Iluzje optyczne roku

Jak co roku, spotkaniu Vision Sciences Society towarzyszył konkurs na złudzenie optyczne roku. Pierwsze miejsce przypadło przeróbce klasycznego złudzenia Ebbinghausa:

Koło w środku wydaje się zmieniać rozmiar wraz z otaczającymi je kołami – w rzeczywistości pozostaje jednak takie samo. Jestem pierwszą nagrodą trochę zawiedzony, bo niewiele w tym złudzeniu nowego i zaskakującego. Znacznie lepiej jak dla mnie wypada miejsce trzecie. Wskazujcie palcem na fragment drogi, który odstaje od reszty (upewnijcie się, by obejrzeć filmik do końca – zwrot akcji jest naprawdę dramatyczny):

Wydaje się oczywiste, że identyczne obrazki powinny wyglądać tak samo, a obrazki które są odmienne – powinniśmy być w stanie rozróżnić. Powyższa iluzja wykorzystuje jednak metamery – ilustracje, które są fizycznie odmienne, jednak wyglądają tak samo, oraz anty-metamery, czyli identyczne ilustracje, które jednak wydają się nam odmienne. W iluzji sprytnie wymieszano oba przypadki, sprawiając, że postrzegamy jeden z obrazków jako inny, podczas gdy w rzeczywistości jest on jednym z tych dwóch identycznych.

Pozostałe iluzje zobaczymy na stronie, choć niestety pozbawiono nas najciekawszego – nagrania z prezentowania iluzji przez ich twórców. Pięciominutowej prezentacji towarzyszyła muzyka i strzelające konfetti, a całość prowadził magik. Do tego autor zwycięskiej iluzji wyrapował swoją prezentację, co podejrzewam pomogło mu wygrać.

Powyższy konkurs to dobra okazja by polecić Wam dwie strony wypełnione iluzjami autorstwa dwóch naukowców – Akiyoshi Kitaoki oraz Artura Shapiro. Poniżej przedsmak złudzeń które znajdziecie na stronie tego pierwszego. Ostrzegam, że oglądając stronę Kitaoki można dostać mdłości, jako że wiele z nich opiera się na tworzeniu iluzji ruchu.

image
Rotating snakes, autorstwa Akiyoshi Kitaoka, na licencji creative commons (CC BY-NC-ND 2.5).

Strona internetowa Artura Shapiro także jest wypełniona iluzjami, a w dodatku większość z nich jest interaktywna. Poniżej jedna z moich ulubionych, której przyjrzymy się nieco bliżej.


Czy dyski mrugają w tym samym czasie? Zdaje się, że nie – jednak pozbądźcie się otaczających ich kręgów (naciskając guzik no surrounds) a przekonacie się, że dyski są w rzeczywistości zsynchronizowane! Złudzenie jest bardzo silne, jednak zapewniam Was, że nic poza tłem nie zostało zmienione. Jeśli nie wierzycie – zawołajcie kogoś do komputera. Niech jedno z Was patrzy na dysk po lewej i mówi „jasny” za każdym razem, gdy dysk jaśnieje, podczas gdy drugie niech zwraca uwagę tylko na ten po prawej i mówi „ciemny” za każdym razem gdy dysk ciemnieje. Pomimo postrzeganej desynchronizacji dysków, zorientujecie się, że w istocie wypowiadacie „jasny” i „ciemny” w tym samym czasie. Miałem jakiś czas temu przyjemność uczestniczyć w wykładzie Shapiro i właśnie w taki sposób zademonstrował on złudzenie zgromadzonej publiczności, każąc jednej jej części mówić „jasny”, a drugiej „ciemny”. Możecie sobie wyobrazić konsternację i wybuch śmiechu zgromadzonych naukowców.

Efekt jest tym bardziej niesamowity gdy uświadomimy sobie, że mamy do czynienia z paradoksem poznawczym – kółka wydają się mrugać asynchronicznie, jednak jeśli się przyjrzeć – zobaczycie, że kółka ciemnieją i jaśnieją jednocześnie.

Fałszywe poszlaki

Wprawdzie iluzje optyczne są różne, jednak zasada ich działania jest dość podobna. W pewnym sensie system wizualny i mózg przyrównać można do detektywa usiłującego odtworzyć obraz sytuacji na podstawie odnalezionych poszlak. Jeśli umiejętnie zmanipulujemy informacją dostępną naszemu Sherlockowi, zbuduje on obraz sytuacji, który będzie nieco odbiegał od rzeczywistości. Właśnie w takim przypadku mówimy o złudzeniu.

W przypadku powyższej iluzji mamy do czynienia z klasycznym przykładem wpływu kontekstu na postrzeganie elementów obrazu. W tym przypadku mamy dwa kluczowe elementy: luminację (poziom natężenia światła) oraz kontrast. Dyski pośrodku zmieniają poziom luminacji (z jasnego na ciemny) w tym samym czasie. Widać to na poniższym wykresie – linia pokazuje, że luminacja idzie w górę lub w dół wraz z postępującym czasem. Wartość luminacji obu dysków nakłada się na siebie – stąd tylko jedna linia.

Picture1
Ilustracje wycięte i przetłumaczone z publikacji Shapiro.

Gdy jednak otoczyć dyski tłem (jasnym lub ciemnym), do gry wchodzi nowy gracz. Sherlock ma teraz do czynienia z jeszcze jednym elementem –  kontrastem.  Miejmy na uwadze, że Sherlock nie wie nic o wartości kontrastu – musi sam go sobie obliczyć.

F2.large

Wie on, że kontrast to różnica pomiędzy elementem na pierwszym planie a tłem. Z obliczeń wychodzi mu, że w momencie, w którym dysk jest w fazie jasnej, wartość kontrastu dla dysku otoczonego ciemnym okręgiem jest wyższa, natomiast dla tego z jasnym – niższa. Innymi słowy, mimo że poziom luminacji jest zsynchronizowany, poziom kontrastu obliczanego przez system wizualny już nie – stąd iluzja, że dyski mrugają asynchronicznie. Widać to na kolejnym wykresie –wyobraźcie sobie, że zielona linia reprezentuje poziom kontrastu dla dysku po lewej, a niebieska dla tego po prawej. Linie nie nakładają się, ponieważ kontrast zależy od tła, które jest różne dla obu dysków.

Picture2

Sherlock jest więc skonfliktowany w obliczu takich sprzecznych sygnałów. Stąd wspomniany paradoks – obie możliwości (synchroniczne lub asynchroniczne mruganie) są tak samo prawdopodobne i mózg nie jest w stanie rozwiązać konfliktu (ku naszej uciesze poznawczej).

Najbardziej w złudzeniach optycznych lubię dwie rzeczy: można się z nich nauczyć, w jaki sposób mózg konstruuje obraz rzeczywistości oraz to, że nawet wiedząc, jak one działają – i tak będziemy się na nie nabierać. Macie jakieś ulubione iluzje? Podzielcie się nimi w komentarzach lub na Neurobigosowej stronie facebookowej.

Reklamy

3 uwagi do wpisu “Iluzje optyczne roku

  1. Pingback: Cholerna sukienka. | NeuroBigos

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s