Исследовательская работа. "Оптические иллюзии

Оптические иллюзии

Или обман зрения

Выполнила:

Ученица 9класса

Рахманова Зина Андреевна

Введение­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­__________________________________________________ 3

1. Некоторые виды оптических иллюзий______________________ _ 4-10

Экспериментальные исследования восприятия иллюзий_________ 11-13

Создание фотографий с оптическими иллюзиями _____________ 14

Заключение ____________________________________________ 15

Список литературы_________________________________________16

Приложение_______________________________________________17-28

ВВЕДЕНИЕ

Выражение «обман зрения» в жизни встречается очень часто. К сожалению, наш глаз не точный прибор в мире, поэтому и ему свойственно ошибаться. Эти ошибки называют оптическими иллюзиями. Попросту говоря – это неверное представление реальности. Их известно очень большое количество, и все они не разные, как и причины, их возникновения.

Часто то, что мы видим обманчиво, и многое оказывается совсем не тем, чем кажется на первый взгляд. Даже самые простые вещи могут таить в себе самые неожиданные открытия, нужно только присмотреться.

Но стоит ли доверять всему, что мы видим? Можно ли увидеть то, что никто не видел? Правда ли, что неподвижные предметы могут двигаться? Каково разнообразие оптических иллюзий? Мне очень хочется найти ответы на все поставленные вопросы, поэтому я решила провести исследование «Обман зрения» и разобраться в этом вопросе.

Цель : которую я перед собой поставила в исследовании - Выяснить, что лежит в основе оптической иллюзии - чудеса или наука?

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие

Задачи:

1. Подобрать материал о видах оптических иллюзий, причинах их возникновения.

2. Провести исследование, в ходе которого можно будет определить процент объективности восприятия объекта учащихся в 9 классе и учителей.

3. Научиться управлять иллюзиями.

Объект исследования - оптические иллюзии.

Предмет исследования - причины возникновения оптических иллюзий.

Гипотеза исследования – в основе иллюзий лежат обычные природные явления.

Некоторые виды оптических иллюзий.

Изучая данный вопрос в энциклопедической литературе и в Интернет-сети, я выяснила, что в переводе с латыни слово "иллюзия" означает "ошибка, заблуждение". Это говорит о том, что иллюзии с давних времен означает некие сбои в работе зрительной системы. Во второй половине 19 - начале 20 веков было создано множество тестовых изображений, которые говорят об ошибках того что мы на них видим. ОПТИЧЕСКАЯ ИЛЛЮЗИЯ-это впечатление о видимом предмете или явлении, несоответствующее действительности, т.е. оптический обман.

Оптические иллюзии делятся на три вида:

· естественные, или созданные природой;

· искусственные, или придуманные человеком;

· смешанные, то есть естественные иллюзии, воссозданные человеком.

Виды оптических иллюзий:

Естественные оптические иллюзии

Миражи

Мираж – это игра световых лучей. Слово “мираж” происходит от

французского слова и обозначает “отражать, как в зеркале”, причем в роли

“зеркала” выступает… воздух. Миражи принято делить на три класса.

К первому классу относят нижние миражи – перевернутое изображение

предметов. Оказывается, воздух состоит из слоев, которые имеют разную

температуру и плотность. Когда лучи переходят из одного слоя в другой, они начинают преломляться, а если разница температуры слоев большая, то лучи

вообще начинают отражаться, при этом, создавая иллюзии, которые

называют миражами. Так, например, в пустыне песок раскаляется

под солнцем, нижний слой воздуха нагревается и начинает отражать

предметы, как зеркало. Нижние миражи можно наблюдать также на

раскаленной солнцем асфальтовой дороге.

К миражам второго класса относят верхние миражи. Они менее распространены и более живописны, чем нижние. Верхний мираж возникает, 6когда слои воздуха возле земли гораздо холоднее, чем верхние: изображение отрывается от земли и повисает в воздухе, иногда оно бывает перевернутым.Верхний мираж может описать дугу и вернуться на землю через сотни километров.(Над морем создаются идеальные условия для образования верхнего миража. Поэтому моряки часто видят корабли, повисшие в воздухе, и даже корабли, находящиеся далеко за горизонтом. Существуют еще боковые миражи. Они похожи на нижние, только в

этом случае все отражается не от земли, а от нагретой солнечными лучами

стены. Миражи третьего класса или фата-моргана – это таинственное явление,

которое нельзя объяснить никакими законами физики.

Тысячи туристов и жителей восточно-китайского города Пенглайв

2006 году стали свидетелями редкого явления - огромного миража

Туман, нависавший над берегом, создал иллюзию изображения города с

современными высотными зданиями, широкими городскими улицами, 7

шумными автомобилями и толпами людей, которые были четко видны.

Мираж длился несколько часов, а до его появления 2 дня шли проливные

дожди. Одним из лучших мест в мире для наблюдения миражей является

Аляска. Чем злее стужа на Аляске, тем четче и красивее возникают в небесах

Слепое пятно

В процессе исследования я узнала удивительные особенности строения нашего глаза. Так, например, существует слепое пятно глаза, открытое французским физиком Мариоттом в 1668г. Слепое пятно – это место сетчатки, где зрительный нерв, вступает в глазное яблоко. Известен рисунок Мариотта для нахождения слепого пятна. Если смотреть на крестик правым глазом (левый глаз должен быть закрыт), приближая или отдаляя рисунок от глаза, наступает момент, когда черный кружок не виден. Получается, что из-за слепого пятна я должен видеть окружающий мир с пробелами? Оказывается, нет! У нас два глаза, поэтому, когда изображение попадает в зону слепого пятна одного глаза, второй глаз видит все подробности.

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 8

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.

На этом этапе исследования я сделал для себя еще одно открытие -

человек-невидимка из романа английского писателя Герберта Уэллса не мог

видеть! У него прозрачны и зрачок, и хрусталик, поэтому лучи через глаза

невидимого человека проходят без препятствий и не могут собраться в одну

точку, чтобы создать образ на сетчатке. Таким образом, человек – невидимка

должен быть слеп.

Иллюзия восприятия размера

Одной из самых известных иллюзий восприятия размера является иллюзия Мюллера-Лайера. Посмотрев на этот рисунок, многие скажут, что отрезок со стрелками наружу длиннее отрезка со стрелками, направленными внутрь. На самом деле отрезки равны.

Два совершенно равных кружка в середине воспринимаются как разные по величине в зависимости от того, окружают ли их большие или меньшие кружки.

Иллюзия с кружками объясняется действием закона контраста, предмет будет казаться больше своей реальной величины на фоне мелких предметов, и наоборот.

Еще один пример такого вида иллюзии – иллюзия Понцо. Всем очевидно, что дальний отрезок 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.

Искажение формы предметов .

Параллельные линии будут восприниматься как непараллельные, если их рассматривать на фоне взаимно пересекающихся косых линий. Круг теряет свою правильную форму, если его рассматривать на фоне кривых линий.

Этот вид иллюзий находит свое объяснение в том, что резко выраженные особенности фона влияют на восприятие расположенных, на этом фоне предметов.

Переоценка вертикальных линий. Из двух линий одинакового размера вертикальная всегда воспринимается зрительно, как значительно большая по сравнению с горизонтальной. В связи с этой иллюзией высота предметов кажется нам больше ее действительной величины. (Женщина справа кажется ниже и толще).

Движущиеся иллюзии.

Неподвижное изображение кажется движущимся. Одно и то же вращающееся изображение может вращаться в разные стороны.

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

Иллюзия восприятия цвета

Важнейшим свойством нашего глаза является его способность различать цвета. Но и здесь иллюзиям удалось меня обмануть. На рисунке среди полос синего и желтого цвета я увидел два оттенка красного и два оттенка зеленого цвета, хотя реально есть только один красный и один зеленый цвет. Ошибка возникла из-за яркости фона и цвета окружающих предметов.

В решетке Геринга на пересечении белых полос, за исключением того пересечения, на котором я фиксировал взгляд, были видны маленькие серые пятна. Получается, можно увидеть то, чего нет!?

Иллюзия движения

Иллюзии движения - 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. Попробуйте поднести палец к виску. Вы не будете его видеть. Но стоит пошевелить пальцем, и движение будет замечено, хотя зрительная система и не сможет распознать, что же там мелькает. Известный создатель иллюзий движения А.Китаока проводил исследования и выяснил интересные факты. Оказывается, некоторые люди иллюзию движения увидеть не могут (по некоторым оценкам, их около 5%).

Другой факт не менее интересен: пожилые люди чаще, чем молодые не видят движение.

Искусственные иллюзии

Двойственные изображения

Двойственные изображения - это изображения, в которых человек выделяет для себя либо фон, либо фигуру в зависимости от его восприятия картинки.

Изображения – перевёртыши

Как ни крути, как не переворачивай изображения-перевертыши, а картинки местами не меняются.

Невозможные фигуры и объекты

Существует огромный класс так называемых "невозможных фигур", ошибочно или умышленно нарисованных с ошибками, в результате чего возникают забавные визуальные эффекты.

Распознавание образов

Иллюзии распознавания образов характеризуются тем, что порой на изображении очень сложно определить то, что на нём изображено.

Иногда сам основной рисунок не позволяет увидеть дополнительное изображение, иными словами не позволяет распознать образ. Если же всё-таки изображение распознано, при последующих просмотрах картинок его уже можно увидеть без труда.

Смешанные иллюзии

Это, пожалуй, самый большой раздел иллюзий. Он включает в себя и известные иллюзионные картинки, различные модели, и естественно этот “обман” создается человеком. Ярким примером смешанной оптической иллюзии являются потрясающие рисунки на асфальте, которые под определенным углом просмотра смотрятся очень эффектно!

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 Одессе есть очень популярная достопримечательность «Ведьмин дом». Оптическая иллюзия плоского дома создается благодаря тому, что боковые стены дома построены под острым углом. Рассматривая дом таможни в Австралии, кажется, что этажи то расширяются, то сужаются, хотя каждый этаж дома одинаковой высоты.

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. Контрастные вертикальные полосы, идущие по внешним бокам одежды, делают силуэт приталенным. Горизонтальные же линии (швы, карманы, оборки, ремешки на обуви) полнят. Клетка увеличивает объём, а круги придают формам округлость. Костюм в одном цвете даёт видимость высокого роста, выглядитболее изысканно и элегантно, а одежда с яркими цветовыми пятнами полнит.

Экспериментальные исследования восприятия иллюзий

Я привела примеры несколько видов оптических иллюзий. Следующим шагом является небольшой эксперимент с участием учащихся нашей школы. Поддадутся ли они иллюзии зрительного восприятия? Я покажу им, по очереди каждому, оптические иллюзии и попрошу их ответить на мои вопросы.

В эксперименте приняли участие 20 учащихся 9 класса:

1-й рисунок

Какой из кругов, расположенный посередине больше?

ЛЕВЫЙ ПРАВЫЙ

А)Левый больше

Б)Правый больше

В)Одинаковые

Варианты ответов по 1-му рисунку	Количество учащихся	% учащихся
А	8	40%
Б	6	30%
В(верно)	6	30%

2-й рисунок

Подсчитайте количество ног у слона, изображенного на рисунке:

Варианты ответов по 3-му рисунку	Количество учащихся		% учащихся
4	13		65%
8	7	35%

3 -й рисунок

На рисунке изображены два синих отрезка. Какой из них длиннее. Левый или правый?

А) Левый длиннее

Б) Правый длиннее

В) Одинаковые

Варианты ответов по 2-му рисунку	Количество учащихся	% учащихся
А	9	45%
Б	4	20%
В (верно)	7	35%

Опрос среди учителей

Опыт №1

Варианты ответов по 1-му рисунку	Количество учителей	% учащихся
А	4	67%
Б	2	33%
В(верно)	0	0%

Опыт №2

Варианты ответов по2-му рисунку	Количество учителей	% учащихся
А	4	67%
Б	2	33%

Опыт№3

Варианты ответов по 3-му рисунку	Количество учащихся	% учащихся
А	2	33%
Б	2	33%
В (верно)	2	33%

ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

Я провела исследования среди учащихся нашего 9 класса и учителей определила процент восприятия иллюзий школьниками и учителями. Эксперимент показал, что мы не всегда видим то, что есть на самом деле, следовательно, наша гипотеза верна. Мы пришли к выводу: объекты и явления, которые мы видим, не всегда соответствуют реальности и являются правдой. Проведенный анализ учит нас, что не всегда следует ограничиваться только оценкой на глаз, а следует подключать логику и производить измерения.

Люди не могут полностью контролировать то, что они видят и легко поддаются иллюзии. В моём эксперименте - это в среднем 71% учащихся за 3 опыта.

И, наконец, я попробовала свои силы в создании фотографий с оптическими иллюзиями.

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 реакцию глаз. 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. В основном это картины, иллюстрации или же фотографии.

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 тоже решил попробовать себя в этом искусстве.

Фото иллюзий обмана.

Сломанный карандаш в воде

Выполните опыта

На середину дна пустого стакана поставьте карандаш вертикально и посмотрите на него так, чтобы его нижний конец, край стакана и глаз расположились на одной линии. Не меняя положения глаз, наливайте воду в стакан. Почему по мере повышения уровня воды в стакане видимая часть дна заметно увеличивается, а карандаш и дно кажутся приподнятыми?

Расположите карандаш наклонно в стакане с водой и посмотрите на него сверху, а затем сбоку. Почему при наблюдении сверху карандаш у поверхности воды кажется надломленным?
Почему при наблюдении сбоку часть карандаша, расположенная в воде, кажется сдвинутой в сторону и увеличенной в диаметре?
Это все объясняется тем, что при переходе из одной прозрачной среды в другую световой луч преломляется.

Наблюдение отклонения лучика лазерного фонарика при прохождении через плоскопараллельную пластину.

Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред, называемая относительным показателем преломления второй среды относительно первой.

Показатель преломления относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления.

В сборнике задач найдите таблицу «Показатель преломления веществ». Обратите внимание, что стекло, алмаз имеют больший показатель преломления, чем вода. Как вы думаете почему? Твердые тела имеют более плотную кристаллическую решетку, свету труднее пройти через неё, поэтому вещества имеют больший показатель преломления.

Вещество, имеющее больший показатель преломления n 1 , называется оптически более плотной средой, если n 1 n 2 . Вещество, имеющее меньший показатель преломления n 1 , называется оптически менее плотной средой, если n 1 2

Ну как, мне удалось?

Заключение

Итак, исследование оптических иллюзий подошло к концу и можно сделать вывод, что иллюзия – это не чудо, а наука. Гипотеза, выдвинутая в начале исследования, подтвердилась – практически в основе всех иллюзий лежат обычные природные явления. В процессе работы были найдены три основные причины возникновения оптических иллюзий:

1. Законы физики – преломление и отражение лучей создают иллюзии,

которые называют миражами.

2. Особенности строения глаза позволяют видеть иллюзии восприятия

цвета и иллюзии движения, явление иррадиации и астигматизм, и,

конечно, слепое пятно.

3. Исследование показало, что зрение контролирует не только глаз, но и

мозг. Оптические иллюзии – это обман нашего мозга, а зрение здесь

лишь является посредником, который этот обман передает.

Тот факт, что не все иллюзии на сегодняшний день имеют свое научное объяснение, возможно, говорит о том, что недостаточно изучено зрение человека.

Полученные в процессе исследования знания и накопленные факты позволили научиться создавать оптические иллюзии и управлять ими. Было бы интересно сделать в классе «Уголок иллюзий», где ребята знакомились бы с основами физики, проводили разные эксперименты и исследования, приносили и демонстрировали свои изобретения. В качестве первых экспонатов «Уголка иллюзий» предлагаю изготовленные мной альбом оптических иллюзий. На сегодняшний день в изучении иллюзий осталось еще немало тайн, которые ждут своих открытий.

Список используемой литературы

1. Перельман Я.И. “Занимательная физика”

2. Ресурсы интернет

3. Толковый словарь русского языка С.И. Ожегова

Оптические иллюзии используют разницу между тем, что видят ваши глаза, и тем, что воспринимает ваш мозг. Они демонстрируют то, как ваша зрительная система редактирует изображение еще до того, как вы о нем узнаете - совсем как ваш персональный ассистент, который отсеивает важное от неважного. Люди создавали оптические иллюзии задолго до того, как узнали, как они работают. На сегодняшний день прогресс в неврологии позволил понять, каким образом действуют визуальные процессы, обманывающие ваш мозг. Но есть еще и те, которые объяснить пока не удалось.

Иллюзия с тенью на шахматной доске

Всем известна иллюзия, где от тела на шахматную доску падает тень, и две клетки, находящиеся вне тени и в ее пределах, выглядят как разные, черная и белая. Но на самом деле они оказываются одинакового цвета. Эдвард Адельсон в 1995 году с помощью этой иллюзии показал людям, как зрительная система человека воспринимает тень. При попытке определить цвет поверхности мозг учитывает, что поверхность находится в тени, и автоматически подает сигнал, что она должна быть воспроизведена как более светлая. Таким образом, мозг интерпретирует клетку в тени как более светлую, но на деле она имеет тот же цвет, что и клетка вне тени.

Сиреневая погоня

Данная оптическая иллюзия представляет собой черное перекрестье в центре круга, состоящего из сиреневых пятен. По очереди эти пятна исчезают, сливаясь с серым фоном. Ваша задача - сосредоточить внимание на перекрестье и ожидать - вы заметите, что сиреневые пятна на самом деле не пропадают, а становятся зелеными! Этот визуальный обман называется эффектом Трокслера и был обнаружен в 1804 году. Этот эффект сообщает о том, что человеческий глаз способен концентрироваться на чем-то движущемся, активном, игнорируя все остальное. Вашим глазам требуется немного времени на адаптацию, когда вы сосредотачиваетесь на перекрестье, чтобы привыкнуть, и тогда они начинают следить за меняющейся точкой, которая оказывается зеленой, а сиреневые сливаются с фоном как неважные.

Исчезающий свет

Если вы сосредоточитесь на мигающем свете в центре, то заметите, что желтые точки, разбросанные вокруг источника света, начинают случайным образом исчезать и появляться в неожиданных местах. Это происходит из-за феномена, который называют слепотой, вызванной движением. Он пока что не имеет общепринятого объяснения, однако большинство ученых полагают, что он возникает в первичной зрительной коре, части головного мозга, которая отвечает за обработку информации о статических и динамических объектах.

Иллюзия Геринга

В этой геометрической оптической иллюзии полосы выглядят так, будто бы они выгнуты наружу. Геринг приписывает этот эффект тому, что человеческий мозг переоценивает угол пересечения красных вертикальных и остальных синих полос. Но почему же происходит данный просчет? Вероятнее всего, это связано с человеческой склонностью визуально предсказывать будущее. Свет крайне быстро попадает на сетчатку глаза, поэтому человеческая зрительная система постепенно развивалась таким образом, чтобы компенсировать задержку между попаданием света на сетчатку и доставлением сигнала мозгу.

Иллюзия градации

Горизонтальная полоса в этой оптической иллюзии меняет свой цвет от светлого к темному, находясь на точно таком же, но только обратном фоне, который меняется от темного к светлому. Как вы уже могли догадаться, это всего лишь обман зрения. Если вы закроете фон, то увидите, что горизонтальная полоса одного цвета. Эта иллюзия похожа на самую первую, с шахматной доской - мозг анализирует обстановку, в которой находятся разные части горизонтальной полосы, и затемняет ее там, где фон светлый, и осветляет там, где фон темный.

Иллюзорное движение

На данный момент нет никакого четкого объяснения тому, из-за чего происходит иллюзорное движение. Некоторые считают, что это происходит из-за мелких непроизвольных движений глаза, которые заставляют вас думать, что изображение движется. Другие полагают, что когда вы смотрите на такой сложный узор, ваша зрительная кора начинает постепенно путать статические объекты с динамическими, поэтому вам кажется, что вы видите движение. В любом случае эта иллюзия также является обманом зрения, который действует при любых условиях, и вы не сможете переубедить свой мозг.

Городская научно-практическая конференция

школьников и учащейся молодежи

Научное общество учащихся «Открытие»

МОУ «Лицей №1656»

Направление: ФИЗИКА

Оптические иллюзии

Выполнили: Грицай Дмитрий,

Колесов Дмитрий

9 класс МОУ «Лицей № 166»

Руководитель:

Пужульс Ирина Николаевна,

учитель физики высшей

МОУ «Лицей № 1656 »

г.Томск – 2007

Введение ...........................................................................................................3

Глава I . Объяснение оптических иллюзий с точки зрения

физики, биологии, психологии.

1.1. Зрительный процесс с точки зрения биологии.......................................5

1.2. Психология зрения....................................................................................5

1.3. Физическая оценка окружающего...........................................................6

Глава II

2.1. Воображение и реальность......................................................................7

2.2. Невозможные фигуры - особенность воображения..............................8

Глава III . Оптические иллюзии.

3.1. Оптические иллюзии - неотьемлемая часть человеческой жизни… 11

3.2. История открытий ……………………………………………………..12

3.3. Классификация оптических иллюзий ……………………………..12-15

3.3.1. Иллюзия пересечения ………………………………………………..12

3.3.2. Иллюзия «продолжения-обрыва» …………………………………..13

3.3.3. Иллюзия искривления ……………………………………………….13

3.3.4. Иррадиация ………………………………...………………………...14

3.3.5. Внешнее давление на размеры предмета ………………………......15

Заключение …………………………………………………………………16

Научная литература ………………………………………………………17

Введение.

В настоящее время, несмотря на развитие науки и техники, человек продолжает пользоваться своими субъективными оценками по всем направлениям. Конечно, если это касается нематематических наук, то в этом нет ничего плохого, но когда речь идет об оценках, при ошибке в которых, может произойти непоправимое, то тогда следует забыть об интуиции и воспользоваться измерительными приборами. Это, безусловно, касается так называемой оценки «на глаз».

Выражение «обман зрения» очень распространено. К сожалению, наш глаз не точный прибор в мире, поэтому и ему свойственно ошибаться. Эти ошибки называют оптическими иллюзиями. Их известно очень большое количество и все они не однотипны, как и причины, их возникновения. Вот два жизненных случая:

В Калифорнии есть гора, о которой местные автомобилисты говорят, что она обладает магнитными свойствами. Дело в том, что на небольшом участке дороги длиной 60м у подножья этой горы наблюдаются необыкновенные явления. Участок этот идет наклонно. Если у автомобиля, едущего вниз по наклону, выключить мотор, то машина катится назад, т.е. вверх по наклону, как бы подчиняясь «магнитному притяжению» горы. Это поразительное свойство горы считалось установленным настольно достоверно, что в соответствующем месте дороги красуется даже доска с описанием феномена.

Нашлись, однако, люди, которым показалось сомнительным, чтобы гора могла притягивать автомобили. Для проверки произвели нивелировку этого участка дороги. Результат получился неожиданным: то, что все принимали за подъем, оказалось спуском с уклоном в 2 градуса. Такой уклон может заставить автомобиль катиться без мотора на очень хорошем шоссе.

Иллюзией зрения объясняются также рассказы путешественников о реках, вода в которых течет вверх по уклону. Привожу выписку об этом из книги одного физиолога, профессора Бернштейна «Внешние чувства»: «Во многих случаях мы склонны ошибаться при суждении о том, горизонтально ли данное направление, наклонено ли оно вверх или вниз. Идя, например, по слабо наклоненной дороге и видя на некотором расстоянии другую дорогу, встречающуюся с первой, мы представляем себе подъем второй дороги более крутым, чем на самом деле. С удивлением убеждаемся мы затем, что вторая дорога вовсе не так крута, как мы ожидали».

Это объясняется тем, что мы принимаем дорогу, по которой идем за основную плоскость, к которой относим наклон других направлений. Мы бессознательно отождествляем ее с горизонтальной плоскостью и тогда, естественно, представляем преувеличенным наклон другого пути.

Этому способствует то, что мышечное наше чувство совсем не улавливает при ходьбе наклонов в 2-3 градуса. На улицах Москвы, Киева и других холмистых городов часто приходится наблюдать иллюзию, о которой говорит ученый - физиолог. Еще любопытнее другой обман зрения, которому случается поддаваться в неровных местностях: ручей кажется нам текущим в гору!

При спуске по слабо наклонной дороге, идущей вдоль ручья, который имеет еще меньшее падение, т.е. течет почти горизонтально, нам кажется, что ручей течет вверх по уклону. В этом случае мы тоже считаем направление дороги горизонтальным, так как привыкли принимать ту плоскость, на которой стоим, за основу для суждения о наклоне других плоскостей.

Поэтому, чтобы люди допускали меньше ошибок, безоговорочно доверяя своим глазам, им необходимо учитывать некоторые особенности своего зрительного аппарата.

Цели работы:

1. Объяснить природу возникновения оптических иллюзий.

2. Объяснить с точки зрения биологии, психологии и физики возможность их появления.

3. Классифицировать оптические иллюзии.

4. Показать применение особенностей нашего воображения на примере невозможных фигур.

Задачи:

1. Изучить литературу.

2. Освоить методику анализа и синтеза.

3. Выделить существенные признаки рассматриваемых иллюзий.

4. Сгруппироватьиллюзии содинаковыми существенными признаками.

5. Сделать выводы.

Научная новизна:

Была проведена классификация оптических иллюзий.

Глава I . Объяснение оптических иллюзий

с точки зрения физики, биологии, психологии.

1.1. Зрительный процесс с точки зрения биологии.

Глаз человека - сложнейший оптический прибор, с помощью которого человек воспринимает 90% окружающей нас жизни. Астроном и физик Иоган Кеплер в 19 веке рассмотрел устройство глаза с точки зрения оптики. Он показал, что на глазном дне формируется изображение окружающих предметов. По законам оптики такое изображение должно быть перевернутым. Именно поэтому перевернутым видит мир новорожденный младенец. Но постепенно мозг начинает переворачивать изображение и привыкает к этому. Интересно, что, если человек будет долго продолжать носить очки, переворачивающие изображение, то мозг опять поставит его «на ноги». А вот линзу, подобную хрусталику глаза люди не создали и по сей день. Ведь он может, становясь, то более выпуклым, то менее «наводить резкость» на ближние и дальние предметы. Но, если этот механизм нарушается, то у человека появляется, либо дальнозоркость, либо близорукость, поэтому ему в таком случае приходится носить очки.

Дно, на которое попадает и формируется изображение в уменьшенном виде, передает изображение сетчатке, которая воспринимает его. Между хрусталиком и сетчаткой лежит прозрачное стекловидное тело, похожее на студень. Благодаря тому, что внутри сетчатки есть зрительный пурпур, выцветающий под действием света, мы можем его воспринимать. Сетчатка состоит из клеток, называемых палочками и колбочками. Благодаря палочкам мы воспринимаем черно-белое изображение. Колбочки различают цвет: одни - синий, другие - зеленый, третьи - красный. Все остальные цвета являются для человеческого глаза смешанными.

1.2. Психология зрения.

Вместе с тем известно, что изображение, попав нам в глаз и дойдя до сетчатки по специальным мозговым каналам, попадает в головной мозг, где и формируется. При этом импульсы зрительной системы ничем не отличаются от импульсов нервных клеток носа, кожи уха. Мозг воспринимает их сообщения зрительными образами только потому, что знает, откуда они пришли. Там человек и представляет изображение. Но почему мозг способен представить изображение. Этим вопросом с недавнего времени занимается психология.

Мозг человека, помимо восприятия, мышления, памяти и ряда других психических процессов имеет особенную форму психики, присущую исключительно людям - воображение.

Ни в чем другом, кроме воображения, не проявляется идеальный и загадочный характер психики. Можно предполагать, что именно воображение, желание понять и объяснить привлекло внимание к психическим явлениям в древности, поддерживало и продолжает его стимулировать в наши дни. Что же касается загадочности этого феномена, то она состоит в том, что до сих пор нам почти ничего ни известно о механизме воображения, в том числе о его анатомо-физиологической основе. Даже то, в каком отделе головного мозга локализовано воображение, науке не известно.

Благодаря воображению человек творит, разумно планирует свою деятельность и управляет ею. Почти вся человеческая материальная и духовная культура является продуктом воображения и творчества людей, а какое значение эта культура имеет для психического развития и совершенствования вида «гомосапиенс», мы все уже достаточно хорошо знаем. Воображение выводит человека за пределы его сиюминутного существования, напоминает ему о прошлом, открывая будущее. Обладая богатым воображением, человек может «жить» в разном времени, что не может позволить себе никакое другое живое существо в мире. Прошлое зафиксировано в образах памяти, произвольно воскрешаемых усилием воли, будущее представлено в мечтах и фантазиях.

Воображение во многом помогает человеку в тех случаях жизни, когда практические действия или не возможны, или затруднены, или просто нецелесообразны (бесполезны).

От восприятия воображение отличается тем, что его образы не всегда соответствуют реальности, в них есть элементы фантазии, вымысла. Если воображение рисует сознанию такие картины, которым ничего или мало чего соответствует в действительности, то оно носит название фантазии.

1.3. Физическая оценка окружающего.

Физика, в свою очередь, является точной наукой, поэтому, чтобы не вгрызаться в полемику - фантазия важнее и нужнее или реальность, скажем, что и реальность несет немаловажную роль. Человек видит все вокруг себя в уменьшенном размере, воспринимает только солнечные лучи. Из биологии известно, что глаз - орган неидеальной точности. На глаз влияют мышцы различной силы, у сетчатки глаза есть некоторая кривизна, оба глаза расположены горизонтально, в них есть слепые пятна, да и вообще: область бинокулярного зрения у человека мала и видит он только перед собой, в то время как муха со своими фасеточными глазами способна видеть и сзади и воспринимать более 300 изображений в секунду!

Поэтому доверие такому варианту субъективной оценки как «на глазок», особенно в физике, не оправданно. Следовательно, то, что есть на самом деле, мы воспринимаем с искажениями.

Глава II . Особенности человеческого воображения.

2.1. Воображение и реальность

Воображение может быть четырех основных видов: активное, пассивное, продуктивное и репродуктивное. Сталкиваясь с оптическими иллюзиями, люди без воли обманывают свой разум, чаще всего даже не замечая этого и, лишь прибегнув к помощи измерительных приборов, обнаруживают несоответствие. Некоторое время назад вы смогли убедиться в этом. Посмотрите на рисунок 1: на нем две перпендикулярные друг другу палочки, которые пересекаются.

Они равны, но кажется что вертикальная заметно длиннее горизонтальной. Когда наблюдателей просили нарисовать на самом деле равные палочки, то от реальных размеров результат отличался на 33%! Образы пассивного воображения возникают помимо воли и желания человека. Но никакая фантазия не способна изобрести нечто такое, что не было бы человеку известно, следовательно: человек сознательно будет изображать эти палочки с несоответствием в 33%, так как уверен в своей правоте и, даже узнав об ошибке, он и в дальнейшем будет ее совершать, ведь именно в таком виде они будут для него равными, к тому же это закоренелая привычка, избавиться от которой практически невозможно.

Как было написано выше, именно благодаря воображению человек способен творить. Но чаще всего, импульсом творческого процесса является активное (усилием воли), продуктивное (сознательное конструирование без воспроизведения созданного до…) и репродуктивное (копирование) типы воображения.

Гораздо реже таким толчком служит пассивное воображение. Хотя известно на примере поэзии, как автор непроизвольно сочиняет стихи, при этом стремится найти возможность записи новой рифмы, чтобы не потерять ее. Говорят: появилось вдохновение. Кроме того, творческий процесс, начинаясь, как правило, с волевого усилия, т.е. с акта воображения, постепенно настолько захватывает автора, что воображение становится спонтанным, и уже не он творит образы, а образы владеют и управляют художником, и он подчиняется их логике.

2.2. Невозможные фигуры - особенность воображения.

Поэтому появилась цель подробнее рассказать об особом виде иллюзий и рисунков: невозможные фигуры и объекты. Первую невозможную фигуру создал в 1934 году шведский художник Оскар Ройтерсверд, изобразив девять кубиков в особом порядке (рис.2).

Перу Ройтерсверда принадлежат сотни вариантов. Три из них, в том числе кубики, были воспроизведены на серии почтовых марок, выпущенных в Швеции в 1982 году.

Но, пожалуй, самая известная из невозможных фигур - это треугольник Пенроуза, (рис.3) опубликованный в 1958 году в «Британском психологическом журнале» Л. и Р. Пенроузами.

Они основывались на рисунке Ройтерсверда. Присмотревшись к треугольнику, мы видим, что все три угла этой рамы являются прямыми, хотя ясно, что этого быть не может. Здесь вступают в конфликт между собой усвоенные нами с детства правила изображения предметов на плоском листе бумаги.

Еще больше подливает масла в огонь конфликта между воображением и здравым смыслом - чертеж, показывающий, как можно сделать треугольник Пенроуза (рис.4).

Как вы видите для этого нужно всего то три деревянных кубика и три брусочка, соединенных палочками, как показано здесь или клеем - и готово!

Несмотря на всю простоту этого треугольника, можно нарисовать невозможную фигуру из меньшего количества элементов. Обратите внимание на этот пример из двух брусков (рис.5): справа они лежат друг на друге, а слева - рядом друг с другом.

Поняв принцип рисования простых невозможных фигур, можно рисовать и более сложные. Обратите внимание на эту трапецию (рис.6) - принцип ее рисования заключен в том, что углы её, если к ним приглядеться, на самом деле прямые, аналогично углам в невозможном треугольнике Пенроуза.

А этот кубик (рис.7) примечателен тем, что, если вспомнить из геометрии его определение - все грани равны между собой, это совсем не кубик, хотя три средние грани, образующие перевернутый значок «Мерседеса», равны, но остальные, видимые нам шесть граней, нет. Вот объяснение его невозможности.

Известны фигуры, в которых пропадает один элемент или промежуток между элементами. Они близки по принципу начертания к «полуторабрусковым» рисункам. Попытайтесь сосчитать количество брусков на этом рисунке 8.

Неверно предполагать, что «невозможность» - удел лишь геометрических фигур. Такими эффектами пользовались и продолжают пользоваться художники сюрреализма, футуризма и ряда других направлений в живописи.

Вот продукт воображения некоего художника (рис.9). Это невозможный камертон, от которого исходит вполне нормальная тень, от которой отходят вполне нормальные, звуковые волны.

Как известно, к телескопу часто прикрепляют меньшую телескопическую трубу, так называемый искатель, позволяющий более или менее точно навести основной телескоп на тот участок неба, который мы хотим рассмотреть. Тогда сколько дополнительных подзорных труб пристроено к этому телескопу (рис.10).

И, если вы их обнаружите, где, собственно, основная-то труба!?

Вилка Дьявола (рис. 11) была таковой названа одним из увидевших за «феномен» превращения из четырехугольника с двумя отходящими прямоугольными параллелепипедами в трехштырьковую вилку с цилиндрическими концами.

Но на самом деле принцип вилки Дьявола очень прост - элементарен. Как известно, у части прямоугольного четырехугольника сбоку видно лишь три грани, а у цилиндра при наблюдении сбоку - две линии завершения, следовательно - три плюс три и разделить на два - три цилиндрика.

По принципу «вилки Дьявола» нарисовано множество картинок на другие темы и сюжеты. К примеру, на этой картинке (рис.12) три человечка слева несут три трубы, а два справа им помогают нести два... бруска.

А на этой картинке (рис.13) использованы свойства тени и, конечно, эффект исчезновения элемента.

Глава III . Оптические иллюзии.

3.1. Оптические иллюзии - неотьемлемая часть человеческой жизни

Ряд очень важных особенностей человеческого зрения позволил нам создавать изображения на плоскости, а воспринимать в объеме. А ведь это обман зрения. Смешение цветов на холсте мы бы восприняли пятнами, и картина была бы для нас множеством клякс на бумаге. Поэтому, то, что мы видим на картине лишь иллюзия повседневности.

3.2. История открытий.

Впервые исследование в области оптических геометрических иллюзий было сделано физиком Оппелем. Затем было более 200 научных работ на эту тему, где все авторы пытались найти свое объяснение этой проблеме. Каждый ученый долго разыскивал свою теорию на этот счет, однако, видимо, никто так и не догадался, что эти иллюзии, скорее являются правилом, нежели исключением и что эти особенности зрения и восприятия накладывают свой отпечаток на всю нашу повседневную жизнь, а не только на отдельные картинки. С особенностями зрения были очень хорошо знакомы древние греки - расстояние между колоннами Парфенона были разными, а зрителями воспринимались как одинаковые - иллюзия. Но один архитектор, более близкий нашему времени спроектировал здание с очень высокой точностью, а когда его построили, то оказалось, что если наблюдать спереди, то линия крыши вогнута наружу, если сбоку, то - вовнутрь. Все расстояния были четко промерены, но неточности не нашлось - особенности человеческого зрения. Иллюзия. Как одну из задач этой научной работы мы попытались классифицировать наиболее известные оптикогеометрические иллюзии и объяснить возможность появления некоторых из них.

3.3. Классификация оптических иллюзий.

3.3.1. Иллюзия пересечения.

Вновь обратимся к картинке, на которой изображены горизонтальная и вертикальная линии (рис.1). Как было замечено - горизонтальная линия кажется гораздо короче вертикальной, если не прибегать к помощи измерительных инструментов. Одной из причин такой ошибки является пересекающая вертикальная линия. Причина нашей ошибки в том, что у человека есть бинокулярное зрение - серединка от общей картины, воспринимаемой глазами; по мере удаления от середины взгляда зрение перестает быть таким же четким, как в радиусе бинокулярного. Поэтому взгляд человека «приковывается» к пересекающей линии, а то, что левее и правее падает за радиус наиболее четкого зрения. Горизонталь поделена надвое, поэтому и кажется меньше, попадая в слабые фланги рисунка.

В результате получаются очень большие ошибки, но утешает одно - они возникают лишь тогда, когда экспериментатор довольствуется только оценкой на глаз, не прибегал к помощи масштабной линейки.

3.3.2. Иллюзия «продолжения-обрыва».

Рис.14

Иллюзия, которую вы сейчас наблюдаете (рис. 14) известна вот уже более ста лет. К концам двух равных по длине линий пририсованы стрелки, к одной - расходящиеся в разные стороны, к другой - сходящиеся навстречу друг другу. Правая линия кажется короче левой. Наиболее ярко такая иллюзия проявляется, если стрелки делят точно пополам, но нижняя кажется намного длиннее верхней. После того, как наблюдатель нарисовал «действительно равные» линии, то несоответствие с реальностью составило 33%. Все дело в том, что стрелки направления служат в одном случае как ложное удлинение, а в другом - укорачиванием. Стрелки, направленные навстречу друг другу, являются «продолжением» вертикальной линии, а стрелки, идущие в разных направлениях, наоборот - «ограничителями» длины.

3.3.3. Иллюзия искривления.

С искривлением прямых существует множество всевозможных иллюзий. На этой картинке (рис.15) из-за заднего плана создается впечатление, что эти линии вовсе не параллельные линии, а дуги.

Рис.15

В данном случае визуальное искривление связано в первую очередь с задним планом. Дело в том, что, если вы заметили, на первый план как бы выходят не две линии, а пятно с исходящими от него лучами. Пятно «приковывает» бинокулярное зрение, и две линии выходят за его пределы. У глаз есть еще одно очень интересное свойство: прямые линии под пестротой цветов становятся дугообразными. Обратите внимание на эту картинку: на ней через каждую вертикальную кривую изображена прямая, но под действием черных и белых зигзагов и чередованием кривых и прямых, кажется, что здесь-то прямого ничего нет.

Известно, что черные и белые цвета могут вызывать у человека множество иллюзий - так устроена сетчатка. Поэтому существует множество способов игры со слабостями зрения. На этой картинке (рис.16) создается впечатление искривленных горизонтальных линий потому, что смещены между собой черные и белые квадратики.

На самом деле горизонтальные линии параллельны.

3.3.4. Иррадиация.

Уже более века известно, что на сетчатке глаза возникает изображение, состоящее из светлых и темных областей, свет от ярко освещенных участков как бы перетекает на темные участки. Это называется иррадиацией. Наблюдать такое последствие контраста можно на этом рисунке 17.

На пересечении белых линий, между черными квадратами образуются так называемые вспышки серого цвета.

Темные предметы всегда кажутся меньшими светлых предметов того же размера. Если рассматривать одновременно черный круг и белую окружность одинаковых размеров на светлом фоне, то площадь окружности будет нам казаться на 20% больше площади круга.

В темной одежде люди кажутся тоньше, чем в светлой. Солнце на закате образует «выемку» в линии горизонта.

Иррадиация зависит только от несовершенства нашего зрительного аппарата.

3.3.5. Внешнее давление на размеры предмета.

У человеческого мозга есть одно потрясающее свойство сравнения. Так, говоря о величине слона, мы мысленно сравниваем его с другими объектами, и он кажется нам гигантским. Но мало кто из людей видел синего кита в полный размер. Но, если сравнивать синего кита со слоном, то слон покажется глазу величиной с собаку. Этим объясняется еще один тип зрительных иллюзий.

Посмотрите на эти кружки (рис.19). Вам ясно видно, что правый кружок заметно меньше левого, но на самом деле это не так.

Оба кружка по размеру одинаковы. И виною этой иллюзии является все то же сравнение. Левый объект окружают круги большего диаметра, чем левого и из-за этого создается впечатление, что правый кружок больше. В реальной жизни ребенку воспитатель в детском саду кажется гигантом, но дети растут и, когда ребенок станет такого же роста, как и воспитатель, он перестанет ему казаться таким.

У треугольника (рис.20) в этом параллелограмме стороны АВ и АС равны, хотя под действием внешних объектов создается впечатление, что АВ длиннее.

Заключение.

В этой работе были рассмотрены и изучены особенности зрительного аппарата, благодаря которым возникают оптические иллюзии, с точки зрения физики, биологии и психологии. Были найдены и прочитаны статьи на эту тему. В работе были сделаны попытки классифицировать на несколько основных типов оптические иллюзии. Было выяснено, что виною их возникновения являются не только особенности глаза, но и головного мозга. Поэтому эту проблему нельзя изучать однобоко, пользуясь лишь физикой.

Хочется напомнить еще раз: искажения зрения, о которых было написано выше, присуще каждому из нас. Поэтому ошибки, связанные с ними присущи как простым смертным, так и профессионалам-художникам, архитекторам и многим другим. Помните: наши глазомерные оценки геометрических величин находятся в непосредственной зависимости, как от физических параметров, так и от психологических особенностей.

Даже в самых серьезных научных работах и проектах можно допустить ошибку, которая может привести к ужасным последствиям, пользуясь даже в малой доле оценкой на глаз.

Научная литература.

1. Аксенова М., Измайлова С. Энциклопедия для детей. Том Биология. М.,

«Аванта+» 1994. с.29.

2. Перельман Я.И. Занимательная механика. 1979, с.123.

3. Перельман Я.И. Занимательная физика. М. 1981, с.73.

4. Иванов П.С. Журнал «Наука и жизнь». М. 1989, № 4, с.116.

5. Трайтака Д.И. Биология. Справочные материалы. М., «Просвещение» 1994,

6. Рассел К., Картер Ф. Улучши свой интеллект. Минск, «Попурри» 1996, с.45.

За много лет работы продакт-дизайнером при работе с визуальными эффектами я сталкивался со множеством сюрпризов, которые вызывали у меня следующие эмоции 😲😕😳😡😱.

Я написал эту статью, чтобы помочь вам понять причины, по которым некоторые из этих, ежедневно встречающихся, «загадок» могут оставить вас в недоумении. Возможно, вначале вы этого даже не понимаете, но многие методы, с которыми вы сталкиваетесь при работе с интерфейсом, логотипом или иллюстрацией, на самом деле являются оптическими иллюзиями!

Итак, без лишних слов, вот 11 оптических иллюзий, с которыми вы, как визуальный дизайнер, можете регулярно сталкиваться.

1. Иллюзия бисекции треугольника (Triangle-bisection Illusion)

Иконки могут вводить в заблуждение, особенно те, которые имеют сложную геометрию и нестандартные пропорции. Не все иконки в наборе симметричны, идеальны до пикселя или поддерживают согласованное соотношение сторон. Некоторые иконки требуют прямого вмешательства, в первую очередь, ужасные кнопки воспроизведения!

Размещение треугольника в контейнере с закругленными или прямыми углами может привести к тому, что элемент окажется оптически смещенным. Причина этого связана с эффектом, известным как иллюзия бисекции треугольника . Центр тяжести треугольника рассчитывается на основе его минимального ограничивающего прямоугольника . Поэтому, если бы вы поставили точку ровно по середине высоты равностороннего треугольника, оптически она будет казаться намного дальше, чем по середине!

Какая версия математически центрирована?

Есть две теории возникновения этой увлекательной иллюзии:

• Неправильное масштабирование
  Эта иллюзия содержит указатели перспективы, которые увеличивают воспринимаемый размер более отдаленных объектов. Например, равносторонний треугольник может восприниматься как плоская картина дороги в перспективе, с верхней вершиной, лежащей в бесконечности, и основанием в качестве ближайшей к зрителю широкой части дороги.

• Центр тяжести / центр площади
  Если бы зрителю предложили найти центр треугольника, он в конечном итоге покажет на центроид, который имеет равные площади выше и ниже себя. Центроид равностороннего треугольника лежит значительно ниже точки его центра, и есть свидетельства, что зрители делают выбор, который является компромиссом между ними.

Чтобы треугольник внутри своего контейнера выглядел оптически центрированным, вам нужно найти центроид треугольника, вычислив точку пересечения линий, соединяющих каждую вершину с серединой противоположной стороны. Вот формула, которую вы можете использовать:

Формула вычисления центроида треугольника

Шучу, это не статья о математике и физике 💥 (но формула все равно правильная).

Центроид может располагаться на расстоянии 1/3 от каждой стороны до противоположной вершины. Этот метод также может применяться ко многим другим фигурам.

2. Вертикально-горизонтальная иллюзия (Vertical Horizontal Illusion)

Это прямоугольник? Нет … это квадрат?!

Вертикально-горизонтальная иллюзия

Квадраты - это фундаментальные строительные блоки любой системы дизайна. Их можно увидеть в карточках Material Design, постах на Facebook, пинах на Pinterest и шотах на Dribbble.

После того, как вы перетаскиваете квадрат в Sketch, иногда вам приходиться взглянуть на него дважды, чтобы убедиться, что каждая из его сторон имеет равные пропорции. Если вы присмотритесь повнимательнее, вертикальные стороны будут казаться длиннее горизонтальных. Это, как если бы квадрат на самом деле был прямоугольником! Но это идеальный квадрат с соотношением сторон 1: 1. Этот эффект известен как вертикально-горизонтальная иллюзия .

