1. бібліографічна посилання

1 Башкатов К. 1

1 3 «А» клас, МБОУ Ліцей №1, м Комсомольськ-на-Амурі

Рожко Н.В. (Комсомольск-на-Амурі, МБОУ Ліцей №1)

1. І.Д. Артамонов «Ілюзії зору» М. 1969

2. Я.І. Перельман «Цікава фізика», М. 2010

3. Х. Шифман «Почуття і сприйняття» Спб.2003

4. Р. Бах «Ілюзії» изд. «Софія" 2009

5. https://yandex.ru/images/search text

6. http://www.nkj.ru/archive/articles/17346/ (Наука і життя, Секрети давніх зодчих, або як перехитрити зір)

7. http: // www.labirint.ru/books/380420/

8. http://images.yandex.ru/yandsearch

9. http://www.microarticles.ru/article/chto-takoe-illjuzija.html

10. http://www.studfiles.ru/preview/5274556/

11. http://nutrinews.ru/opticheskie-illyuzii-kak-im-udaetsya-obmanut-nash-mozg/

12. http://www.uznayvse.ru/interesting-facts/samiye-krutiye-opticheskie-illuzii.html

Зорові ілюзії дуже цікавий і незвичайний феномен, з яким може зустрітися в житті будь-яка людина, але при цьому не кожен знає і розуміє, що з ним відбувається. Зіткнувшись з оптичною ілюзією, напевно, люди задають собі питання, чому ж так виходить, і намагаються розкрити таємницю цього явища.

Тема проекту обрана мною не випадково, одного разу і я потрапив в приміщення, де було все зовсім не так, як в реальному світі, і все-таки я там перебував, це була кімната оптичних ілюзій. Все було в ній незрозуміло і дивно, і тоді мені захотілося дізнатися, чому? Важко придумати, що-небудь більш привертає увагу, викликає цікавість і інтерес, ніж оптичні ілюзії.

Також не варто забувати, що зорові ілюзії супроводжують нас протягом усього життя, тому знання основних їх видів, причин і можливих наслідків необхідно, як я вважаю, кожній людині.

Почавши вивчати явище зорових ілюзій, я зрозумів наскільки це складно і водночас дуже цікаво, недарма дослідженням зорових ілюзій займаються фізики, математики, психологи, біологи та інші вчені.

Виявилося, що зорових ілюзій безліч, від найпростіших до неймовірно складних, зустрічаються і такі, яким до цих пір не знайшли точного пояснення.

Мета роботи: вивчити поняття і процес виникнення зорових ілюзій, з'ясувати, які бувають види зорові ілюзії, як вони впливають на мозок людини і як людина застосовує їх у своєму житті.

Об'єкт дослідження: деякі види зорових ілюзій

Предмет дослідження: процес виникнення зорових ілюзій і сприйняття його людиною.

Гіпотеза дослідження: існують зорові ілюзії, за допомогою яких можливо обдурити людський мозок і змусити його сприймати реальність не так, як вона вигладить насправді.

Завдання дослідження:

вивчити довідкову літературу і отримати інформацію по темі проекту;

проаналізувати і узагальнити інформацію про зорових ілюзіях;

наочно вивчити процес виникнення зорових ілюзій;

провести тести, пов'язані із зоровими ілюзіями.

Методи проведення дослідження: вивчення літератури, інтернет ресурсів та інших джерел інформації, збір і аналіз отриманої інформації, спостереження, практичні дії, анкетування однокласників.

Новизна і актуальність: безпосередню участь в процесі вивчення і сприйняття зорових ілюзій, а також необхідність отримання знань про досліджуваний об'єкт.

Основні результати дослідження (наукові, практичні): отримано вірне уявлення та початкові знання про зорових ілюзіях, причини їх виникнення та процесі сприйняття людським мозком; отриманий особистий досвід в розумінні того, як діють зорові ілюзії, отримано підтвердження висунутої гіпотези дослідження.

З історії появи зорових ілюзій

Оптичні ілюзії з'явилися не тільки що. Людям вони були відомі з давніх-давен. Наприклад, в Стародавньому Римі будинки прикрашали 3D мозаїками, а в Греції для побудови величних пантеонів використовували перспективу.

Помилки сприйняття вміли використовувати ще стародавні зодчі, коли створювали різні архітектурні форми. Щоб скорегувати спотворення, майстри вдавалися до оптичних поправкам ще на стадії проектування споруди. Вони свідомо порушували геометрію будівлі: змінювали пропорції, відхиляли елементи від вертикалі або горизонталі, викривляли їх контури і т.п. За допомогою таких прийомів зодчим вдавалося «перехитрити» зір. Вважається, що найбільше досягли успіху в цьому мистецтві греки, навчилися надавати архітектурним формам особливу пластичність і виразність (Рис.1). Кутові колони Парфенона афінського Акрополя здаються по товщині однаковими з іншими, хоча діаметр їх більше, також більше діаметр кожної колони внизу, в порівнянні з діаметром вгорі, що надає споруді особливу величність.

Мал. 1. Зображення Парфенона афінського Акрополя

Оптичні ілюзії були знайомі і російським зодчим. Один із прикладів - Троїцький собор в Троїце-Сергієвій лаврі, споруджений в 1422 році над труною Сергія Радонезького. Його зовнішні стіни мають помітний нахил до центру будівлі, завдяки чому посилюється враження стійкості будівлі. Службовець опорою купола барабан з щілиновидними вікнами звужується догори. Цей прийом візуально витягує храм, і він виглядає вище, ніж є насправді.

Давно помічено, що світлі предмети на темному тлі здаються більше, ніж є насправді, а темні на світлому, навпаки, менше. Римський архітектор та інженер Марк Вітрувій, що жив в I столітті до н.е., образно висловив її суть так: при поєднанні темного і світлого світло «пожирає» морок. Дійсно, в білому одязі людина виглядає повніше, ніж в чорній, а гілки дерев в променях сонця помітно «стоншуються».

Що ще більш дивно, існує фігурка тварини, часів стародавнього палеоліту, яка в залежності від точки зору, зображує двох різних тварин (Рис.2).

На зображенні зліва можна побачити слона з бивнем, на правій зображенні ми бачимо зображення бика, нахил вниз голову.

Рис.2. Зображення фігурки тварини часів стародавнього палеоліту

Поняття зорових ілюзій і причини їх виникнення

Люди звикли довіряти своїм очам, проте далеко не завжди побачене можна логічно пояснити. Все що ми бачимо - це всього лише віддзеркалення світла від поверхні предметів. Інформація, яка надходить від очей до мозку, може бути злегка спотвореною. Навіть якщо ми вважаємо, що сфокусувавшись на одній точці, наші очі не рухаються - це не так. Вони весь час здійснюють ледь помітні руху і передають нашому мозку безліч майже однакових, але, все таки, що відрізняються один від одного картинок. Далі наш розум вже формує логічне зображення, складаючи його на підставі попереднього досвіду і накопичених знань.

Так людський мозок обробляє видиме світло, відбите від картинок. Незвичайні форми і поєднання цих картинок дозволяють домогтися оманливого сприйняття, в результаті якого здається, що предмет рухається, змінює колір або виникає додаткова картинка.

Причиною тому є оптичні ілюзії, які ще називають зоровим обманом. До сих пір до кінця не встановлені причини появи оптичних ілюзій, хоча вчені вже тривалий час цікавляться даним питанням. Існує багато наукових напрямків, які намагаються пояснити, що ж таке зорові ілюзії, і яким чином вони виникають. Найбільш часто зорові обмани можна пояснити особливостями будови органів зору.

Звернемося до найпоширенішого поняття зорової ілюзії і традиційного науковому поясненню цього явища.

Зорові ілюзії - помилки в зоровому сприйнятті, невірна оцінка довжини, величини та кольору зображених об'єктів. Причини помилок криються в особливостях фізіології зору і в психології сприйняття.

Оптичною ілюзією називається невідповідне дійсності уявлення видимого явища або предмета внаслідок будови нашого зорового апарату. Інакше кажучи - це неправильне уявлення реальності.

Чому виникає зорова ілюзія?

Зоровий апарат людини - складно влаштована система з певною межею можливостей. У неї входять очі, нервові клітини, за якими сигнал передається від ока до мозку і частина мозку, що відповідає за зорове сприйняття.

Виділяють наступні основні причини виникнення обману почуттів:

• людський мозок отримує невірну інформацію через те, що зоровий орган невірно сприйняв відбивається від предметів світло;
• за допомогою нервів сталася неправильна передача сигналів зору, в результаті якої людина отримала уявну інформацію;
• збої в мозковій діяльності людини, тобто мозок не завжди правильно реагує на сигнали, отримані від очей.

