Иллюзия зрения, связанная со строением глаза

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Физика


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Министерство образования и науки РФ

Федеральное Государственное бюджетное

Образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Кафедра «Дизайн»

Курсовая работа

по дисциплине «Спецживопись»

На тему: Иллюзия зрения связанного со строением глаза

Выполнил студент гр. 820 621г

Невлюдова Татьяна Александровна

Проверил Кошелева А. А.

Введение

Выражение «обман зрения» в жизни встречается очень часто. К сожалению, наш глаз не самый точный прибор в мире, поэтому и ему свойственно ошибаться. Эти ошибки называют оптическими иллюзиями. Попросту говоря — это неверное представление реальности. Их известно очень большое количество, и все они разные, как и причины, их возникновения.

Самые простые оптические иллюзии мы видим ещё в детстве, когда наблюдаем за тучами, облаками, которые складываются в витиеватые фигуры, необыкновенные формы. Природа — самый лучший и неиссякаемый источник иллюзий.

Часто то, что мы видим обманчиво, и многое оказывается совсем не тем, чем кажется на первый взгляд. Даже самые простые вещи могут таить в себе самые неожиданные открытия, нужно только присмотреться.

Так стоит ли доверять всему, что мы видим? Правда ли, что неподвижные предметы могут двигаться? Каково разнообразие оптических иллюзий?

В своей проектной работе я постараюсь найти ответы на эти вопросы.

Целью данной работы является ознакомление учащихся с понятием оптической иллюзии и с ее видами, показать им, как используются обманы зрения в повседневной жизни (в искусстве, дизайне, фотографии).

В результате подготовки проектной работы был подготовлен иллюстративный и демонстрационный материал, подготовлены и проведены тесты, связанные со зрительными иллюзиями, разработана и подготовлена мультимедийная презентация.

Для подготовки данной работы мною были использованы Интернет-ресурсы, дополнительная литература и научно-популярные издания.

Что такое оптическая иллюзия

Оптическая иллюзия — это впечатление о видимом предмете или явлении, несоответствующее действительности. В переводе с латыни слово «иллюзия» означает «ошибка, заблуждение». Это говорит о том, что иллюзии с давних времен объяснялись как некие сбои в работе зрительной системы. Изучением причин их возникновения занимались многие исследователи, начиная с 19 века. Некоторые зрительные обманы давно уже имеют научное объяснение, другие до сих пор необъяснены.

Оптическая иллюзия возникает тогда, когда-то, что мы видим, не совпадает с тем, что есть на самом деле, — это и есть обман зрения.

Особенность оптических иллюзий состоит в том, что порою даже люди с идеальным зрением неспособны увидеть оптическое искажение, заметить обман.

Можно выделить 3 основные группы оптических иллюзий:

Природные иллюзии. Они созданы самой матушкой природой, без участия человека.

Искусственная иллюзия. Это ничто иное, как фокус, трюк, уловка.

Смешанные иллюзии. Это самый большой раздел иллюзий. Он включает в себя и известные иллюзионные картинки, различные модели, и естественно этот «обман» создается человеком.

Выделяется несколько видов обмана зрения:

· анаморфозы, т. е. стерео-иллюзии, или, как их еще называют: «3d картинки». оптический иллюзия зрение эймс

· оптический обман восприятия глубины;

· оптический обман восприятия размера;

· искривляющие иллюзии;

· комната Эймса;

· движущиеся оптические иллюзии;

· обман зрения на основе восприятия цвета и контраста;

· обман зрения «перевертыши»;

Иллюзия цвета

Невероятно, но в окружающем нас мире красок нет. Цвет -- это лишь иллюзия, созданная мозгом, в физической реальности не существующая.

Посмотрите вокруг себя. Вас с самого рождения окружает иллюзия, «дополнительная реальность», которая будучи хорошим приспособлением настолько привычна, что подобно воздуху, для нас абсолютно незаметна.

Например, радугу человек показывает как бы только себе: ее существование связано с особенностями человеческого зрения и зависит от конических фоторецепторов в ваших глазах -- для других живых существ, не имеющих подобных конусов-колбочек, радуга вообще не существует. Таким образом, вы не просто смотрите на радугу -- вы создаете ее.

Дадим слово Эрвину Шрёдингеру, нобелевскому лауреату по физике, одному из создателей квантовой механики, более известному широкой публике благодаря одному коту: «Если вы спросите у физика, что, в его понимании, есть желтый свет, он вам ответит, что это поперечные электромагнитные волны, длина которых примерно равна 590 нанометрам (нм). Если вы спросите его: «а где тут желтый?», то он ответит: «в моей картине его нет совсем, но когда эти колебания попадают на сетчатку здорового глаза, у человека, которому принадлежит этот глаз, возникает ощущение желтого цвета. «

Однако, ощущение цвета невозможно объяснить в рамках объективной картины волн света, имеющейся у физиков. Доказательством тому служат зрительные иллюзии, цветные сны с закрытыми глазами и люди, споcобные видеть цвет иными органами чувств.

Важнейшим свойством нашего глаза является его способность различать цвета. Как было указано ранее, такой способностью обладают только цветочувствительные элементы сетчатки -- колбочки. Одним из первых замечательных открытий, относящихся к цветному зрению, можно считать явление смещения максимума относительной видности при переходе от дневного зрения к сумеречному, открытое знаменитым чешским биологом Я. Пуркине. Явление Пуркине заключается в том, что при сумеречном зрении (при низких освещенностях) не только понижается чувствительность глаза к восприятию цветов вообще, но и что в этих условиях глаз обладает пониженной чувствительностью к цветам длинноволнового участка видимого спектра (красные, оранжевые), но зато обладает повышенной чувствительностью к цветам коротковолновой части спектра (синие, фиолетовые).

Во-первых, иногда о насыщенности цвета объекта мы ошибочно судим по яркости фона или по цвету других окружающих его предметов. В этом случае действуют также закономерности контраста яркостей: цвет светлеет на темном фоне и темнеет на светлом.

Великий художник и ученый Леонардо да Винчи писал: «Из цветов равной белизны тот кажется более светлым, который будет находиться на более темном фоне, а черное будет казаться более мрачным на фоне большой белизны. И красное покажется более огненным на более темном фоне, а также все цвета, окруженные своими прямыми противоположностями«.

Во-вторых, существует понятие собственно цветовых или хроматических контрастов, когда цвет наблюдаемого нами объекта изменяется в зависимости от того, на каком фоне мы его наблюдаем. Иллюзии цветового зрения этого рода нам встречаются в следующих видах. Черный круг, изображенный на рис. VII,

кажется слегка красноватым на зеленом фоне, когда же мы прикроем этот круг тонкой прозрачной бумагой, то иллюзорный красный цвет становится еще более заметным. Очевидно, прозрачная бумага создает иллюзию цветного освещения и тем усиливает проявление эффекта. Аналогично черный круг на красном будет казаться зеленоватым, на фиолетово-голубом фоне -- зеленовато желтым и на голубом -- медно-красным. То же явление непроизвольного окрашивания серых полосок можно наблюдать через прозрачную бумагу на рис. VIII.

Оказывается, что тот цвет, в который окрашивается черный круг или серая полоса, является так называемым дополнительным цветом к цвету фона. Для каждого цвета имеется такой другой цвет, оптическое смешение с которым дает цвет ахроматический (белый или серый). Такие цвета и называются взаимно дополнительными. Круг или полоска не обязательно должны быть черными или серыми, например желтая полоска на красном фоне кажется зеленоватой, а на зеленом -- оранжевой; в данном случае эти три цвета при смешении дадут белый или серый цвет.

Подмечено, что это иллюзорное окрашивание черных и серых предметов происходит в цвет, лишь приблизительно являющийся дополнительным, но не совпадающий с ним в точности.

Наиболее наглядное представление об оптическом смешении цветов можно получить следующим образом. Если диск (рис. IX) с секторами, имеющими такие углы и окраску, как это показано на рисунке, привести в быстрое вращение, то вследствие быстрого чередования различных возбуждений цвета секторов сольются в общий серый тон. Эта иллюзия цветового зрения объясняется инерцией зрения и тем, что сумма соответствующим образом подобранных излучений разного спектрального состава вызывает ощущение белого света.

На основании того, что наш орган зрения наиболее приспособлен к восприятию белого солнечного света, можно объяснить и такую иллюзию. Если в течение нескольких секунд неподвижно смотреть на красное пятно, а потом перевести взгляд на белую бумагу, то мы увидим на бумаге зеленое пятно. Если рассматривать желтый кружок, то на бумаге увидим синий, и наоборот.

С цветовым контрастом связаны и другие иллюзии цветового зрения. Приведем еще несколько примеров площади внутреннего квадрата слева и полоски справа равны, но периметр полоски в два раза больше периметра квадрата. Всматриваясь в этот рисунок, мы видим полоску более яркой, чем внутренний квадрат.

Явлением психологического контраста можно объяснить иллюзию так называемого подравнивания цветов, заключающуюся в следующем. Если смотреть на рис. XI, то на нем можно увидеть фигуру в виде зеленого креста, тогда и средний кружок кажется зеленоватым; если же сосредоточить внимание на желтых кружках, то и центральный кружок будет казаться желтоватым.

Интересна также иллюзия последовательного цветового контраста, появляющаяся после рассматривания верхней части рис. XII.

Если несколько минут внимательно вглядываться в черный круг верхней части рисунка, а затем быстро перевести взгляд на черный круг внизу, то через несколько секунд на белом фоне появятся цветные изображения всех четырех пятен, окружающих верхний черный круг. Какого цвета будут эти появившиеся пятна?

Заметим здесь, что при переходе от одного цвета данной поверхности к другому цвету этой же поверхности у нас будет изменяться и ее кажущаяся яркость. Следовательно, будет изменяться и контраст яркости, если мы будем, скажем, одновременно изменять яркость предмета и фона или один и тот же предмет будем рассматривать на менее ярком, а затем на более ярком фоне. Вот почему контраст яркости связан для нашего зрения с цветовым контрастом. Чем больше цвет объекта отличается от цвета фона, тем лучше заметен объект и тем отчетливее виден его контур и форма.

Тот факт, что некоторые цвета воспринимаются нами как «выступающие», а другие как «отступающие», иллюстрируется здесь рис. XIII

Рассматривая верхнюю фигуру на этом рисунке, мы склонны думать, что это усеченная пирамида, обращенная вершиной к нам.

Рассматривая нижнюю фигуру, мы готовы представить себе туннель с выходным отверстием вдали. «Выступающими» цветами обычно кажутся цвета красно-оранжево-желтые (или «теплые»), а «отступающими» кажутся цвета зелено-синие (или «холодные»). Насыщенные и светлые цвета нам обычно кажутся ближе темных и ненасыщенных. Хроматические цвета обычно «выступают вперед» на фоне цветов серых.

Следует заметить, что многие свойства глаза, вызывающие появление иллюзий цветового зрения, вместе с тем оказываются и весьма полезными для получения нами зрительных ощущений, более полно отражающих объективную реальность.

Вот почему, например, на вывесках и рекламах, собранных из светящихся газосветных трубок, слова, написанные трубками красного свечения, приближаются к наблюдателю и кажутся висящими в воздухе, а слова, написанные трубками зеленого или синего свечения, отступают. Однако оказывается, для некоторых людей иллюзия различной удаленности разных цветов носит обратный характер, т. е. более близкими кажутся цвета синие (у некоторых лиц иллюзия вообще не наблюдается). Среди различных объяснений этой иллюзии заслуживает внимание следующее. Зрительная линия пересекает плоскость зрачка не в центре его, а несколько сбоку, т. е. хрусталик не строго центрирован по отношению к зрительной линии. Поэтому когда глаз фиксирует какую-нибудь синюю точку, то изображение соседней с ней красной точки даст на сетчатке известный круг светорассеяния, причем этот круг будет не концентричен с изображением фиксируемой точки, но несколько смещен в сторону височной или носовой части сетчатки. Это смещение при бинокулярном зрении создает такое же впечатление, какое мы получим от одинаково удаленных от осей глаз раздраженных мест сетчаток, если красная точка фактически будет ближе или дальше, чем синяя.

Однако иллюзии цветового зрения значительно менее полно исследованы физиологами, и многие еще не могут быть объяснены достаточно удовлетворительно, а некоторые гипотезы, высказанные по поводу них, не оправдываются.

Примеры

Сконцентрируйте взгляд на центр картинки. Через некоторое время расплывчатые цветные образы исчезнут и превратятся в сплошной белый фон, исчезнув таким образом. Картинка не гиф. Здесь напротив, электромагнитные волны, отвечающие за цвета, попадают к нам в глаза, но цвета мы перестаем видеть.

Цветные цифры

«Я сказала моему отцу: я поняла, что для того, чтобы написать букву „R“ все, что я должна сделать, это сначала написать „P“ и затем провести линию вниз от её петли. И я была так удивлена, что могу превратить желтую букву в оранжевую букву, только добавив линию», -- писала Патриция Лин Даффи, писатель и синестетик.

У некоторых людей раздражение одних органов чувств вызывает как специфические для него ощущения, так и ощущения, соответствующие другому органу чувств. Это явление называется синестезией, что с греческого переводится как совместное чувство. То есть человек может смотреть на движущиеся картинки и при этом слышать звук. Или для него каждая цифра или буква может иметь собственный цвет, как на рисунке ниже. Цветные цифры это самый распространенный вид синестезии. Кстати интересно, что увидит Патриция, если оранжевая для неё Р будет написана салатовыми чернилами?

То есть совсем не обязательно чтобы цвет был связан с определенной длиной электромагнитной волны. Цвет может порождаться звуковыми колебаниями, а звук, например, определенной анимацией.

Нобелевский лауреат по физике, Ричард Фейнман говорил, --«Когда я вижу уравнения, я вижу буквы в цвете -- я не знаю, почему.» Да, он тоже был синестетиком.

Джеймс Ваннертон чувствует слова на вкус. Нью--Йорк для него по вкусу как вареное яйцо, а Лондон -- как картофельное пюре. А другой человек, Макаллистер, видит музыку. У него на звук реагируют участки отвечающие за слух и зрение. Поразительно, что он слеп с 12 лет: «Когда я слышу музыку, у меня перед глазами появляются разноцветные вспышки, мне кажется, что вижу даже больше прекрасных цветов, чем зрячие люди. «

И вот, чтобы проверить, не врут ли люди и не сумасшедшие ли они, разработаны вот такие тесты, как на рисунке ниже. На листке напечатано много пятерок и двоек. Обычный человек сравнительно долго ищет двойки, для него все цифры на одно лицо. Синестетику же не нужно время на рассматривание каждой цифры. Он сразу видит образуемую двойками красную пирамиду.

Решетка Геринга

На пересечениях всех белых полос, за исключением того пересечения, на котором вы фиксируете взгляд в данный момент, видны маленькие серые пятна.

Включи лампочку

Смотрите на черную колбу лампы 30 сек. Затем сразу же отведите взгляд на белый лист бумаги. Зажглась лампа?

ОХ" классическая иллюзия исчезновения

Закройте левый глаз и посмотрите на букву «О». Буква «Х» исчезла! Теперь можете закрыть правый глаз и посмотреть на «Х». Буква «О» также исчезла. Это связано со слепым пятном в глазу, та область, где пучок нервов выходит из глазницы не видит. Видя обычные образы мы не замечаем слепого пятна, т.к. мозг человека «дорисовывает» пробелы в зрении.

Две дуги

Фигуры кажутся разными по размеру.

Две фигуры на самом деле одинаковы по размеру.

На этом примере мы видим неровно расположенные линии. В это трудно поверить, но голубые линии параллельны.

Иллюзия изменения цвета

Меняется ли цвет горизонтальной серой линии в прямоугольника?

Горизонтальная линия на картинке не меняется на всем протяжении и остается одинаково серой. Не вериться, правда? Это обман зрения. Чтобы убедиться в этом закройте листом бумаги окружающий ее прямоугольник.

Три квадрата

Рассмотрите поближе эту картинку. Видите ли вы, что стороны всех трех квадратов кривые?

И это несмотря на то, что стороны всех трех квадратов идеально ровные. Если же посмотреть на картинку на некотором расстоянии, то все встает на свои места -- квадрат выглядит идеальным. Это связано с тем, что задний фон заставляет наш мозг воспринимать линии кривыми. Это оптическая иллюзия. Когда же фон сливается и мы его четко не видим, квадрат кажется ровным.

Черные фигуры

А что вы видите на этой картинке?

Это классическая иллюзия. Бросив беглый взгляд, мы видим какие-то непонятные фигуры. Но посмотрев чуть дольше, начинаем различать слово LIFT. Наше сознание привыкло видеть черные буквы на белом фоне, и продолжает также воспринимать и это слово. Это очень неожиданно для нашего мозга читать белые буквы на черном фоне. Кроме этого большинство людей первый взгляд бросают в центр картинки, а это еще усложняет мозгу задачу, ведь он привык читать слово слева направо.

Цвет фона в этой части рисунка где ироглифы не обведены белым, кажется более насыщенным.

Список используемой литературы

1. Большая электронная энциклопедия Кирилла и Мефодия.

2. Ташнет Л. Практическое изобретение//Квант-1991. -№ 8-С. 65−68.

3. П. Дёмин Физические эксперименты и психологические иллюзии. — М., 2006

4. http: /noviten. Com N. // Зрительные иллюзии и феномены.

5. http: /basik. ru. //Зрительные иллюзии и феномены

6. И. Д. Артамонов, Иллюзии зрения, изд.3 — М., Наука, 1969

7. Я. И. Перельман. Занимательная физика. — М., АСТ, 2010

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой