ОПТИЧЕСКИЕ ИЛЛЮЗИИ – ОБМАН ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?

XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

ОПТИЧЕСКИЕ ИЛЛЮЗИИ – ОБМАН ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?

Кролевец В.И. 1
1Бюджетное общеобразовательное учреждение города Омска «Гимназия №19» (БОУ г. Омска «Гимназия №19»)
Карамелева Ю.В. 1
1Бюджетное общеобразовательное учреждение города Омска «Гимназия №19» (БОУ г. Омска «Гимназия №19»)
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальность темы состоит в том, что данная область является очень интересной для изучения и исследований, ведь мы встречаемся с оптическими иллюзиями достаточно часто в повседневной жизни, но не всегда замечаем это.

Гипотеза исследования. Предположим, что оптические иллюзии это не просто обман зрения, а средство для достижения целей в разных областях нашей жизни. Знания в данной области помогут создать собственную оптическую иллюзию любому человеку.

Объект исследования: оптические иллюзии.

Предмет исследования: виды оптических иллюзий и способы их создания.

Цель исследования состоит в том, чтобы изучить оптические иллюзии, узнать виды иллюзий и изучить, как могут применяться полученные знания в нашей повседневной жизни.

Задачи исследования:

  1. ознакомиться с литературой по данному вопросу;

  2. определить понятие оптические иллюзии;

  3. изучить причины и принцип возникновения оптических иллюзий;

  4. исследовать применение в различных сферах деятельности человека оптических иллюзий;

Методы исследования:

  1. изучить и систематизировать знания об оптических иллюзиях;

  2. провести опрос одноклассников;

  3. сделать демонстрационный материал;

  4. создать собственную оптическую иллюзию.

Глава 1. Понятие и классификация оптической иллюзий.

1.1. История возникновения оптических иллюзий.

Оптические иллюзии – это ошибки в зрительном восприятии. К сожалению, наш глаз не точный прибор, поэтому и ему свойственно ошибаться. Простыми словами – это неверное представление реальности.

История изучения оптических иллюзий насчитывает не одну тысячу лет. Известная иллюзия «Луны», описана Птолемеем ещё во II веке нашей эры. Она заключается в том, что Луна, кажется, больше, когда находится ближе к горизонту, чем когда располагается высоко в небе.

В XIX-м веке началось активное изучение оптических иллюзий, свойств восприятия и особенностей зрения человека. Именно тогда учёными были разработаны оптические иллюзии, которые сейчас считаются классическими. Например, иллюзия Эббингауза (рис. 1). Два оранжевых круга в центре имеют совершенно одинаковые размеры, однако левый круг, кажется, меньше.

Рис. 1 Иллюзия Эббингауза

В 1950-х годах в искусстве появилось целое направление, посвящённое оптическим иллюзиям, получившее название оп-арт (от англ. optical art - «оптическое искусство»). Одним из основоположников оп-арта считается французский художник и скульптор Виктор Вазарели. Также одним из самых популярных представителей оп-арта является – Мауриц Корнелис Эшер. Он развил направление, известное как имп-арт – изображения невозможных фигур, которые воспринимаются человеческим глазом как настоящее другое измерение (рис 2).

Рис.2. Лестница Эшера

1.2. Причины возникновения оптических иллюзий

Зрение является главным органом восприятия для человека, через него он воспринимает более 80% информации. Строение глаза человека во многом определяет причины возникновения оптических иллюзий (рис. 3).

Человеческий глаз постепенно передают информацию мозгу:

        1. Свет проходит сквозь роговицу и зрачок к хрусталику;

        2. Затем он проходит через хрусталик и стекловидное тело и попадает на сетчатку;

        3. Сетчатка принимает световой импульс и передает его зрительному нерву;

        4. Зрительный нерв посылает сигнал мозгу, и мозг переводит сигнал в зрительный образ.

Рис. 3. Строение глаза

Основными причинами возникновения оптических иллюзий ученые называют следующие:

1. Естественные нарушения восприятия, когда идущий от предмета свет наши глаза воспринимают ошибочно, передавая в дальнейшем неверную информацию мозгу;

2. Нарушения происходят уже во время передачи по нервам к мозгу;

3. Мозг неправильно обрабатывает сигналы, которые приходят от глаз.

Из этого следует, что оптические иллюзии – это не только ошибки в зрительном восприятии, но и ошибки в передачи по нервным каналам, и ошибки нашего мозга.

Универсальной классификации оптических иллюзий нет. Изучив литературу, я решила разделить оптические иллюзии на 2 большие группы:

1. Естественные оптические иллюзии (созданы природой, без участия человека);

2. Искусственные (созданы человеком) оптические иллюзии.

Каждая группа включает в себя большое разнообразие подгрупп. Хотела немного рассказать об основных, более известных видах.

1.3. Естественные оптические иллюзии

Мираж – это оптическое явление в атмосфере, при котором наблюдается искаженное изображение удалённого объекта. Простыми словами – это игра воздуха и света. Самый часто возникающий мираж мы не раз видели: в жаркую погоду на асфальте видится лужа с водой (рис.4).

Рис. 4. Мираж

Фата-моргана – это редко встречающееся сложное оптическое явление в атмосфере, состоящее из нескольких форм миражей (рис 5).

Рис. 5. Фата-моргана

Гало – это вторичное свечение вокруг источника света, как правило, имеющее форму круга, кольца, дуги, светового столба или «алмазной пыли» (рис 6).

Рис. 6. Гало

Огненный водопад – это редкое явление, отражение лучей солнца на закате в падающей воде. Водопад становится огненного цвета, и создаётся впечатление, что сверху льется лава (рис.7).

Рис.7. Огненный водопад

Сумеречные лучи – атмосферное оптическое явление, лучи солнечного света, которые проходят между облаками или через другие объекты и формируют видимые «световые столбы» или «волны» (рис 8.).

Рис. 8. Сумеречные лучи

1.4. Искусственные оптические иллюзии

Иллюзия восприятия размера – это когда одинаковые по размеру линии или геометрические фигуры, при разных дополнительных данных, кажутся разного размера (рис. 9). На рисунке линии одной длины.

Рис. 9. Иллюзия восприятия размера

Искажение формы предметов – резко выраженный фон влияет на наше восприятие расположенных, на этом фоне объектов (рис.10). На рисунке горизонтальные линии являются параллельными друг другу.

Рис. 10. Искажение формы предметов

Иллюзии движения – статическое изображение кажется движущимся. Эффект усиливается при наклоне, приближении или удалении головы(рис.11).

Рис. 11. Иллюзии движения

Невозможные фигуры – это фигуры, ошибочно или умышленно нарисованные с ошибками, в результате чего получается, что такая фигура не может существовать в нашем мире (рис. 12).

Рис. 12. Невозможные фигуры

Перевёртыши – это вид оптических иллюзий, при котором на одном изображении можно увидеть два разных рисунка (рис. 13).

Рис. 13. Перевёртыши

Вывод по главе 1.

Часто «ошибочные» видимые образы очень убедительны, и человек не может их контролировать по своему желанию, даже если прекрасно осведомлён о том, что он должен был бы видеть, если бы зрение и мозг его не обманывали.

Я перечислила только основные и распространенные оптические иллюзии, но на самом деле их намного больше. Тема оптических иллюзий разнообразна, многогранна и интересна. Увиденное своими глазами не всегда является действительностью.

Глава 2. Практическое применение оптических иллюзий в повседневной жизни.

2.1. Оптические иллюзии в повседневной жизни

Архитектура. Применяются как в основных конструкциях, например колонах, крышах, окнах, так и во внешнем дизайне зданий путем изображений и дополнительных элементов. Оптические иллюзии в строительстве – источник вдохновения и воплощения интересных идей в реальность.

Интерьеры и ландшафтный дизайн. Дизайнеры интерьеров используют разные техники оптических иллюзий для создания интерьеров. Вертикальные полосы: удлиняют стену. Чем шире полосы, тем сильнее эффект. Поперечные полосы раздвигают стены, а комнату делают ниже. Крупный рисунок укорачивает и уменьшает комнату. Маленькое помещение производит впечатление более просторного, если используются обои с мелким рисунком или однотонные обои светлых тонов.

Цирк и эстрада. Оптическими иллюзиями очень часто пользуются фокусники и иллюзионисты. А также инженеры и техники используют оптические иллюзии при создании аттракционов и сцены для выступления.

Искусство. Многие художники и скульпторы используют оптический иллюзии в своих произведения.

Дизайн одежды. Игра цвета, линий и рисунка помогают дизайнерам подчеркнуть красоту фигуры или скрыть недостатки. Вертикальные полоски на одежде стройнят, а горизонтальные – наоборот.

Реклама. Часто используют монтаж в рекламных роликах, а также скрытые тексты и символы в логотипах компаний.

3D рисунки на асфальте. Чтобы создать объемное изображение на асфальте, художники используют специальное искажение, при этом рисунок смотрится объемным при взгляде с определенной точки.

Кино. Спецэффекты, трюки, макеты, грим – все это оптические иллюзии, о которых мы даже не задумываемся при просмотре фильма.

Макияж. Визажисты повседневно используют оптические иллюзии: сделать взгляд более выразительным или глубоким, увеличить визуально объём губ, или изменить форму бровей, сделать нос более узким или выделить скулы. Так же визажисты-гримёры используют разные техники для создания образов и необычных идей для кино или тетра.

И отдельно хотелось бы выделить оптические иллюзии в Медицине. Я ношу очки и по назначению врача прохожу дополнительные лечения. Этим летом мне назначили лечение – плеоптика. Плеоптическое лечение — это один из современных подходов к коррекции нарушений зрения, в частности, амблиопии, так же называющейся, «синдром ленивого глаза». Основная цель плеоптики заключается в активизации работы глаза с ослабленным зрением и восстановлении зрительных функций. Я проходила курс из 10 сеансов. И какое было мое удивление на первом сеансе, когда я увидела оптические иллюзии (Рис.14).

Рис. 14. Плеоптика.

Как оказалось, оптические иллюзии активно применяются в офтальмологии. Оптические иллюзии помогают улучшить остроту зрения, снять напряжение, расслабляют мышцы глаза, обладают мягким успокаивающим действием на эмоциональное состояние человека, так же это профилактика зрительного утомления и компьютерного зрительного синдрома.

После того как я прошла 10 сеансов, я почувствовала расслабление глаз, к вечеру глаза перестали уставать и слезиться. Мне еще предстоит не раз пройти данный курс для улучшения зрения, но я уже почувствовала результат.

2.2. Синее платье или белое с золотым? Исследование

Интернет-феномен «Синее или белое платье», который возник в 2015 году после публикации фотографии кружевного платья дизайнера Roman Originals в социальной сети Tumblr (рис. 15).

Рис. 15. Синие платье

Пользователи интернета не могли прийти к единому мнению о цвете платья: одни утверждали, что оно голубое с чёрными полосками, другие настаивали, что оно белое с золотыми деталями. На самом деле платье синее и чёрное.

Причина феномена – оптическая иллюзия из-за неправильной светоотдачи и обработки фотографии. Из-за яркого света на заднем плане человек может воспринимать голубой цвет как неосвещённую сторону, и мозг подсознательно игнорирует голубые оттенки, отчего человеку кажется, что он видит белый цвет. То же самое с чёрными полосками: из-за низкого качества фотографии некоторые участки чёрного приобрели золотой оттенок, из-за чего человек подсознательно игнорирует чёрный цвет и думает, что это золотой. Обратный эффект наблюдается у тех, кто видит платье чёрно-голубого цвета, так как они подсознательно игнорируют золотые оттенки. Также есть теория, что на восприятие цвета влияет режим дня человека: «жаворонки», привыкшие к яркому дневному свету, чаще воспринимали платье как бело-золотое, а «совы», привычные к искусственному освещению, видели сине-чёрные тона.

Мне стало интересно изучить этот феномен и собрать статистические данные для подтверждения данной теории. В опросе участвовало 65 человек, из них 35 человек «жаворонки» и 30 человек – «совы».

Первый вопрос – к кому вы относить «жаворонки» или «совы», второй вопрос – какого цвета платье. По результатам анкетирования можно сказать, что теория правдива: 62 % «жаворонков» видят белое платье с золотыми полосками, и 63% «сов» видят синие платье с черными полосками (Приложение 1). Но также в ходе исследования был выявлен интересный факт – 3 человека из опрошенных смогли увидеть два варианта расцветки в разный промежуток времени. А также в ходе исследования, я узнала, что есть еще третий тип биологических ритмов человека – «голубь», среднее между «жаворонками» и «совами». Данный тип не учитывался в данной теории.

Вывод: теория подтвердилась, но она не является полной, т.к. не был учтен тип «голуби», а также люди, которые могут видеть 2 цвета в разных условиях. Это означает, что данный феномен еще открыт для изучения и не полностью изучен.

