёте, за счёт чего создаётся эффект 3Д, не мешайте своему мозгу, чтобы он внезапно,«щелк», и погрузился в созидание трёхмерных гаек, которых там на самом деле нет.

Примеры зрительных иллюзий в жизни

Вы наверняка много раз встречали зрительные иллюзии, но не знали, что это они: в школьных заданиях, в тестах при приеме на работу и на различных сайтах в интернете. Рассмотрим самые популярные и интересные виды зрительных иллюзий.

Иллюзии зрительного восприятия

Основная характеристика иллюзий заключается в частичном искажении формы, размера и других параметров объекта. Наверняка, о многих иллюзиях вы узнали еще в школе. Самая популярная: на фоне кривых изображены линии, которые кажутся выпуклыми. На самом деле 2 линии параллельны. В психологии этот эффект называется иллюзией Геринга (или иллюзией веера).

В учебнике по математике можно встретить разновидности этой зрительной иллюзии. На всех фоном выступают линии, расположенные в форме веера. Такие явления относятся к зрительным искажениям. Математический пример — это иллюзия Цельнера. Изображены линии, зачеркнутые небольшими расходящимися отрезками. Кажется, что линии направлены в разные стороны, хотя на самом деле они параллельны. К иллюзиям относятся и многие другие эффекты.

Иллюзии восприятия размеров. Какой квадрат больше: белый на черном фоне или черный на белом? Какой предмет больше: окруженный маленькими или большими кругами? Эти загадки тоже есть в учебнике за 2 класс. Ответ и на первый, и на второй вопрос одинаков: они равны. Эти иллюзии основаны на том, что светлое всегда кажется больше. Подобные законы восприятия широко применяются в подборе гардероба и в дизайне интерьеров.
Цветовые иллюзии. В интернете часто публикуют яркие картинки с предложением посчитать, сколько на них оттенков. Фигуры расположены и окрашены так, что легко запутаться. Ответ прост: обычно использовано всего 2 цвета.
Перевернутые картинки. Еще один популярный вид интернет-развлечений, который вы могли встретить и в учебнике за начальный класс. Портреты старухи и молодой женщины, студента и профессора, солдата и лошади — все это оптико-геометрические иллюзии. Есть разновидность — двойственные изображения. Для того чтобы рассмотреть, их не нужно переворачивать. Отойдите на расстояние и увидите картинки, которые не видны при первом рассмотрении.
«Смотрите в течение минуты на это изображение и не моргайте» — пожалуй, каждый из нас хоть раз проходил подобный тест. Такие оптические иллюзии имеют научное название — эффект последействия. Примеры: лампочка, которая «загорается», полосы, меняющие цвет и пр.
Двигающиеся картинки. Если смотреть на них несколько секунд не отрываясь, то может показаться, будто они двигаются. Такой эффект создается при помощи геометрических фигур, расположенных определенным образом.

Это основные иллюзии, но их намного больше. Как они возникли? Почему наш глаз может видеть 2 изображения в одном?

Природа зрительных иллюзий

Феномен иллюзий легко объясняется с научной точки зрения. Исследовательская работа на эту тему может быть создана даже школьником. Ответим на вопрос: каково устройство глаза? Иными словами, как мы видим? Свет проходит через зрачок и хрусталик. Затем с помощью сетчатки передается импульс нерву. Мозг считывает этот импульс и воспроизводит зрительный образ. Но этот образ несовершенен: картинка перевернута, размыта и находится в непрерывном движении. Мозгу постоянно приходится соотносить 2 изображения: из левого и правого глаза. Поэтому мозг легко обмануть. Так возникают иллюзии. Существует несколько основных явлений, а иллюзии являются их производными.

Иррадиация. Это явление лежит в основе иллюзий восприятия размеров: квадраты и полосы на белом и черных фонах. Из-за особенностей строения хрусталика светлые поверхности кажутся нам больше.
Эффект слепого пятна. Слепое пятно — это маленький нечувствительный отрезок в глазе. Поэтому иногда мы не замечаем часть изображений. Этот эффект лежит в основе картинок, в которых исчезает один элемент, если долго смотреть на него одним глазом.
Астигматизм — это врожденный дефект зрения, который встречается у 99% людей. Он заключается в неровности роговицы или хрусталика. Если вы будете вращать перед собой изображение черных линий, при этом один глаз будет закрыт, то линии будут размываться и исчезать.
Феномен перцептивной готовности. Другое название — иллюзия переработки информации. Наверняка вы замечали, что на восприятие влияют не только объективные, но и субъективные факторы (накопленный жизненный опыт, настроение, природное воздействие и пр.). Примеры этого явления в повседневной жизни можно встретить в работе корректора: он так быстро находит ошибки в тексте, что многим это может показаться чудом.

