Безкоштовна технічна бібліотека

Ілюзії під час руху об'єкта. Енциклопедія зорових ілюзій

На дозвіллі / Зорові (оптичні) ілюзії

 Коментарі до статті

<< Назад: Портретні ілюзії

>> Вперед: Ілюзії колірного зору

Великий російський фізіолог І. М. Сєченов щодо зорового сприйняття рухів стояв на матеріалістичній точці зору. Він писав: "... щодо рухів, за якими око в силах встежити, що представляється і дійсне збігаються один з одним". Виявляється, що під час руху об'єкта спостереження зустрічається також низка зорових ілюзій, які обумовлені деякими властивостями нашого зорового апарату.

Ще Клавдій Птолемей (II ст. н. е.) у своїй "Оптиці" каже, що якщо коло із забарвленим сектором привести у обертання, то все коло нам здається забарвленим. Очевидно, ще давнім було відомо, що вогонь, що рухається з деякою швидкістю по колу, перетворюється для нас на суцільне вогняне кільце.

Наше око має властивість утримувати протягом часток секунди зорове враження, хоча видимий предмет вже зник з поля зору.

Зорове відчуття світла потребує певного часу виникнення. Якщо перед оком, адаптованим на темряву, раптово з'явиться яскраво освітлена поверхня, то візуальне відчуття від неї виникає приблизно через 0,1 сек. При меншій різниці яскравостей поля адаптації і світлої поверхні, що виникає, цей час збільшується до 0,2-0,3 сек, при більшій воно скорочується. При цьому сила зорового відчуття, що виникає, спочатку різко наростає - "спалах" здається яскравіше, ніж насправді, але потім порівняно швидко "приходить" нормальне відчуття яскравості. До цієї інерційності зору додається ще інерційність нервової системи, в якій сигнал від органів зору і сигнал у відповідь руховим органом поширюється хоча і з великою, але не з нескінченною швидкістю. З моменту подачі сигналу середньої сили до моменту руху у відповідь людини проходить в середньому 0,19 сек. У окремих осіб цей час коливається не більше від 0,15 до 0,225 сек. Коли людина сприймає сигнал одним оком, він реагує на цей сигнал повільніше: відставання дорівнює приблизно 0,015 сек.

Тільки в першій половині XIX століття почали користуватися цією особливістю зорового сприйняття об'єктів, що рухаються. Так, у 1825 р. у Франції був побудований прилад, так званий "тавматроп"*, що є шматком картону, на одній стороні якого намальована, наприклад, клітина, а на іншій - пташка (рис. 125).

* (Грецькі: "тавма" - фокус, "стежка" - колесо.)

Рис. 125. Цю пташку можна побачити яка сидить у клітці

При швидкому обертанні і одночасному спостереженні обох сторін картона пташка здаватиметься сидить у клітці. Можна шматок картону з малюнками по обидва боки зміцнити на осі дзиги. Той же досвід можна зробити з карткою, у якої на одній стороні намальований кінь, що скаче, а на іншій жокей (рис. 126). Можливий ряд найрізноманітніших варіантів цієї іграшки: мисливець без дичини та з дичиною, дві окремі частини одного й того ж слова, балерина окремо від партнера тощо.

Мал. 126. Якщо картонну картку із зображенням коня, що скаче, на одній його стороні і жокея на іншій стороні почати швидко обертати на нитці, що розкручується, то ми побачимо жокея на коні (як показано тут внизу)

До речі, ілюзія перебування пташки в клітині може бути отримана й іншим способом. Слід взяти половину поштової листівки та помістити її вертикально між пташкою та кліткою так, щоб тінь від листівки не падала на рис. 125, потім притулити листівку разом із малюнком до носа і дивитися одним оком на клітину, а іншим на пташку. При цьому виявиться, що пташка зрушила і увійшла до клітки. Ця ілюзія пояснюється злиттям зображень предмета в правому і лівому оці в нашій свідомості в єдиний візуальний образ (стереоефект).