2.3 Создание собственной оптической иллюзии.

Создание 3D голограммы своими руками

Изучив множество видов оптических иллюзий, мне захотелось создать собственную оптическую иллюзию. Т.к. я не являюсь художником, дизайнером или архитектором, я выбрала создание иллюзии посредством фото. Для этого мне понадобился телефон, помощники мама и сестра, а также большое воображение. Результат можно увидеть в Приложении 2.

Но и этого мне было мало и решила создать своими руками 3D иллюзию – голограмму.

Для начала мы рисуем на листочке трафарет для наших заготовок. Потом мы вырезаем из пластиковой (прозрачной) крышки четыре одинаковых фигуры. Далее очень аккуратно склеиваем их скотчем между собой и соединяем их в виде пирамидки.

После этого мы берем смартфон, находим в интернете «видео для 3D голограмм». Устанавливаем нашу пирамидку в центр экрана и включаем видео. Очень хорошо видно в темноте. На Ваших глазах изображение с плоского экрана оживает! Над телефоном плавает рыбка, летает бабочка и колибри, крутится планета земля, появляется облачко, идет человек и многое другое (Приложение 3). Настолько легкая и быстрая конструкция открывает нам по истине красивую и зрелищную оптическую иллюзию.

Выводы по главе 3

Оптические иллюзии сопровождают нас на протяжении всей жизни. Я выяснила, что оптические иллюзии не только интересны и познавательны, но еще и полезны для здоровья.

Если бы глаз наш не способен был поддаваться никаким обманам, многие искусства: живопись, архитектура, скульптура, мода были бы лишены многообразия, не поражали бы воображение с такой силой и не были бы настолько увлекательны для человека. Многие иллюзии можно объяснить и расшифровать, но остались еще не изученные явления.

Заключение.

В данной работе были рассмотрены особенности зрительного аппарата, благодаря которым возникают оптические иллюзии. Было выяснено, что причиной их возникновения являются особенности не только глаза, но и головного мозга.

Я пришла к выводу: объекты и явления, которые мы видим, не всегда соответствуют реальности и являются правдой. Не всегда следует ограничиваться только оценкой на глаз, а следует подключать логику и производить измерения.

С помощью данного проекта, я поняла, что больший процент информации приходит в наш мозг через глаза. Зная особенности зрения, человек может анализировать получаемую картинку, понимать, когда глаза его обманывают, а когда изображение полностью реально, но иногда даже зная, что это обман, мозг отказывается видеть правду. Не стоит забывать, что оптические иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни, и возможно именно оптические иллюзию помогут Вам в вашей профессии.

Зная основные виды и классификацию оптических иллюзий, любой человек может создать свою, уникальную и интересную оптическую иллюзию.

Список литературы:

1. Артамонов И.Д. Иллюзии зрения / И.Д. Артамонов. – Москва: Наука, 1969. – 233 с.

2. Джани А. Сарконе, Мари-Джо Ваэбер. Удивительные оптические иллюзии / Джани А. Сарконе, Мари-Джо Ваэбер. – Москва: Арт-Родник, 2013. – 128 с.

3. Кривеллини М., Бараттини В. Оптические иллюзии / М.Кривеллини, В. Бараттини. – Москва: Росмэн, 2020. – 50 с.

4. Савельева А. Мировое искусство. Оптические иллюзии в живописи и графике / А. Савельева. – Санкт-Петербург: Кристалл, 2007. – 176 с.

5. Сарконе В. Удивительные оптические иллюзии / В. Сарконе. – Москва: Арт-родник, 2013. – 256 с.

6. Сиретт Н. Рисуем оптические иллюзии / Н. Сиретт – Москва: Эксмо, 2011. – 127 с.

7. Толанский С. Оптические иллюзии / С. Толанский. – Москва: Мир, 1967. – 127 с.

8. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение / Д. Хьюбел. – Москва: Мир, 1990. –

240 c.

Приложение № 1

Какой цвет платья вы видите?

Приложение № 2

Фото - оптические иллюзии

Приложение № 3

3D голограммы своими руками

Памятка:

Для создания голограммы нам понадобится:

              1. Листочек в клеточку для создания макета;

              2. Линийка, марке, скотч и ножницы;

              3. Крышка от пластикового контейнера (прозрачная);

              4. Смартфон.

Просмотров работы: 4