XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Игра воображения

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Лебедева А.Е. 1

---

1МОУ "СОШ № 48"

Анашкина О.В. 1

---

1МОУ "СОШ № 48"

Работа в формате PDF

421.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1 Основная часть

1.1 Ведение

Феномен иллюзии - объект изучения многих поколений ученых.

 Иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни. Поэтому знание основных их видов, причин и возможных последствий необходимо каждому человеку. Впервые своими глазами я увидела иллюзии на представлении фокусника Игоря Грея несколько лет назад. Затем, когда мы с родителями путешествовали на машине до моря, я обратила внимание на Луну. Мне казалось, что Луна в несколько раз больше, когда находится низко над горизонтом, чем когда она находится высоко в небе. "Почему так?" задала я вопрос. "Это иллюзия" - ответил папа.

Мне стало интересно какие бывают иллюзии, а могут ли они быть полезны или это игра воображения?

Представляю вашему вниманию свою научно -исследовательскую работу "Игра воображения".

Цель моего исследования – изучить виды оптических иллюзий.

Задачи исследования:

найти и проанализировать информацию об оптических иллюзиях

провести опыты

определить значимость иллюзий в повседневной жизни

разработать альбом с видами иллюзий

Объект исследования – оптические иллюзии.

Предмет исследования – применимость оптических иллюзий в жизни человека.

Методы исследования:

беседа

интервью

опыт

опрос

анализ

обобщение и систематизация

Гипотеза исследования – я предполагаю, что оптические иллюзии — это игра воображения для развлечения.

Актуальность моего исследования заключается в том, что нам важно знать и умело использовать оптические иллюзии, так как мы всё чаще их встречаем в современном мире .

1.2. Понятие и история возникновения иллюзии.

Большую часть информации об окружающей нас действительности мы получаем благодаря зрению. Каждый из нас с рождения уверен - мир таков, каким мы его видим, но иногда это привычное восприятие приводит человека в заблуждение. Но, наш глаз не совершенен. Иллюзии наглядный пример. Мы можем видеть вещи не такими, какими они являются на самом деле.Иллюзия — ( франц.) видимость, мнимое, обманчивость, обман чувств; обман воображенья, надежд и пр. (Толковый словарь Даля./ В.И. Даль). Иллюзия-. 1. Обман чувств, нечто кажущееся; болезненное состояние ошибочное восприятие предметов, явлений. Оптическая и Слуховые иллюзии. Аффективные иллюзии (под влиянием аффекта)

Иллю́зия (лат. illusio — заблуждение, обман) — это: обман чувств, нечто кажущееся, то есть искажённое восприятие реально существующего объекта или явления, допускающее неоднозначную интерпретацию; программный номер иллюзиониста; в переносном смысле — нечто несбыточное, мечта. (Википедия).

Понятие «иллюзия» обозначает психологические, оптические и слуховые искажения в восприятии окружающей действительности.

Оптическая иллюзия, также  зрительная иллюзия — ошибка в зрительном восприятии, вызванная неточностью или неадекватностью процессов неосознаваемой коррекции зрительного образа (лунная иллюзия, неверная оценка длины отрезков, величины углов или цвета изображённого объекта, иллюзии движения, «иллюзия отсутствия объекта» ), а также физическими причинами («сплюснутая Луна», «сломанная ложка» в стакане с водой).

История оптических иллюзий насчитывает не одну тысячу лет, ещё в 350 году до нашей эры Аристотель писал: "Нашим чувствам можно доверять, но их всё же легко обмануть". Великий мыслитель заметил, что, если некоторое время смотреть на водопад, а затем перевести взгляд на неподвижный горный склон, может показаться, будто скалы движутся в направлении, противоположном потоку.

Кроме этого оптические иллюзии были представлены фокусниками. Фокусы и иллюзии появились несколько тысячелетий до нашей эры. В древности этим искусством владели жрецы-маги. Позднее путешествующие артисты начали показывать фокусы непосредственно на площадях и улицах. Одно из самых ранних свидетельств датируется приблизительно 1700 годом до нашей эры. Известно, что в Древней Греции фокусники пользовались исключительной народной любовью. С течение времени большая популярность охватила странствующих фокусников. В честь отдельных из них — Картифена, Феодосия, Евклида и Деофита — были воздвигнуты статуи.

В средние века на ярмарках появились профессиональные артисты - кукольники, фокусники, применяющие различные механизмы, карточные фокусники (шулеры). Иллюзионизм, называемый иногда "магия" - вид исполнительского искусства, который характеризуется использованием ловкости рук, трюков или специальной аппаратуры для создания иллюзии нарушения привычных физических свойств хорошо известных предметов. Название происходит от французского слова "illusionner" - "вводить в заблуждение".

В XIX-м веке началось активное изучение свойств восприятия и особенностей органов чувств человека. Именно тогда исследователями были разработаны оптические иллюзии, которые сейчас считаются классическими, в первую очередь - иллюзия Эббингауза.

Иллюзия Эббингауза (Эббингхауза) или круги Титченера — оптическая иллюзия восприятия относительных размеров. Самая известная версия этой иллюзии состоит в том, что два круга, идентичные по размерам, помещаются рядом, причём вокруг одного из них находятся круги большого размера, тогда как другой окружён мелкими кружками; при этом первый круг кажется меньше второго. Два оранжевых круга имеют совершенно одинаковые размеры; тем не менее, левый круг кажется меньше (Рис.1).

Рис.1

В начале XXI-го века интерес к зрительным искажениям продолжает расти - появляются новые научные теории, с помощью которых учёные пытаются объяснить механизмы возникновения оптических иллюзий. Согласно одной из них, искажения происходят из-за того, что человеческий мозг постоянно "предсказывает" изображение, чтобы компенсировать задержку между самим событием и моментом его восприятия. В наше время интерес к проблеме столь высок, что на протяжении вот уже десяти лет специалисты ежегодно проводят конкурс на лучшую оптическую иллюзию Вот уже на протяжении 15 лет ежегодно выбираются победители конкурса на лучшую иллюзию года. Конкурс был организован парой нейробиологов Сюзаной Мартинес-Конде и Стивеном Макником, чтобы показать яркие примеры сложной работы визуального восприятия. Задача этого конкурса не только в том, чтобы выбрать самые интересные работы. Он призван обеспечить среду для научных исследований человеческого восприятия, которые часто допускают ложное представление о реальности. В 2020-ом году первое место на Конкурс на лучшую иллюзию года выиграл математик Кокичи Сугихара из Университета Мэйдзи в Токио. Исследователь сделал так называемую 3D версию лестницы Шредера. Здесь можно увидеть двухстороннюю лестницу. Просто поверните модель на 180 градусов, и лестница будет вести вниз, а не вверх (Рис.3).

Рис.3

Люди знакомы с оптическими иллюзиями на протяжении тысячелетий. Римляне делали 3D-мозаики для украшения дома, греки использовали перспективу, чтобы построить красивые пантеоны, и по крайней мере одна фигурка из камня времён палеолита изображает двух разных животных, которых можно увидеть в зависимости от точки зрения. Наш мозг - удивительная штука. Он умеет сам достраивать реальность. Даже там, где на самом деле ее нет.

Итак, оптическая иллюзия - впечатление о видимом предмете или явлении, несоответствующее действительности, т.е. оптический обман зрения. В переводе с латыни слово "иллюзия" означает "ошибка, заблуждение". Иллюзии с давних времен интерпретировались как некие сбои в работе зрительной системы. Изучением причин их возникновения занимались многие исследователи. Некоторые зрительные обманы давно уже имеют научное объяснение, другие до сих пор не объяснены.

1.3 Виды оптических иллюзий

По происхождению оптические иллюзии делятся на три вида:

естественные, или созданные природой (например: мираж);

искусственные, или придуманные человеком (фокусы с левитацией);

смешанные, то есть естественные иллюзии, воссозданные человеком.

К иллюзиям, воссозданным человеком, относятся:

- Иллюзии движения

- Перевёртыши

- Зрительные искажения

- Невозможные фигуры

- Иллюзии цвета и контраста

- Иллюзии восприятия глубины

- Иллюзия преломления света

- Игра с перспективой

- Кажущиеся фигуры

- Двойственные изображения

- Парейдолии

Иллюзии движения

Иллюзии движения - самые впечатляющие и самые труднообъяснимые. Вы смотрите на неподвижные объекты, и они начинают двигаться.  

Вы можете остановить движение только одним способом: прищурившись, намертво зафиксировать взгляд на точке в центре какого-нибудь круга и не мигать.

Перевертыши

Перевёртыш — вид оптической иллюзии, в которой от направления взгляда зависит характер воспринимаемого объекта. Это одна из самых красивых и забавных оптических иллюзий. Вы смотрите на изображение и видите вполне осмысленный рисунок. Но если вы перевернете картинку на 180 градусов, то вместо ожидаемого перевернутого изображения, вы увидите совершенно другой рисунок!…

Зрительные искажения

Иллюзии зрения - так называются неправильные представления о форме, размере, цвете и положении в пространстве предметов внешнего мира, возникающие под влиянием зрительных впечатлений.  Оптические иллюзии могут либо представлять нам несуществующие предметы, либо искажать вид и положение существующих.

Иллюзии зрения относятся к явлениям психофизическим и весьма трудно поддаются научному изучению.