Феномен зрительных иллюзий был известен еще в древности. Наблюдая за жизнью животного мира, ученые обратили внимание на необычное явление. Некоторые животные обладают врожденной способностью подстраиваться под окружающую среду, сливаться с ней. Например, белая окраска у полярных животных (медведи, совы), песочный цвет шкуры у зверей, обитающих в пустыне (ящерицы, лисицы). Обнаружение этой особенности и положило начало изучению иллюзий. Позже это явление получило научное название — мимикрия. Она может проявляться не только в окрасе, но и в форме тела и даже звуках у животных.

Какова роль иллюзий в повседневной жизни? Современное исследование показывает, что они хорошо влияют на наше здоровье. Во-первых, упражнения отлично тренируют глазные мышцы, улучшают зрение. Во-вторых, они положительно сказываются на нашем внимании.

Кроме того, иллюзии применяются во многих сферах: искусство, мода, дизайн интерьеров.

Применение иллюзий в одежде

Наверняка вы слышали, что горох и белый цвет полнят, а для того чтобы выглядеть визуально стройнее, лучше надевать одежду с вертикальными полосами. Это и есть зрительные иллюзии в одежде. Существует много принципов, способных значительно улучшить внешний вид. Этого возможно достичь, используя иллюзии зрительного восприятия.

Одежда с принтом полнит. Это не значит, что необходимо полностью отказаться от таких тканей. Применение этого принципа даст отличный визуальный эффект: скорректирует особенности любого типа фигуры. Например, у вас узкие плечи и небольшая грудь, а бедра полные. В этом случае носите блузы с принтами или декором и однотонные юбки и брюки. Так ваша фигура станет более гармоничной. И наоборот, чтобы визуально сузить верхнюю часть тела, надевайте яркие юбки и однотонные рубашки.
Полоска стройнит. Всем известное правило имеет несколько нюансов. Если сами полосы или расстояние между ними большие, то полную фигуру они сделают еще шире. Узкая полоска действительно поможет выглядеть вам стройнее. Существует разновидность этого правила, используемого в моделировании одежды: использование контрастных тканей по вертикали. Если вы наденете платье, которое слева темнее, а справа светлее (или наоборот), то будете выглядеть стройнее и выше.
Маленькое уменьшает, а большое увеличивает. Применение этого закона распространено в подборе аксессуаров. Чтобы подчеркнуть изящную шею, выбирайте блузы с большим вырезом. Для маленькой головы больше подойдут широкополые шляпы.
Отвлечение. Эта категория заключается в следующем: направьте зрение людей на преимущества вашей фигуры. Например, подчеркните узкую талию ярким ремнем. Наденьте платье с декольте, чтобы выделить эту зону. Это тоже иллюзии зрительного восприятия в одежде. Мы часто используем их в повседневной жизни: собираясь на работу или мероприятие, но редко задумываемся над тем, что применяем обман зрения.
Оптикогеометрические иллюзии тоже часто применяются в сфере моды и стиля. Если хотите визуально стать стройнее, то выбирайте платье с постепенно уменьшающимся принтом: как будто картинки уходят в пространство. Так вы будете казаться худее и выше.
Замкнутый контур. Человек в одежде с таким контуром кажется стройнее. Например, блуза с длинными рукавами и высокой горловиной сделает вас ниже, а вашу шею короче. Невысоким женщинам следует отдавать предпочтение платьям и рубашкам с глубоким декольте. Водолазки больше подойдут тем, у кого широкие плечи.

Научившись применять оптические иллюзии в одежде, можно каждый день выглядеть по-новому, выгодно подчеркивать достоинства фигуры и скрывать недостатки. А главное — вы начнете относиться к себе по-другому: станете увереннее и счастливее.

Иллюзии в интерьере

Оптико-геометрические иллюзии очень часто применяются дизайнерами для создания интерьеров. Не все могут позволить себе идеальную квартиру. Часто приходится находить компромиссы, пытаться выгодно использовать каждый метр площади. Оптико-геометрические иллюзии могут в этом помочь. Какие из них актуальны для интерьера?