Изображение в сообщении Facebook - это квадрат со сторонами 1: 1

Что действительно интересно, так это то, что представители разного пола и даже разных культур воспринимают эту иллюзию по-разному. Люди, которые живут в развитых городах, как правило, демонстрируют большую восприимчивость, чем люди, живущие в сельской местности. Это связано с тем, что люди в сельской местности, как правило, привыкли жить в круглых домах.

3. Полосы Маха (Mach Bands )

Ложная тень падает на поверхность, это иллюзия?

Полосы Маха

Размещение оттенков одного цвета, смежных друг с другом, было общепринятой тенденцией в эпоху плоского дизайна. Присмотревшись, вы можете заметить ложную тень, появляющуюся между краями каждого контрастного оттенка. Эта иллюзия известна как полосы Маха . Никакие тени не были добавлены к изображению, это просто особенность восприятия наших глаз!

Между краями каждой строки появляются тени

Техническое объяснение возникновения этого эффекта связано с латеральным (боковым) торможением , что означает, что более темная область ложно кажется еще более темной, а более светлая область еще светлее.

Хотя этот эффект едва заметен в мире визуального дизайна, полосы Маха могут стать настоящей проблемой для стоматологов, усложняя анализ рентгеновских снимков зубов. Полосы Маха могут стать причиной ложноположительного диагноза, если они не определены правильно.

4. Иллюзия Геринга (Hering Illusion)

Оно живое !!!

Иллюзия Геринга

Вы когда-нибудь сталкивались с логотипом, содержащим очень тонкие линии или фоновое изображение с крошечными точками, появляющимися при перемещении или пульсирующими при прокрутке? Если это так, это связано с эффектом наложения, который называется муаровый узор , где два шаблона сетки накладываются друг на друга, создавая ложное движение после перемещения. В этом случае два шаблона сетки - это изображение и монитор, постоянно обновляются, чтобы создать иллюзию .

Прокрутите вверх и вниз, чтобы увидеть эффект вибрации

Это довольно крутой эффект, хотя муаровый узор не является оптической иллюзией как таковой - это паттерн наложения. В примере с логотипом Sonos используется комбинация муарового узора, иллюзии Геринга и иллюзорного движения . Эта сенсорная техника довольно популярна в сообществе Op Art .

5. Сетка Германа (Hermann Grid)

Появляется или не появляется, вот в чем вопрос.

Сетка Германа

Иллюзия сетки Германа довольно популярна и ее можно увидеть в макетах, которые содержат сетку квадратов, размещенных на фоне с высоким контрастом. Посмотрите прямо на любой квадрат, вы увидите призрачные шарики на пересечениях линий, окружающих квадраты. Но, если вы посмотрите прямо на пересечение, они исчезнут 😱.

Причина этого эффекта связана с латеральным торможением. Проще говоря, это когда тормозная клетка тормозит расположенные рядом нейроны

6. Иллюзия одновременного контраста (Simultaneous Contrast Illusion)

Оба обособленных квадрата отражают одинаковое количество света? Хм …

Иллюзия одновременного контраста

Размещение двух объектов одного цвета на фонах с разным контрастом может привести к тому, что оба объекта будут выглядеть так, как если бы они были разного цвета. Это явление известно, как иллюзия одновременного контраста . Контраст - это король в мире визуального дизайна, и некоторые люди могут по-разному ощущать этот эффект.

Цвет текста абсолютно одинаковый с обеих сторон, но вам так не кажется

К сожалению, нет единой теории, почему возникает эта иллюзия, но есть много исследований, которые выдвигают предположение. Латеральное торможение , ответственное за сетки Германа и полосы Маха, одна из причин возникновения этой иллюзии.

7. Иллюзия Манкера-Уайта (Munker-White Illusion)

Мои глаза просто обманули меня? 👀

Иллюзия Манкера-Уайта

Эта иллюзия едва уловимая, но тем не менее увлекательная! Глядя на GIF-файл выше, блоки фиолетового слева кажутся светлее фиолетовых блоков справа. Но оба блока фактически отражают одинаковое количество света 😲.

Причина возникновения иллюзии Манкера-Уайта - это… как вы догадались, латеральное торможение.

8. Акварельная иллюзия (Water Colour Illusion)

Акварельная иллюзия

Бывает, что я добавлю границу к объекту, а затем задаюсь вопросом: «Когда я успел изменить цвет фона?». Если вы посмотрите внимательно, вы можете заметить, что бледная область приобретает гораздо более светлый оттенок цвета, окружающего границу. Вы возможно удивитесь, узнав, что более светлая область на самом деле белая!

Эти визуальные явления, известные как акварельная иллюзия , зависят от сочетания яркости и цветового контраста контурных линий, чтобы получился эффект расширения цвета.

Белая область внутри кнопки, кажется, немного принимает оттенок цвета границы

Я признаю, что эта иллюзия оставила меня в недоумении несколько раз настолько, что мне пришлось использовать палитру цветов, чтобы проверить цвета!

9. Иллюзия Ястрова (Jastrow Illusion)

Действительно ли размер имеет значение?

Иллюзия Ястрова

Работа над иллюстрацией или логотипом, будь то знак или символ, требует нарезки различных фигур. Эта иллюзия возникает при работе с изогнутыми объектами. Эти два элемента выглядят разными по размеру, но, если внимательно присмотреться, то, на самом деле, они одинакового размера! Безумие, правда?

Некоторые одинаково изогнутые края могут казаться меньшими, чем другие

Как это возможно? Ну, это явление известно, как иллюзия Ястрова , и нет окончательного объяснения того, почему нам кажется, что сегменты разного размера. Одно из объяснений состоит в том, что наши мозги путают разницу в размере между большим и меньшим радиусом. Другими словами, короткая сторона делает длинную сторону более длинной, а длинная сторона делает короткую сторону еще короче.

10. Иллюзия Корнсвита (Cornsweet Illusion)

Иллюзия Корнсвита

В дополнение к иллюзии одновременного контраста и полосам Маха иллюзия Корнсвита , использует градиент, и в то же время использует центральную линию, чтобы создать впечатление, что одна сторона изображения темнее другой.

Но на самом деле обе секции одинаковые! Вы можете обнаружить, что обе секции на самом деле идентичны, когда они расположены параллельно.

Каждый ромб имеет одинаковый градиент, но, кажется, что они становятся темнее (сверху вниз)

Эта иллюзия создает аналогичный эффект, что и две вышеупомянутые иллюзии, но на самом деле она отличается двумя особенностями:

• В примере с полосами Маха, показанном ранее, эффект наблюдается только в областях, которые близки к границе каждого оттенка. Иллюзия же Корнсвита влияет на восприятие всей области.
• С иллюзией Корнсвита светлая часть края кажется светлее, а темная часть края выглядит темнее. Это противоположность обычным контрастным эффектам.

11. Иллюзия Мюллера-Лайера (Müller-Lyer Illusion)

Перерегулирование для оптимального визуального восприятия

Художники-шрифтовики знают, что для создания шрифта требуется больше полагаться на вашу дизайнерскую интуицию, чем на логическое мышление. Математическое позиционирование каждого символа на основе его высоты сделает все слово непропорциональным с точки зрения зрительного восприятия.

Обычная практика в механике шрифтов включает процесс, называемый перерегулированием . Проще говоря, перерегулирование - это процесс изменения размера отдельных символов для достижения оптического баланса.

Без перерегулирования, буква «e» в логотипе LinkedIn и буква «z» в Amazon не являются оптически сбалансированными

Глядя на знаменитые логотипы выше, некоторые символы выходят за пределы базовой линии и x-высоты. Художникам-шрифтовикам приходится вручную оптически настраивать каждую пару символов для достижения наилучшего результата.

Но зачем нужно перерегулирование в типографике?

Причина, по которой требуется перерегулирование, связана с одной из самых популярных оптических иллюзий в мире - . Эти визуальные явления показывают, что размещение шеврона (кавычки «елочки») на каждом конце сегмента линии может привести к тому, что один сегмент будет казаться короче или длиннее в зависимости от направления шеврона. Эта классическая иллюзия доказывает ошибочность человеческого восприятия

об оптических иллюзиях, которые часто можно наблюдать в продуктах.

За годы работы дизайнером продуктов я нашел множество визуальных аспектов, которые меня сильно удивляют. Я написал эту статью, чтобы помочь вам понять причины, почему некоторые из этих повседневных трюков оставляют вас озадаченными. Вы могли не понять этого сначала, но многие из методов работы с интерфейсами, логотипами или иллюстрациями являются оптическими иллюзиями. Без дальнейших объяснений рассказываю вам об 11 оптических иллюзиях, с которыми часто сталкиваются визуальные дизайнеры.

1. Иллюзия деления треугольника пополам

Выравнивание треугольника по центру тяжести

Иконки могут быть обманчивыми, особенно те, в которых есть сложная геометрия и необычные пропорции. Не все иконки в наборе симметричны, идеальны с точки зрения пикселей или сохраняют постоянное соотношение сторон. Некоторые из них требуют прямого вмешательства, особенно иконка Play.

При размещении треугольника в прямом или изогнутом контейнере, он может казаться не на своем месте. Причина этого явления заключается в иллюзии деления треугольника пополам. Центр массы треугольника вычисляется на основе его минимальной ограничивающей рамки. Поэтому если вы поместите точку точно по центру равностороннего треугольника, она будет казаться не на своем месте.

Которая версия математически центрирована?

Существует две теории этой занимательной иллюзии:

• Неправильное масштабирование по постоянству. Иллюзия содержит элементы перспективы, которые увеличивают в нашем восприятии размеры более удаленных объектов, например, равносторонний треугольник может восприниматься как плоская картинка дороги в перспективе, когда верхняя вершина уходит в бесконечность, а нижнее основание выглядит как ближняя часть дороги.
• Центр гравитации/центр области. Если зрителя просят найти точку середины, в конечном счете они найдут центр тяжести с равным распределением частей над ним и под ним. Центр тяжести равностороннего треугольника лежит ниже его середины, и существуют доказательства того, что люди выбирают в качестве центра нечто среднее между этими точками.

Чтобы треугольник внутри рамки выглядел оптически центрированным, вам нужно найти центр тяжести треугольника, вычислив точку пересечения линий, соединяющую каждую вершину с серединой противоположной стороны. Вы можете использовать эту формулу:

Шучу, эта статья не посвящена геометрии (но формула все равно верна). Центр тяжести может быть расположен на 1/3 расстояния от каждой стороны до противоположной вершины. Этот метод можно применить и к другим формам.

2. Вертикальная горизонтальная иллюзия

Это прямоугольник? Это самолет? Нет… это квадрат?!

Квадраты являются фундаментальными блоками любой системы дизайна. Их можно найти в карточках материального дизайна, пинах на Pinterest и снимках Dribbble.

Если вы перетаскиваете квадрат в Sketch, вам приходится иногда дважды проверить, что стороны равны. В квадрате вертикальные стороны кажутся длиннее, чем горизонтальные, как в прямоугольнике. Но на самом деле это идеальный квадрат. Эта иллюзия известна как вертикальная горизонтальная иллюзия.

Изображение в этом посте Facebook имеет соотношение сторон 1:1

Интересно, что люди разных полов и из разных культур воспринимают эту иллюзию по-своему. Люди, которые живут в развитых городах, как правило, демонстрируют большую восприимчивость, чем люди, живущие в сельских районах.

3. Полосы Маха

Размещение оттенков одного цвета по соседству было распространенным дизайнерским трендом во время плоского дизайна. Если присмотреться, вы можете заметить тень на краях каждого контрастного оттенка. Эта иллюзия известна как полосы Маха. На картинке нет никаких теней, просто наши глаза так воспринимают это изображение.

Техническое объяснение этого эффекта заключается в латеральном торможении, из-за которого темные участки кажутся более темными, а светлые ещё более светлыми. Хотя этот эффект довольно незаметен в мире визуального дизайна, полосы Маха могут стать настоящим препятствием для стоматологов. Рентгеновский анализ зубов создает полутоновые изображения, используемые для анализа аномальных отклонений. Полосы Маха могут привести к ложноположительному диагнозу, если они не были идентифицированы.

4. Иллюзия Геринга

Оно живое!

Вы когда-либо натыкались на логотип с очень тонкими линиями или крохотными точками на фоне, который будто движутся или пульсируют при скроллинге? А как насчет просмотра видео с волнистыми линиями на фоне? Эта иллюзия возникает из-за эффекта наложения, муарового эффекта, который наблюдается при перемещении двух наложенных друг на друга сеток. В этом случае иллюзию создают изображение и пиксели на мониторе.

Это довольно интересный эффект, хотя он и не является оптической иллюзией в полной мере. Пример с логотипом Sonos использует комбинацию муарового узора, иллюзии Геринга и воображаемого движения.

5. Сетка Германна

Появляться или не появляться, вот в чем вопрос.

Эта иллюзия довольно популярна, её можно наблюдать в разметке, содержащей сетку из квадратов на контрастном фоне. Если вы смотрите на любой квадрат, вы можете увидеть точки на пересечении линий, которые исчезают, если вы пытаетесь посмотреть на них напрямую.

На пересечении линий появляются серые точки

Причина этого эффекта связана с латеральным торможением. то есть способностью возбужденного нейрона тормозить соседние нейроны.

6. Иллюзия одновременного контраста

Если два объекта одного цвета разместить на фонах разной контрастности, объекты будут выглядеть, как будто они разного цвета. Контраст – это король мира визуального дизайна, и этот эффект может отличаться для некоторых людей.

Текст на разных сторонах имеет одинаковый цвет

К сожалению, пока точно не выяснены причины этой иллюзии, но существует несколько теорий, одна из которых – латеральное торможение.

7. Иллюзия Манкера-Уайта

Эта иллюзия довольно проста, но, тем не менее, занимательна. При взгляде на GIF выше фиолетовые блоки слева кажутся светлее, чем фиолетовые блоки справа. Но на самом деле они отражают одинаковое количество света.

Причина иллюзии Манкера-Уайта… вы догадались, латеральное торможение.

8. Акварельная иллюзия

Иногда я добавлял к объекту границу и задумывался, не сменил ли я цвет фона. Если вы присмотритесь, то заметите, что светлые части приобретают еле заметный оттенок цвет рамки. Но на самом деле светлые области являются белыми.

Это визуальное явление, известное как акварельная иллюзия, зависит от сочетания яркости и контрастности контура, которое приводит к эффекту распространения цвета.

Белый цвет внутри кнопки словно приобретает легкий оттенок цвета границы.

Я признаю, что эта иллюзия вводила меня в ступор несколько раз, и мне приходилось проверять цвет при помощи палитры.

9. Иллюзия Ястрова

Размер имеет значение?

Работа над иллюстрацией или логотипом требует нарезки различных форм. Эта иллюзия возникает при работе с изогнутыми объектами. Кажется, что два элемента имеют разный размер, но при более тщательном изучении они оказываются одинаковыми. Безумно, да?

Благодаря этой иллюзии мы воспринимаем одинаково изогнутые края разными

Как это возможно? Нет определенного объяснения тому, почему мы воспринимаем эти предметы как объекты разного размера. Одно из объяснений заключается в том, что мозг озадачен разницей в размере между большим и меньшим радиусами. Другими словами, из-за короткой стороны длинная сторона кажется длиннее, а из-за длинной стороны короткая сторона кажется ещё короче.

10. Иллюзия Корнсвита

Как и иллюзии Маха и одновременного контраста, иллюзия Корнсвита использует градиент и центральную линию, чтобы создать впечатление того, что одна сторона изображения темнее другой. Но на самом деле они одинаковы! Вы можете понять это, когда секции расположены параллельно.