Невозможные фигуры

Среди всего разнообразия оптических иллюзий особое место занимают так называемые невозможные фигуры. В отличие от большинства оптических иллюзий, которые направлены на то, чтобы сразу показать нечто неожиданное, они маскируются под обычные объекты, и лишь при внимательном рассмотрении можно увидеть в них что-то неправильное.

Невозможные фигуры получили известность после того, как в 1954 г. в «Британском журнале психологии» была опубликована статья известного английского математика Роджера Пенроуза. В ней говорилось о бесконечной лестнице и невозможном треугольнике, в котором на первый взгляд нет ничего необычного — только три бруска, соединенные друг с другом под прямым углом. И лишь при более тщательном рассмотрении понимаешь, что такой треугольник не может существовать в нашем мире.

Игра с перспективой

Это категория изображений, которые порождают иллюзию только при просмотре с определенного места или под определенным углом.

  Иллюзию игры с перспективой используют при строительстве зданий, для создания интерьера комнаты. Маленькую комнату, при помощи обмана зрения можно превратить в большую.

Парейдолии

Парейдолические иллюзии, или парейдолии (греч. para — рядом, около; eidolon — изображение) — разновидность зрительных иллюзий заключается в формировании иллюзорных образов, в качестве основы которых выступают детали реального объекта. Таким образом, смутный и невразумительный зрительный образ воспринимается как что-либо отчетливое и определенное.

В отличие от двойственных изображений, зрительных иллюзий, скрытых образов, где изображения созданы специально, чтобы провоцировать возникновение иллюзий, парейдолии возникают при восприятии самых обычных объектов. Например, формы камней, облаков, деревьев могут образовывать изменчивые, фантастические пейзажи, лица людей, необычных зверей и т.п.

Более подробно виды оптических иллюзий приводятся в альбоме "Игра воображения". Оптические иллюзии.

Иллюзии цвета и контраста

Мозг человека способен так преображать, преломлять и видоизменять действительность, что порой его носитель может жить совсем не в том мире, который его на самом деле окружает. В том числе это касается восприятия цвета

Особенно сильно мозг начинает "играть" с цветами, когда присутствуют тени. Такие известные приемы, как увеличение яркости фона, чтобы "притушить" саму картинку, или выделение черным контуром объекта, чтобы увеличить визуально его яркость, тоже являются следствиями оптических иллюзий.

Иллюзии восприятия глубины - неадекватное отражение воспринимаемого предмета и его свойств.

Одним из способов восприятия глубины в мире вокруг нас является использование так называемых монокулярных сигналов. Если вы закроете один глаз, вам будет сложнее оценить глубину, но всё же вы сможете определить, насколько близко или далеко располагаются объекты в зависимости от вас. Абсолютный или фактический размер объекта также способствует восприятию глубины. Меньший объект, даже не зная точно его величины, будет казаться расположенным дальше, чем объект бóльшего размера.

Иллюзия преломления света - отражается в изменении направления распространения света на границе двух сред.

Кажущиеся фигуры или невозможные фигуры — один из видов оптических иллюзий, фигура, кажущаяся на первый взгляд проекцией обычного трёхмерного объекта, при внимательном рассмотрении которой становятся видны противоречивые соединения элементов фигуры. Создаётся иллюзия невозможности существования такой фигуры в трёхмерном пространстве.

Двойственные изображения - это оптическая иллюзия, которая использует графическую схожесть и свойства зрительной системы интерпретации двух и более различных форм изображения.

II Практическая часть

2.1 Воссоздание иллюзий в домашних условиях.

При работе над данным проектом, проводя ниже приведенные опыты, я наблюдала такие иллюзии, как :

- иллюзии восприятия глубины;

-иллюзия преломления света.

Иллюзии восприятия глубины. С помощью программы для инженерной графики «Компас 3D» я нарисовала иллюзию восприятия глубины. Благодаря правильному расположению теней, кажется, что фигура уходит вглубь (Фото 1)

Фото 1

Иллюзия преломления света. Такого вида иллюзию я наблюдала, проведя два опыта

Опыт №1. Почему невидимая монета становится видимой?

Необходимое оборудование: чайная чашка, водопроводная вода, монета.

Для опыта положим на дно чайной чашки монету и расположим глаз так, чтобы край чашки закрывал её. В чашку нальем воду. В результате монета станет видна.

Вывод: Это объясняется преломлением света при переходе луча из воздуха в воду.

Опыт №2. Иллюзия сломанного карандаша. Можно ли сломать карандаш, просто опустив его в стакан с водой?

Необходимое оборудование: стакан, водопроводная вода, карандаш.

Для опыта возьмем карандаш и поместим его в стакан с водопроводной водой. В результате можно увидеть, что та часть карандаша, что находится под водой, слегка смещена относительно той части, что находится над водой.

Вывод: Лучи света, идущие от карандаша, имеют в воде другое направление, чем в воздухе, т. е. происходит преломление света на границе воздуха с водой. Когда свет переходит из одной среды в другую, на границе раздела происходит отражение части падающего на неё света. Остальная часть света проникает в новую среду. В результате возникает иллюзия разрыва карандаша.

2.2 Осведомлённость школьников (опрос).

Изучив виды иллюзий и проведя опыты, я провела опрос среди школьников (Приложение 1). В опросе приняли участие 50 школьников 3 класса. Результаты опроса представлены на диаграммах (Рис.6., Рис.7, Рис.8).

Рис.6

Рис. 7

Рис. 8

Опрос показал, что большинство ребят не знают про оптические иллюзии и считают, что их невозможно встретить в повседневной жизни.

2.3 Применение оптических иллюзий в жизни

Необходимо отметить, что люди научились использовать оптические иллюзии в своей практической деятельности.

Многие художники используют иллюзии в своих произведениях. Ну, а самые эффектные иллюзии, конечно же, используются в цирковом искусстве.

Продолжая своё исследование, мне удалось побеседовать с интересными людьми, которые раскрыли секреты применения оптических иллюзий в жизни.

Мой папа, Евгений Евгеньевич Лебедев учился на архитектора. Он мне рассказал, что оптические иллюзии применяются при строительстве зданий. Ещё эффект зрительной иллюзии популярен в оформление интерьера: например наливные 3Д полы, цветовая игра, когда темные цвета делают комнаты меньше, а светлые зрительно расширяют помещение. Модельеры одежды в своей работе часто создают иллюзии. Они могут сделать визуально выше рост или шире плечи. Например знание и правильное использование свойств зрительных иллюзий в дизайне одежды позволяет модельерам и дизайнерам подчеркнуть достоинства фигуры и скрыть недостатки.        

Я взяла интервью у дедушки Дударева Виталия Николаевича. Он военный, подполковник. Дедушка рассказал мне, что иллюзии применяют и в военной сфере для маскировки военной техники, баз, снайперов. Ещё я встречалась с врачом- офтальмологом Людмилой Фёдоровной, которая рекомендует применять стерео картинки для улучшения зрения, снятия напряжения с глаз. Также мне удалось побеседовать с кандидатом психологических наук Глуховым Петром Сергеевичем. Он мне рассказал, что картинки с оптическими иллюзиями применяются в обучении для развития воображения. Например, я сейчас увлекаюсь программированием. И понимаю, что если программист сталкивается с задачей, которую надо решить разными способами - здесь необходимо подключать воображение. Значит я должна развивать в себе творческое воображение, оптические иллюзии дают такую возможность.

Как вы думаете, а можно ли посмотрев на картинку с оптической иллюзией и оценить, что лучше подходит человеку в профессиональной сфере? Работа моей мамы связана с профориентацией. И нам стало интересно так ли это на самом деле? Мы нашли подборку тестов по определению профориентации. И провели исследование. Попросили пройти тест взрослых у мамы на работе и в школе учителей (Рис.9). Он-лайн тестирование прошли 20 человек. Результат показал, что у юристов и людей творческих профессий разные результаты.

Рис. 9

Изучение данных из интернет источников и бесед с интересными людьми, я обобщила применение оптически иллюзий в виде таблицы1.

Таблица 1. Применение оптических иллюзий в жизни

III. Заключительная часть

3.1 Выводы

Иллюзии дают ключи к работе нашего мозга. Они могут помочь нам быстрее думать, улучшить память, лучше усваивать информацию и использовать весь потенциал своего мозга.

Во-первых, это просто интересно изменить свое восприятие картинки так, чтобы видеть по-разному, глаза учатся подстраиваться под образ.

Во-вторых, такие картинки улучшают внимательность, их советуют детям для развития концентрации и сосредоточения.

В - третьих, подобные образы, прекрасно развивают воображение и пространственное мышление.

В - четвертых, данные упражнения направлены на стабилизацию эмоционального состояния, они способствуют снятию мышечного напряжения (релаксации), если подобрать к ним музыкальное сопровождение.

В ходе всей проделанной работы наша гипотеза, что оптические иллюзии это игра воображения для развлечения, подтвердилась частично. Оптические иллюзии применимы и полезны в повседневной в жизни, не только как развлечение.

Моя работа актуальна, нам важно знать и умело использовать оптические иллюзии, так как мы всё чаще их встречаем в современном мире. Оптических иллюзий очень много и большинство из них носят значимый для реальной жизни характер.

V.Литература