Часто ілюзії виникають одночасно з двох причин.

Таким чином, обмани зору грунтуються не так на будь-яких особливих властивостях об'єкта, а на неправильному його розпізнаванні нашими органами чуття.

Оптичні ілюзії - це ні що інше, як оптичний обман нашого мозку. Адже коли ми дивимося на картинку, наше око бачить одне, а мозок при цьому починає протестувати і стверджувати, що це зовсім не те. Ось і виходить, що ілюзії створює наш розум, який починає аналізувати колір, позицію джерела світла, розташування граней або кутів і т.д. Завдяки цьому і відбувається корекція зорових образів.

Оптичні ілюзії виникають при певних комбінаціях декількох факторів. Основні з них:

• поєднання кольорів і гра з контрастом;
• спотворення форм;
• гра з розміром і відстанню між фігурами;
• перспектива.

В ілюзії вони можуть бути присутніми або поодинці, або разом і, таким чином, впливати на наше сприйняття. В результаті чого виходить, що на зображенні зображено одне, а наш мозок «показує» нам зовсім інше.

Особливості деяких видів зорових ілюзій

Універсальної класифікації зорових ілюзій не існує, так як механізми і причини їх появи досить різноманітні і багато в чому не вивчені. Сьогодні вченим вдалося створити незвичайну класифікацію, яка розділяє всі види оптичних обманних сприйняття за різними ознаками. Так, існують ілюзії сприйняття розмірів предмета або фігури, співвідношення розмірів фігури в залежності від фону, обман кольору і контрастів, а також, помилкові сприйняття глибини і руху і т.д.

3.1. Однією з найпоширеніших ілюзій є гра з кольором. При правильному поєднанні, один і той же колір може сприйматися нами по-різному. Подивимося на зображення дівчинки. Насправді, її очі одного кольору, але зміна фону створює ілюзію, що очі різні (Рис.3).

Рис.3. Зображення дівчинки з однаковим кольором очей

Інший вид ілюзії - зорові спотворення

Подивимося на зображення з шахівницею (Рис.4). Посередині зображення немає ніякої опуклості. Невеликі вкраплення в певних клітинах створюють таке враження і картинка здається об'ємною. Це можна пояснити тим, що людський мозок знаходиться в замішанні. У нас був створений чіткий шаблон шахівниці, з прямими лініями і рівною поверхнею, але поява нових елементів змушує наш мозок створювати нове зображення.

Мал. 4. Зображення шахівниці

Розглянемо ще одну ілюзію з шахівницею (Рис.5)

Синя і зелена лінії на рисунку однакової довжини. Але в нашому мозку існує шаблон перспективи, по якому він сприймає синю лінію довше, ніж вона є насправді.

Дуже цікавий вид оптичної ілюзії «картина в картині"

На Рис. 6 зображений букет фіалок. Між листям і квітами заховані профілі Наполеона, його дружини і їх сина. Подібні картинки використовуються для перевірки і поліпшення уваги.

ілюзія руху

Чи можна було уявити, що намальоване зображення може рухатися? Японський вчений Акіоші Кітаока любить розміщувати цю, одну з найвідоміших з створених ним ілюзій, на обкладинки своїх книг в різних варіаціях. Ілюзія руху (дрейфу) також очевидна на папері, як і на екрані монітора. Перед нами статичне зображення. Рух кіл - ілюзія (Рис.7).

Рис.7. Ілюзія руху, створена японським вченим Акіоші Кітаока

«Неможливі об'єкти»

Найбільш наочним зображенням ілюзії неможливих об'єктів є «неможлива» сходи Пенроуза (Рис.8).

рис.8

Кожен окремий проліт сходів говорить нам про те, що людина піднімається вгору, проте, пройшовши чотири прольоти, він виявляється в тому ж місці, з якого почав свій шлях. «Неможлива» сходи не сприймається як єдине ціле, оскільки немає узгодженості між окремими її фрагментами. Раз по раз ми слідуємо поглядом за сходами, що ведуть нагору, намагаючись знайти спосіб вирішення цієї проблеми, і не знаходимо його.