Светлое кажется больше. Это распространенное правило известно многим. Смело покупайте светлые обои, если у вас небольшая квартира. Добавить яркость интерьеру можно с помощью аксессуаров. Еще один прием: сделать одну из стен в комнате контрастной. Этот тренд все чаще становится частью современного дизайн-проекта.
Полосы удлиняют. Орнамент из вертикальных и горизонтальных полос расширит пространство. В маленьких помещениях лучше не клеить обои в полоску на все стены. Использование небольшого фрагмента будет выглядеть лучше. Линии можно использовать и как яркий элемент, который отвлекает внимание. Картина с уходящим в глубину узором, стена с неровными полосами — эти иллюзии заберут внимание на себя. Так вы скроете недостатки комнаты.
3D обои и 3D полы сейчас на пике популярности. Они оказывают влияние на восприятие пространства. В небольшой комнате наклейте на одну стену фотообои: они сильно увеличат пространство.
Иллюзии могут быть основой для дизайна мебели и предметов декора. Невидимые полки, зависший стол — эти предметы являются своеобразным арт-объектом вашего интерьера. Они приковывают взгляд, и недостатки помещения перестают быть заметными.
Световые эффекты тоже влияют на наше впечатление от помещения. Например, если в комнате есть громоздкие элементы, подсветка «облегчит» интерьер, придаст ему воздушность.
Изображение иллюзий — отличный вариант для того, чтобы создать интересный и необычный интерьер. Картина, постер, ковер, в которых скрыта иллюзия, станут не только украшением комнаты, но и развлечением для гостей. Можно потратить много времени, чтобы разгадать загадку, которую скрывает объект.

Психология подарила нам много способов украсить наши дома. Главное — не увлекайтесь. Пусть в комнате главным будет только один яркий элемент, а остальные — нейтральными. Не забывайте: дом — это место, где хочется отдыхать.

Иллюзии и искусство

Мало кто знает, что иллюзии в искусстве существовали как отдельное направление. В XX веке появился оп-арт, или оптическое искусство. Художники, принадлежавшие этому направлению, использовали в своих работах оптические, пространственные иллюзии и множество других. Мастера видели своей целью заставить работать фантазию человека, представлять необычные образы. Произведения этого направления будто играют с нашим зрением, обманывают его.

Для создания подобных эффектов используются различные материалы: стекло, пластик, ткань. Дезориентирование зрения напрямую влияет на нервную систему человека. Поэтому презентации объектов этого направления часто сопровождались скандалами: посетители могли упасть в обморок, у многих начинала кружиться голова.

Это направление не теряет актуальность до сих пор. Сегодня принципы оп-арта часто используются в рекламе. Можно обнаружить его влияние и в других сферах: фотография, скульптура, графика.

Но задолго до ХХ века художники активно прибегали к зрительным иллюзиям, а иногда делали их основой своего творчества. Итальянский художник Джузеппе Арчимбольдо стал известен благодаря перевернутым картинкам. Он изображал овощи, фрукты, цветы так, чтобы из них получался образ человека. Если картину перевернуть, то мы увидим натюрморт. Часто применяли иллюзии в своем творчестве сюрреалисты. Одни из самых известных: Рене Магритт и Сальвадор Дали. Например, в работе Дали «Исчезающий образ» в зависимости от ракурса будут видны лицо художника или фигура женщины. Неакадемическая геометрия, несуществующие фигуры, превращения — вот не полный список того, что использовал в своем творчестве нидерландский художник Мауриц Эшер.

Современное искусство

Тим Нобл и Сью Вебстер — современные британские мастера. На первый взгляд может показаться, что их инсталляции и презентации не имеют смысла. Но когда на объекты направляется свет, то возникают необычные тени. В музее можно провести много времени, рассматривая их.

Лю Болинь — художник, который не использует привычные материалы. Окружающий мир — вот его холст. Мастер выбирает объект в городской стене (стена, магазин и пр.) и сливается с ней. Делает он это при помощи ассистентов: они закрашивают художника, пока тот много часов стоит неподвижно. Его презентации необычайно популярны в интернете.

В Москве существует несколько Музеев оптических иллюзий: недалеко от Старого Арбата, на ВДНХ, возле ЦДМ. Самый первый (bestmuseum.ru) открылся в 2014 году.

Внеклассное мероприятие по математике

Тема: геометрические иллюзии: соотношение фигуры и фона.

Цель: познакомить с геометрическими иллюзиями.

развивать исследовательские умения

формировать навык взаимодействия в группе при изучении нового материала

воспитывать чувство взаимопомощи.

Ход урока

1.Организационный момент.

2. Иллюзия – искаженное восприятие реально существующих объектов и явлений.

Задание. Начертите в тетради две прямые по 4 см.

-------------------

Какой отрезок длиннее?

Как доказать?

3. Исследовательский вопрос урока: могут ли глаза обманывать?

Задание 1.

Что изображено на рисунке?

Иллюзия восприятия размера

Задание 2.

Какой из внутренних квадратов больше? Черный или белый?

Как это проверить?

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 наибольше 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.

Задание 3.

Какой круг больше? Тот, который окружен маленькими кругами или же тот, который окружен большими?

Как это проверить?

Они одинаковые

Задание4.

Какая из фигур больше?

Как это проверить?

Вывод: существует иллюзия восприятия размера .

Иллюзия перспективы

Задание 1.

Какой человек выше?

Как это проверить?

Они абсолютно одинаковые.

Задание 2.

Что можно сказать о росте людей на заднем и переднем планах?

Человек на заднем плане и карлик на переднем – одного роста.

Как это проверить?

Вывод: существует иллюзия перспективы.

Физкультминутка.

Зрительные искажения

Задание 1.

Параллельны ли горизонтальные линии?

Как это проверить?

Задание 2.

Иллюзия Перельмана

Параллельны ли буквы друг другу?

Как это проверить?

Задание 3.

Какая фигура внутри круга?

Как это проверить?

Квадрат только кажется искаженны

Задание 4.

На много ли больше эта фигура по высоте, чем по ширине?

Как это проверить?

Вывод: существуют зрительные искажения.

Иллюзии цвета и контраста

Задание 1.

Иллюзия мерцающей решетки

Вывод: существует иллюзия цвета и контраста.

Иллюзия движения

Задание 1.

Смотрите на черную точку в центре и, не отрывая взгляда, подвигайте головой вперед-назад. Что вы видите?

Круги вокруг точки движутся.

Создание собственной иллюзии.

Задание 1.

Начертить в тетради 4 параллельных прямых на расстоянии 5 мм. Нанесите штриховку.

Параллельные ли прямые? Докажите.

Эффект последействия

Задание 1.

Если пристально смотреть на черную точку, стараясь не отводить от нее глаза, то спустя примерно 30 секунд черные и белые части изображения начнут колебаться. Если перевести после этого взгляд на белую точку, то можно увидеть набор белых квадратов на черном фоне (т.е. последовательный образ), наложенный на настоящий рисунок. Этот последовательный образ будет все время смещаться по рисунку, как бы вы ни старались удержать его на месте.

Задание 2.

Иллюзия «Явления Иисуса»

В течении 30 секунд непрерывно смотрите на четыре точки в центре картинки. Затем закройте глаза и поверните голову в сторону света.

4. Подводя итог урока, ученики отвечают на вопрос: могут ли глаза обманывать.

Могут ли глаза не увидеть изображения?

Ответ: могут

Слепое пятно.

Слепое пятно́ (оптический диск) - имеющаяся в каждом глазу здорового человека область на сетчатке, которая не чувствительна к свету. Нервные волокна от рецепторов к слепому пятну идут поверх сетчатки и собираются в зрительный нерв, который проходит сквозь сетчатку на другую её сторону и потому в этом месте отсутствуют световые рецепторы. Многими такое строение глаза хордовых рассматривается как иррациональное, а следовательно, как одно из доказательств эволюции. Однако есть убедительное объяснение (не имеющее целью опровергнуть эволюционное учение) обоснованности именно такого строения: фоторецепторы зрительного анализатора большинства живых существ требуют большое количество энергии для своей работы в условиях избыточной зрительной стимуляции, что бы приводило к быстрому истощению фотопигментов, если бы пигментный эпителий, выполняющий трофические функции, располагался бы за слоями нервных клеток. У головоногих, например осьминогов, нервные волокна собираются в зрительный нерв по другую сторону от слоя светочувствительных клеток и слепых пятен в их глазах нет, однако многообразие зрительной стимуляции, которой подвергаются наземные животные, накладывает несоизмеримо большую нагрузку на фоторецепторы, что и объясняет разницу оптимального строения сетчатки.

Слепые пятна в двух глазах находятся в разных местах (симметрично), поэтому при нормальном использовании обоих глаз они незаметны; кроме того, мозг корректирует воспринимаемое изображение; потому для обнаружения слепого пятна необходимы специальные приёмы. Со стороны носа, а следовательно вне оптической оси глаза, к area centralis примыкает зрительный диск, где собираются зрительные нервные волокна, покидающие глаз в составе зрительного нерва. Эта область лишена фоторецепторов, нечувствительна к свету и именуется слепым пятном.

Геометрические иллюзии

Геометрия - это наука, занимающаяся изучением формы предметов, определяющая их размеры и взаимное расположение. Поэтому из всех оптических иллюзий я выделила геометрические, то есть те, которые связаны с изображением геометрических фигур на плоскости – это иллюзии размера, формы и параллельности.

Иллюзия размера

Какой из внутренних квадратов больше? Черный или белый?

На самом деле они одинаковые.

Эта иллюзия основана на явлении иррадиации. Явление иррадиации состоит в том, что светлые предметы на темном фоне кажутся больше, чем на самом деле, они 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.

Вот несколько примеров иллюзии размера.

а) Иллюзия Болдуина

Какая линия больше А или Б?

Они абсолютно равны, хотя линия Б кажется гораздо длиннее.

б) Иллюзия Мюллера-Лайера (Franz Muller-Lyer, 1889)

(перенесение свойств целой фигуры на ее отдельные части)

Какой из горизонтальных отрезков длиннее?

Они все равны.

Другие примеры иллюзии размеров смотрите в приложении 2.

Вывод:

Рассмотрев разные варианты геометрических иллюзий размера, я выделила несколько принципов их построения:

Влияние фона или окружения объекта.

Если вокруг объекта разместить объекты большего размера, то первый объект будет казаться меньше. Если добавляемые объекты будут меньше по размеру от исходного, то он станет визуально больше.

Применение опыта из повседневной жизни.

В обычной жизни мы привыкли к определённым свойствам различных объектов. Так например, при удалении предмета, он кажется все меньше и меньше. Поэтому художники, создавая свои картины используют перспективу для более реалистичного изображения предметов. А вот иллюзии, воспроизводящие перспективу, искажают реальные размеры фигур.

Использование явления иррадиации.

О нём мы уже знаем. Просто помещаем светлые фигуры на тёмный фон, а тёмные на светлый. Иллюзия готова.

Перенесение свойств целой фигуры на ее отдельные части.

Если объекты, которые нужно преобразовать в иллюзию, сделать частью другой фигуры, то они могут перенять её свойства.

Параллелограмм Зандера (1926): Какой отрезок длиннее AB или BC?

На самом деле, отрезки AB и BC равны.

Расположение предметов.

Узкие фигуры в вертикальном положении кажутся больше, чем в горизонтальном.

Иллюзии параллельности.

Параллельные прямые - это две непересекающиеся прямые, лежащие в одной плоскости.

Иллюзии данного вида искажают параллельность. Прямые кажутся нам не параллельными, а вогнутыми или выпуклыми кривыми.

а) Иллюзия Геринга (иллюзия веера)

Прямые, на самом деле, параллельны.

б) Иллюзия Вундта (1896)

Линии в центре, в действительности, параллельны.

г) Иллюзия Цолльнера (Zolliner, 1860).

Параллельные прямые кажутся изогнутыми.

Другие примеры иллюзии параллельности смотрите в приложении 2.

Вывод:

Рассмотрев разные варианты геометрических иллюзий параллельности, я выделила несколько принципов их построения:

Влияние фона или окружения.

а) Острые углы, помещённые между двумя параллельными прямыми, визуально делают их выпуклыми; тупые углы - вогнутыми.

б) Перечёркнутые наклонными штрихами, часто и в разные стороны, параллельные линии перерастают нами восприниматься, как параллельные, кажется, что они могут пересечься.

в) Перенос свойств целой фигуры на ее отдельные части.

В данной иллюзии центральные части ломаных линий параллельны. Однако из-за их расположения, визуально они кажутся пересекающимися, если их продлить.

3. Иллюзии формы

Под этими иллюзиями я понимаю невозможные фигуры или импоссибилизм. Этот термин был введен в обращение Тедди Бруниусом, профессором искусствоведения Копенгагенского университета. Импоссибилизм, это изображение предметов, которые кажутся реальными, но не могут существовать в физической реальности.

Основоположником "невозможных фигур" по праву считается швед Оскар Рутервард. Родился он в 1915 году в Стокгольме. В 1934 году создал первую невозможную фигуру - невозможный треугольник, составленный из набора кубиков. За годы своего творчества он создал более 2500 невозможных фигур. Все они выполнены в японской (параллельной) перспективе.

Его первая невозможная фигура появилась случайно, когда он в 1934 г. в последнем классе гимназии на уроке "чиркал" в учебнике латинской грамматики, рисуя в нем геометрические фигуры. Это был псевдотреугольник, который получил у математиков называние треугольника Рутерсварда.

а) Треугольник Рутерсварда.

б) Независимо от Рутерсвэрда английский математик и физик Роджер Пенроуз повторно открывает невозможный треугольник и публикует его изображение в британском журнале по психологии в 1958 г. В иллюзии использована «ложная перспектива».