У 1829 р. бельгійський фізик Ж. Плато побудував прилад, названий ним "фенакістископом"*, що складається (рис. 127) з картонного кола, розділеного на кілька секторів з таким самим числом віконців; у секторах розміщені зображення дровокола у послідовних положеннях при розколюванні поліна сокирою. Якщо стати перед дзеркалом і дивитися при швидкому обертанні кола в віконце, то вийде враження роботи дровокола.

* (Фенакістіскоп - оманливе бачення.)

Рис. 127

Відома також спіраль Плато, де можна спостерігати послідовний образ руху. Якщо диск зі спіраллю (рис. 128) обертати за годинниковою стрілкою, після тривалого фіксування її оком у нас виникає враження стягування всіх гілок спіралі до центру; при обертанні спіралі у напрямку ми бачимо розбіжність спіралей від центру до периферії. Якщо після тривалого розгляду спіралі, що рухається, поглянути на нерухомі предмети, ми побачимо їх рух у зворотному напрямку. Так, наприклад, якщо після тривалого спостереження за місцевістю з вікна поїзда, що рухається, або за водою з вікна рухомого пароплава ми переведемо погляд на нерухомі предмети всередині вагона або пароплава, то нам здасться, що вони теж рухаються, але в зворотному напрямку. Ці ілюзії пов'язані з послідовними рухомими образами.

Рис. 128

Всім добре знайома ілюзія зору, коли з вікна поїзда, що стоїть, ви бачите, як рушає в дорогу сусідній поїзд. Вам здається, що ваш поїзд повільно відправляється зі станції. Ви вже звикли пов'язувати у свідомості образи, що рухаються зі своїм рухом.

Ви дивитеся у вікно з вагона кур'єрського поїзда, що йде зі швидкістю 60 кілометрів на годину. На укосах насипу ростуть червоні квіти, і ви хочете дізнатися їх: що це, троянди, маки чи жоржини? Однак квіти миготять і впізнати їх не вдається, хоча потяг просувається лише на 16 метрів за секунду. Відомо, що ластівка літає зі швидкістю близько 90 м/сек і на льоту вистачає крихітних комах, пролітає як стріла через отвори трохи більше за неї саму. Отже, вона бачить всі предмети навколо себе, і зорові враження у неї не зливаються. Людина не може встежити за подробицями більш менш швидких рухів. Тому нам здаються іноді дивними моментальні знімки людини, що йде і т. п. Правильним буде твердження, що реальність речей, як вони сприймаються нашим зором, вірніше передає образотворче мистецтво, ніж миттєва фотографія. Слідом за "іграшками", подібними до зображених на рис. 125-127, був ряд винаходів, що дозволяють бачити рухомі фігури при обертанні дисків.

Всі ці пристрої були попередниками сучасного кінематографа, і, по суті, дія їх усіх заснована на здатності ока зберігати протягом деякого часу вироблений на нього світловий вплив. Око протягом приблизно 0,1 секунди ще "бачить" те, що вже зникло. Так, у сучасному кіно при зміні 24-х кадрів в секунду і при перекритті вікна проектора в момент зміни кадру особливим екраном (обтюратором) наше око не помічає цієї зміни і сприймає не рух стрічки, а повільніший рух фігур, що проектуються на екран.

Одночасний контраст яскравості ахроматичних поверхонь можна зручно спостерігати, крім способу, наведеного на рис. 107 за допомогою диска рис. 129.

Рис. 129

Якщо цей диск швидко обертати навколо осі, виходить шість кілець, яскравість яких змінюється від білого крайнього до чорного в центрі диска.

Об'єктивно ці кільця по всій їхній радіальній ширині матимуть однакову яскравість; суб'єктивно ж там, де якесь кільце стикається з світлішим, воно здається помітно темнішим; там, де воно стикається з найближчим темнішим, воно видається світлішим.

Гельмгольц пояснює це обманом нашого судження, він каже: "Людина середнього зростання поруч із дуже високим здається маленьким, тому що в цей момент ми ясно бачимо, що існують вищі люди, але не бачимо, що існують також і нижчі. Та сама людина середнього зросту, поставлена ​​поруч із низьким, здаватиметься високим". Зрозуміло, що досвід розтушування темної плями по всій поверхні диска при його обертанні пов'язаний із явищем збереження зорового враження. Такий досвід робиться з кольоровим диском для спостереження явища змішування кольорів.

На принципі збереження зорового враження протягом десятих часток секунди засновані стробоскопічні* методи вимірювання тривалості періодів швидко протікають процесів, що застосовуються зараз у техніці. Так, наприклад, спостерігач, озброєний швидкодіючим затвором, розглядає крізь нього диск, що обертається, причому спрацьовування затвора відбувається саме в такий момент часу, коли диск займає строго певне положення. При частоті спрацьовування затвора більше 10 разів на секунду деякий сектор диска або радіус, прокреслений на ньому, здаватимуться спостерігачеві нерухомими.

* (Від грецького "стробос" - вихор, кружляння.)

Інший спосіб отримання стробоскопічного ефекту полягає в тому, що досліджувану деталь, що обертається, висвітлюють короткочасними світловими спалахами. Якщо частота повторення спалахів збігається з числом оборотів деталі в секунду, а інтервал між спалахами менше 0,1 секунди, то в цьому випадку деталь, що обертається, здасться спостерігачеві нерухомою.

Телебачення також використовує закон збереження зорового враження. У цьому випадку на люмінесцентному екрані електронно-променевої трубки приймача електронний промінь, з дуже великою швидкістю, як би "малює" зображення видимої нами картини, рухаючись горизонтальними рядками і від рядка до рядка зміщуючись по вертикалі. Насправді він точно повторює рухи іншого електронного променя, що рухається таким же чином по зображенню, отриманому в передавачі телестудії. Внаслідок великої швидкості переміщення електронного променя від верхньої частини екрана рядками до нижньої його межі, ми помічаємо цього руху, але сприймаємо все зображення загалом. Електронно-променевий метод розкладання зображення, що передається на далеку відстань, був вперше запропонований в 1907 російським ученим Б. Л. Розінгом.

Дуже цікава ілюзія, пов'язана з появою кольорового забарвлення на чорно-білому диску, що обертається (рис. 130), спостерігалася ще в минулому столітті Бенхемом і використовується тепер в психофізіологічних дослідах. Обертаючи диск зі швидкістю 6-10 оборотів в секунду за годинниковою стрілкою за досить яскравого світла, ми помітимо на диску кольорові кільця. Найбільш віддалене від центру кільце набуває синьо-фіолетового відтінку, потім слідує зеленувате, жовте і червоне кільця. При обертанні диска проти годинникової стрілки порядок проходження кольорових кілець змінюється на зворотний. На периферичному кільці іншого диска, зображеного на рис. 131, з'являється червонуватий наліт, а на внутрішній синюватий, звичайно, якщо цей диск привести до обертання. При збільшенні швидкості обертання синюватий наліт зникає, і весь диск здаватиметься червонуватим.

Рис. 130

Рис. 131

Поява кольорового забарвлення при зміні швидкості чергування чорних і білих смуг привертає увагу дослідників, які працюють над проблемами кольорового телебачення. Однак існуючі пояснення цієї ілюзії не можна вважати повними та вичерпними.

Багато ілюзорні рухи пояснюються як явищем збереження зорового враження, і деякими ще недостатньо з'ясованими фізіологічними явищами, які у процесі зорового сприйняття (рис. 132-135).

Мал. 132. Фіксуючи погляд на одному правому або одному лівому чорному кружку і похитуючи малюнок, ми побачимо, що чорний гурток котиться по жолобу

Мал. 133. При похитуванні цієї фігури праворуч і ліворуч можна спостерігати переміщення очей на зображених тут пиках

Мал. 134. При обертанні малюнка всі кільця здаються обертовими. Ілюзія ґрунтується на принципі стробоскопічного ефекту

Мал. 135. Якщо помістити око в точку, де сходяться продовження зображених тут шпильок, і злегка похитувати малюнок, то шпильки здаються встромленими в лист вертикально і хитаються.

Відомий ряд явищ ілюзорного руху при спостереженні за об'єктами, що рухаються через щілину або невеликий отвір в екрані. Так, наприклад, якщо перед щілиною в екрані з боку, протилежної від спостерігача, переміщати круглий диск, він здається нам еліпсом, при швидкому русі диска здасться, що велика вісь еліпса лежить вертикально, а при повільному русі вона здається горизонтальною.

Приклади ілюзорних рухів часто зустрічаються нам у звичайних умовах; наведемо ще деякі з них.

Так, з вікна поїзда, що швидко рухається, ми бачимо, що рухаються всі предмети навколишнього поїзда ландшафту. Спостерігаючи місяць у хмарну ніч, бачимо, що він швидко переміщається щодо нерухомих хмар. "Над полями, та над чистими місяць птахом летить...", - співається у російській народній пісні. Цілком справедливий китайський вислів: "Подивися крізь перила моста, і ти побачиш, як міст пливе нерухомою водою". Спиці велосипеда, що швидко рухається, здаються нам злилися; струна, що коливається, нам представляється розпливлася між нерухомими вузлами, і т. д.

У деяких старих підручниках фізики здатність ока зберігати деякий час зоровий образ розглядалася як один із недоліків нашого органу зору. Однак, маючи на увазі цей "недолік", людина створила такі сильні та загальнодоступні форми мистецтва, якими є кіно та телебачення.

Автор: Артамонов І.Д.

<< Назад: Портретні ілюзії

>> Вперед: Ілюзії колірного зору

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву У США вже готуються до епохи 6G 21.03.2019 Федеральна комісія зі зв'язку США (FCC) розпочала підготовку до досліджень та розробок у галузі мереж шостого покоління та одноголосно проголосувала за відкриття нового частотного сегменту для послуг 6G. Експерименти в області 6G та подальше використання мереж шостого покоління планують проводити у частотному діапазоні від 98 ГГц до 3 ТГц (терагерц). Частотний діапазон терагерцового випромінювання становить від 0,3 до 3 ТГц. Теоретично, що вища частота, то більше вписувалося обсяг даних, які можна передані за одиницю часу, що збільшує швидкість мережі. Знову ж таки в теорії швидкість передачі даних у мережах 6G може бути приблизно в 10 разів вищою, ніж у 5G. І якщо завданням мереж п'ятого покоління є надання користувачем високої швидкості, великої пропускної спроможності та мінімальної затримки, то мета 6G полягатиме в тому, щоб "з'єднати світ в одне натискання". Раніше президент США Дональд Трамп закликав американські компанії розгорнути мережі 5G у країні якнайшвидше, а також уже зараз думати про 6G.

Інші цікаві новини:

▪ Планшет Samsung Galaxy Tab 7.7

▪ Переносні оптичні приводи Samsung SE-218GN та SE-208GB

▪ Лісових пожеж поменшало

▪ Підмісячна печера

▪ Космічні промені - загроза колонізаторам Марса

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Початківцю радіоаматору. Добірка статей

▪ стаття Ні під яким соусом. Крилатий вислів

▪ стаття Яка частина спадкової інформації відображає індивідуальність людини? Детальна відповідь

▪ стаття Машиніст насосної станції. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Дальтометр визначення часу реакції на світлові подразники. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Управління синтезатором частоти радіостанцій Транспорт та Маяк. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024