Пропоную вашій увазі ще один доказ обману людського мозку. Ми починаємо читати по складах. Пізніше, коли з'являється звичка до читання, ми перестаємо думати про літери і нчінаем восінпімрать Свол цеіколм. Тжаке, що не задуамисвемя, винполяя дгуріе прввичниіе дестйвія. Чтнеіе, тажке як і рсіоаніве - це пріборетнение спносособті чеволека. Солгассіь, що чтіать еотт Тескт НЕ нанмого слнжоее, ніж очбиний. Тим блоее, що певром і посдленяя бвкуи СОЛВО стяот на соівх МТЕС. Замдуатсья про те, як же ратабоет мзог чевелока, погоаюмт оптичні ілюзії.

За допомогою цієї ілюзії можна перевірити гостроту зору (Рис.9)

Зорові ілюзії в житті людини.

Дизайнери й архітектори, враховуючи інтерес любителів незвичайних речей, створюють такі речі, використовуючи в своїх роботах ті чи інші ілюзії.

Обман зору може стати ефективною підмогою для тих, хто хоче додати родзинку своєму житлу. Дуже часто в дизайні застосовуються «неможливі фігури».

Здавалося, що неможливий трикутник приречений залишитися лише ілюзією на папері, але дизайнери увічнили його у вигляді ефектною вази (Рис. 10).

Мал. 10. Ваза в формі неможливого трикутника

Надзвичайний інтерес також представляє стілець дизайну Кріс Даффі (Рис.11). Здається, що він спирається виключно на передні ніжки, але Ризикнувши сісти на нього, ви зрозумієте, що тінь, що відкидається стільцем, і є його основною опорою.

Мал. 11

Оптичні ілюзії, особливо «неможливі фігури» зустрічаються в живописі з XVI століття, також і у фресках і живопису на релігійні теми. Але особливо популярним цей жанр стає в середині XX століття. Великий вплив на формування цього напрямку зробив голландський художник М.К. Ешер, відомий низкою картин на тему неможливих об'єктів (Рис.12).

Мал. 12. М. Ешер «Водоспад»

На перший погляд все абсолютно логічно. Але якщо простежити за рухом водоспаду, а картина так і називається «Водоспад» - то побачимо, що вода, яка приводить в рух млинове колесо, проходить по жолобах і повертається до точки падіння води. Вежі мають майже однакову висоту - але в той же час в них різна кількість поверхів.

Зображення з ефектом оптичних ілюзій використовуються в деяких штатах США, як частина кампанії з боротьби з агресивним водінням (Рис. 13)

Мал. 13

Водій бачить намалювати об'єкти і думає, що на дорозі є бар'єр, він знижує швидкість, щоб переїхати через нього, хоча насправді це абсолютно рівна поверхня.

Практична частина

Відвідування «Кімнати Еймса» і пояснення даного явища.

З метою проведення практичного дослідження однієї з зорових ілюзій, я відвідав і вивчив створену в даний час кімнату Еймса.

Питання оптичних ілюзій цікавили Адельберт Еймса з раннього дитинства. Ставши офтальмологом, він не припинив свої дослідження сприйняття глибини, результатом яких і стала його знаменита кімната.

Мною на особистому досвіді було вивчено, як же працює Кімната Еймса (фото1).

Фото 1. Відвідування «Кімнати Еймса»

Ефект кімнати можна передати так: здається, що в лівому кутку кімнати стоять люди-карлики, а в правому кутку - велетні. Зрозуміло це оптичний трюк, і насправді ці люди цілком звичайного росту. Насправді приміщення має витягнуту трапецієподібну форму, але через помилкової перспективи воно нам здається прямокутним. Насправді лівий кут кімнати сильніше віддалений від погляду відвідувачів, ніж правий, а тому стоїть там людина здається таким маленьким.

Більш наочно дане пояснення можна отримати на представленої нижче схемою (Рис.14).

Мал. 14. Схема кімнати Еймса

2. Ілюзії, створені за допомогою спеціальних споруд.

Зорові ілюзії, зображені на фотографіях пояснити не становить особливих труднощів.

Для створення отриманого ефекту необхідні лише спеціальні споруди. У першому випадку - це кімната, в якій меблі і весь інтер'єр розташовані догори ногами (фото2), на завершення лише слід перевернути саму фотографію.

Фото 2. Перевернута кімната

Інша ілюзія створена за допомогою спеціальної рамки, куди заходить людина, і додаткової пари ніг, прикріплених до рамці (фото 3).

Фото 3. Ілюзія «людина-ноги»

3.Изучение процесу сприйняття зорових ілюзій шляхом проведення анкетування однокласників.

Учням третього класу були запропоновані для огляду і отримання відповідей на питання три варіанти зорових ілюзій.

В опитуванні взяли участь 20 осіб.

Перший запропонований варіант ілюзії - це ілюзія зорового спотворення (Рис.15)

рис.15

Учням було поставлено питання - ці прямі паралельні чи ні. 11 осіб з 20 вказали, що прямі не паралельні.

Насправді все Лінії, зображені на малюнку Паралельні. Чорно-білі короткі смужки, які перетинають їх у вертикальному напрямку, не збігаються, хоча і зміщуються на досить малу відстань. Через це і виникає припущення, що лінії, що утворюють їх краю, поступово звужуються. Ця ілюзія вперше була виявлена ​​і продемонстрована англійським вченим Фрейзером (Fraser) у 1908 році. Фрейзер - англійський психолог, перший вчений, який окреслив і вивчив ілюзію на початку XX століття. Ефект викликає просто-напросто розташування «цегли». Насправді лінії паралельні. Але в 1979 році англійський професор з Брістоля Річард Грегорі випадково натрапив в місті на кафе, в якому Малюнок цегли повторював ілюзію Фрейзера. Це справило багато шуму і ілюзію стали називати «Ілюзія кафе« Wall ».

Другий варіант запропонованої ілюзії - це «помилкові спіралі» (Рис. 16).

рис.16

Було поставлено питання, що зображено на рисунку: кола або спіраль? 6 осіб з двадцяти вказали, що зображена спіраль.

Це ілюзія - «Хибна спіраль» Дж. Фрейзера. На малюнку не спіралі, а концентричні кола. Спіраль формується за допомогою застосування в рисунку контрастних графічних елементів - білих і чорних квадратів, розташованих по черзі з певним нахилом.

Третій запропонований варіант ілюзії - це ілюзія сприйняття кольору (Рис. 17)

Мал. 17

На питання, в якій частині картинки смуга світліше 14 осіб з 20 відповіли, що смуга світліше в лівій частині.

Насправді смуга однакового кольору на всьому своєму протязі, проте, при її розгляді так не здається, оскільки наш мозок автоматично регулює колір, виходячи з навколишніх тіней, і людині бачить, що смуга світліше в лівій частині.

Висновок

Проведені в даній роботі дослідження, а саме вивчення і аналіз теоретичного матеріалу по темі зорових ілюзій, особистий практичний досвід в захоплюючому процесі формування зорових ілюзій, а також анкетування однокласників на предмет сприйняття зорових ілюзій і аналіз результатів проведених тестів, дозволили зробити однозначні висновки про природу походження зорових ілюзій, причини їх виникнення та особливості сприйняття людиною.

При проведенні даної дослідницької роботи мною були виконані всі поставлені спочатку цілі.

Моя гіпотеза, про те, що існують зорові ілюзії, за допомогою яких можливо обдурити людський мозок і змусити його сприймати реальність не так, як вона вигладить насправді, підтвердилася повністю.

Створений мною проект показав, що здаються на перший погляд незвичайність, загадковість і фантастичність зорових ілюзій при уважному вивченні знаходять своє пояснення за допомогою наукових знань людини. Одночасно з цим, написана мною дослідницька робота вказала на величезний обсяг наявної інформації про досліджуваному явищі зорових ілюзій, в зв'язку з їх нескінченним безліччю в нашому повсякденному житті. Це послужило початком до вивчення мною в подальшому окремо взятих і найцікавіших оптичних ілюзій. Тим більше ця тема продовжує бути цікавою, оскільки до теперішнього часу деякі спроби пояснити окремі зорові ілюзії носять неповний і недостовірний характер, для деяких оптичних обманів не запропоновано до сих пір жодного пояснення, інші навпаки мають занадто багато пояснень. Очевидно, що майже вся область оптичних обманів знаходиться в початковій стадії своєї розробки і потребує подальшого дослідження.

бібліографічна посилання

Башкатов К. зорові ілюзії // Старт в науці. - 2017. - № 3. - С. 36-43;
URL: http://science-start.ru/ru/article/view?id=629 (дата звернення: 05.08.2019).