Основи зорового сприйняття форми.

Наукове дослідження геометричних оптичних ілюзій було почато Оппелем в 1854 році. Потім протягом півстоліття з'явилося близько 200 наукових праць на цю тему, що належать перу багатьох видатних учених, у їхньому числі Вундт, Цолльнер, Поггендорф, Гельмгольц. В основному в цих роботах робилися спроби оптичного й психологічного пояснення численних ілюзій, відомих на той час. До початку нашого століття інтерес до оптичних ілюзій значно знизився, і ця тема аж до останніх років не з'являлася в серйозній науковій літературі. Окремі приклади ілюзій приводилися час від часу в елементарних курсах оптики, цікавих книгах по фізиці й дуже нечисленних коротких статтях. Існує безліч теорій оптичних ілюзій. У минулому столітті вчені в основному цікавилися психологічним аспектом ілюзій, і майже кожен дослідник створював свою власну теорію на цей рахунок. Однак, як не дивно, але, очевидно, нікому з них не спадало на думку, що оптичні ілюзії можуть суцільно й поруч вносити суттєві погрішності в повсякденні наукові спостереження. Ми зацікавилися геометричними оптичними ілюзіями кілька років назад. Випадково довелося натрапити на дуже цікаву ілюзію при вивченні твердості монокристалів. Почавши займатися цією темою, ми незабаром зрозуміли, що ілюзії часто приводили до цілком неправильних кількісних оцінок реальних геометричних величин. Виявилося, що при цьому можна помилитися на 25 відсотків і навіть більше, якщо окомірні оцінки не перевірити масштабною лінійкою. У цій статті коротко описані деякі отримані нами результати. Попередньо скажемо, що тести, які наведені в статті, пропонувалися як досвідченим науковцям, так і досвідченим художникам. І ті й інші помилялися зовсім однаково! Автори одних теорій бачать причину в різній силі м'язів, керуючих рухом очного яблука; інші вважають, що справа в кривизні сітківки; треті говорять, що причина полягає в горизонтальному розташуванні пари наших очей, і так далі. Але які б не були причини, ілюзія зовсім очевидна. Із кривими лініями зв'язана чудова ілюзія, яка може послужити причиною до смішного неправильних оцінок радіуса кривизни вигнутого дзеркала або збільшення лінзи. Ця ілюзія приводить до дуже більших погрішностей при окомірній оцінці характеристик криволінійних поверхонь: помилка при цьому може досягати 100 відсотків! Уже близько ста років відомо, що коли на сітківці ока виникає зображення, що полягає зі світлих і темних областей, світло від яскраво освітлених ділянок як би перетікає на темні ділянки. Це явище називається іррадіацією. У цьому короткому огляді ми показали, що наші окомірні оцінки геометричних реальних величин дуже сильно залежать від характеру фона зображення. Це відноситься до довжин, площ, радіусів кривизни. Можна показати також, що сказане справедливо й відносно кутів, форм і так далі. От, наприклад, дивна ілюзія. Зовсім немислимо повірити в те, що товсті вертикальні лінії всі прямі й, до того ж, паралельні одні одній! Саме геометричне оточення створює в цьому випадку помилкове уявлення про їхнє скривлення. Помилки, що виникають у результаті оптичних ілюзій, можуть бути дуже великими. Проведений аналіз вчить нас, що ніколи не можна обмежуватися оцінкою на око. Потрібно вимірювати, вимірювати й вимірювати. Автор: Самюаль Толанскі

Типи оптичних ілюзій.

Оптичні ілюзії - це оптичний обман нашого мозку. Око бачить, що нарисований один об'єкт, проте мозок розуміє цей об'єкт по-своєму. Коли око одержує картинку - включається велика кількість процесів в нашому мозку. Ми починаємо аналізувати цей процес, як комп'ютер. Починається аналіз розташування основних граней і кутів, структура кольору або позиція джерел світла. І у багатьох випадках цей аналіз несвідомо є неточним - проходить кореція зорових образів. Розрізняють різні типи оптичних ілюзій. Розглянемо деякі з них.

Ілюзії сприйняття кольору - в основі цих оптичних ілюзій лежить те, що об'єкти мають однакове освітлення, але так зображені, що мозок "думає", що вони мають різні відтінки, кольори і т.д

Ілюзії руху - це ілюзії, коли коли статичний і нерухомий рисунок "оживає" і починає рухатись, або починає крутитись в одну, а потім в іншу сторону (яскравим прикладом цього - є ілюзія дівчини, яка крутиться). Є рисунки, які пульсують, хоча насправді - це є статичний рисунок.

Неможливі рисунки - на перший погляд - звичайний рисунок, проте коли придивитися уважніше, можна помітити дуже багато різних парадоксів. Одним з перших почав створювати такі рисунки відомий голандський графік Моріс Корнеліс Ешер.

Ілюзії сприйняття глибини - неадекватне сприйняття елемента і його властивостей. Найбільш вивченими є ілюзії, які утворюються при зоровому сприйнятті двовимірних контурних зображень. Мозок несвідомо бачить рисунки тільки одновипуклі(одновгнуті). Сприйняття залежить від напрямку зовнішнього освітлення..

Ілюзії сприйняття розміру - оковимірні оцінки реальних величин дуже сильно залежать від характеру фону зображення. Це відноситься до довгих, площ, радіусам кривизни, кутів, форм і т.д

Перевернуті зображення - вид оптичної ілюзії, коли від напрямку погляду залежить характер об'єкта, що сприймається.

Стерео-ілюзії - стереопари, що накладені на періодичну структуру дозволяються спостерігати стереозображення так само, як і звичайну стереопару. Періодичне зображення полегшує "розведення" очей (як правило на нескінченність), що після фокусування очей на відстані декілька десятків сантиметрів дає побачити стереозображення. Метод дозволяє частково суміщати зображення стереопари, знімаючи обмеження на їх розмір, але накладає деякі обмеження на зміст рисунків і практично розраховується за допомогою комп'ютерів.

Парейдолічні ілюзії - це ілюзорне сприйняття реального об'єкта. На відміну від подвійних зображень, картинок на розпізнавання образів, де зображення створено спеціально, щоби провокувати виникнення ілюзій, парейдолії виникають при сприйнятті самих об'єктів. Наприклад, при розгляданні візерунків килима чи обоїв, тріщин і плям на стелях, хмарах можна побачити фантастичні пейзажі, обличчя людей, звірів і т.д

Оптичні ілюзії в приміщеннях.

Колір і фактура основних елементів інтер'єра, розміщення світильників і облік напрямку світлових потоків дозволяють зберегти або відкоригувати наявний простір за допомогою зорових ілюзій. Під оптичними ілюзіями розуміються ті зміни в зоровому сприйнятті розмірів приміщення, що виникають під впливом психологічних явищ, контрасту, зорової пам'яті, тобто приміщення віртуально можна поглибити, звузити, розширити, підвищити або понизити.

Для досягнення названих ефектів необхідно знати деякі основні положення.

Горизонтальні смуги «розтягують приміщення, створюючи ефект збільшення площі, але водночас і знижуючи приміщення; вертикальні смуги «стискають» простір, зорово підвищуючи його.

Дрібний орнамент зорово збільшує приміщення, великий - зменшує.

Той самий ефект зниження висоти може бути досягнутий різними прийомами: членуванням поверхні в нижній зоні і застосуванням досить темного кольору для стелі.

Відчутний просторовий ефект дає членування навіть одній з площин. Приміщення може здаватися великим або меншим, укороченим або подовженим.

Якщо згрупувати прийоми, що дають той самий просторовий ефект, то можна сформулювати наступні рекомендації:

Відчуття більшої висоти досягається при фарбуванні підлоги в насичений колір, при використанні контрастного до тла і великого малюнка, при використанні лакованої поверхні, за допомогою підсвітки нижньої зони приміщення.

Ефект зорового збільшення висоти приміщення забезпечується наступними прийомами декорування стелі: пристроєм убудованих світильників, використанням просторової структури підвісної стелі, створенням блискучої поверхні або використанням дзеркального скла, використанням підсвітів у верхній зоні приміщення, що збільшують яскравість стелі

Зорове розширення простору досягається: при контрастному протиставленні кольорів вертикальних і горизонтальних площин, що обгороджують, при зіставленні контрастних фактур.

При використанні оптичних ілюзій для зорового коректування простору значний ефект дає спрямоване застосування освітлювальної системи (зміна яскравості окремих ділянок поверхонь, що обгороджують, використання спрямованих світлових потоків),

Збільшення обсягу приміщення. Сильне рівномірне освітлення обгорожуваних поверхонь.

Зменшення обсягу приміщення. Зменшення яскравості обгорожуючих поверхонь.

Подовження і звуження приміщення. Збільшення яскравості стін, перпендикулярних до напрямку «подовження»; розташування світлових смуг у напрямку «подовження»

Членування приміщення. Різке підвищення яскравості окремих ділянок з використанням колірних контрастів

Збільшення висоти приміщення. Рівномірне підвищення яскравості стелі і верха стін щодо інших поверхонь

Рельєфність стін. Підвищення яскравості окремих ділянок стін для створення світлових плям, ритмічне висвітлення стін світлом двох різнобарвних джерел

Використання вертикалей у декорі стін зорово збільшує висоту приміщення. Цей же ефект зберігається, якщо вертикаль присутня у вигляді вертикально витягнутих картин, у вертикальній формі світильників, вертикальному розташуванні смуг в оббивній тканині. На силі зорового ефекту тут позначається явище перебільшення вертикальних відрізків - з двох рівних за величиною відрізків вертикальний відрізок прямій здається довшим горизонтального. Інтер'єр, з використанням вертикалей у декорі здається вище інтер'єр з горизонтальним і діагональним членуванням площин.

Якщо житлову кімнату піддають «розтягуванню» уздовж джерела денного світла, тобто паралельно стіні з вікном, то для групи меблів, що примикають, використовується декоративна тканина з активно вираженими горизонтальними смугами, горизонтальним малюнком на килимі. Білі предмети на темному тлі зорово «розсовують» простір, розширюючи і подовжуючи його. Картаті, смугасті, заповнені рапортним малюнком ділянки здаються більшими, ніж однакові з ними за розміром однотонні

Питання для перевірки знань: