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Gelände und Perspektive wechseln. Enzyklopädie der visuellen Illusionen

In der Freizeit / Visuelle (optische) Täuschungen

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Unter den Bedingungen der Veränderung des Reliefs, das wir sehen, oder der Tiefe des Bildes finden mehrere interessante visuelle Illusionen statt. Die Entstehung dieser Illusionen ist einerseits mit den Phänomenen der Akkommodation und Konvergenz der Augen verbunden, also mit ihrer Fähigkeit, Objekte in unterschiedlichen Entfernungen zu sehen, mit der Fähigkeit, den Raum anhand der Helligkeit von Objekten wahrzunehmen deren Schatten und durch die Anzahl der Zwischenobjekte. Andererseits entstehen diese Illusionen auch im Prozess des Begreifens des Sichtbaren. Das Gehirn spielt eine große Rolle bei der Korrektur der räumlichen Wahrnehmung. In diesem Fall wird die Arbeit des Gehirns, das wir offensichtlich nicht wahrnehmen, auf die gleiche Weise ausgeführt wie beim Umdrehen und Begradigen der auf der Netzhaut unserer Augen erhaltenen krummlinigen Bilder.

Beispiele für Illusionen dieser Art sind in Abb. dargestellt. 79-87. Beim Betrachten von Abb. 80-87 Veränderungen in den Reliefbildern, die wir sehen, können sowohl nach unserem Willen als auch unfreiwillig und manchmal sogar entgegen unserem Wunsch erfolgen.

Reis. 79. Separat gezeichnete Flächen eines Würfels können nicht den Eindruck einer räumlichen Figur erwecken.

Reis. 80. Was ist das? Ein offenes Buch mit dem Rücken zu uns oder von uns weg?

Reis. 81. Handelt es sich entweder um eine Platte mit einer Kerbe (Rückseite der Kerbe AB) oder um drei Wände des Kastens, an die die Platte gedrückt wird (Vorderseite der Platte AB)?

Reis. 82. Ist das entweder eine Treppe oder eine Nische oder ein „Akkordeon“ aus einem Papierstreifen? Es ist leicht zu erkennen, dass die Sichtbarkeit verschiedener Objekte hier davon abhängt, wie unser Blick gerichtet ist. Wenn Sie Ihren Blick zunächst auf die linke Seite des Bildes richten, sehen Sie eine Treppe. Wenn das Auge von rechts nach links über die Zeichnung wandert, wird eine Nische sichtbar. Wenn der Blick diagonal vom unteren rechten Rand zum oberen linken Rand verläuft, wird ein zu einer „Ziehharmonika“ gefaltetes Stück Papier sichtbar.

Reis. 83. Der rechte Würfel erscheint größer als der linke, obwohl alle drei Würfel gleich sind. Konvergierende Linien nehmen wir als Hinweis auf die Tiefe des Raumes wahr

Reis. 84. Schau genau hin! Sind hier konvexe oder konkave Figuren abgebildet?

Reis. 85. Wie viele Würfel gibt es und wie sind sie angeordnet?

Reis. 86. Wie viele Würfel gibt es und wie sind sie angeordnet?

Reis. 87. Wie befindet sich dieses Prisma? Welche Kante, ab oder bg, liegt näher bei uns? Welche Gesichter sind mit A und B gekennzeichnet?

Zum Beispiel in Abb. 87 zeigt ein Glasprisma, und es hängt von uns ab, die Kante ab als Vorderseite und vg als Rückseite zu sehen, oder umgekehrt, A außerhalb des Prismas und B innerhalb des Prismas zu sehen, oder umgekehrt. Schließlich kann das Prisma hohl sein und die Fläche A oder B kann ganz fehlen. Um diese Probleme zu lösen, ist eine gewisse Anspannung des Sehapparates erforderlich, woraufhin wir in Abb. 87 was immer wir wollen. Wenn auf dem Prisma die von den Flächen verdeckten Teile der Kanten nicht eingezeichnet wären, würden wir nur eine, ganz bestimmte Position des Prismas im Raum sehen. Wenn wir nur zwei Projektionen von zwei transparenten Glasvasen betrachten (Abb. 88), ohne die dritte Projektion zu sehen, ist es auf die gleiche Weise schwierig, sich vorzustellen, welche der Vasen näher bei uns ist und ob diese Vasen einander berühren. Nachdem wir die dritte Projektion konstruiert haben, stellen wir sicher und streng fest, dass die Fassvase näher bei uns ist und dass sich die Vasen nicht berühren.

Reis. 88. Nachdem Sie den unteren Teil des Bildes (gepunkteter Plan) geschlossen haben, versuchen Sie zu bestimmen, wie sich die Vasen im Raum befinden. Berühren sie einander?

Wir haben uns angewöhnt anzunehmen, dass das in der Abbildung dargestellte Objekt von links beleuchtet wurde und seine Schatten im Bild rechts und unten liegen. Auf dieser Grundlage nehmen wir das Bild des Malteserkreuzes (links in Abb. 89) als konvexe Figur. Aber aus Versehen wurde das Klischee dieser Zeichnung auf den Kopf gestellt, und jeder wird vielleicht sagen, dass das Kreuz rechts eine vertiefte Figur ist.

Fig. 89

Unsere Augen passen sich dem an, worauf wir unsere Aufmerksamkeit richten, und dementsprechend sehen wir einige Teile der Figur näher und andere weiter entfernt.

Objekte, die weit von uns entfernt sind, erscheinen uns klein, da der Winkel, den die Strahlen bilden, die von den äußersten Punkten des Objekts zur Pupille des Auges fallen, kleiner wird. Dieser Winkel wird Sehwinkel genannt.

Welche der vertikalen Linien in Abb. 90, die längste? Scheint ganz links zu sein. Allerdings sind alle vertikalen Linien gleich lang. Diese Abbildung erklärt die Bildung des Blickwinkels, und die Illusion erklärt sich aus der Tatsache, dass die linke Linie den größten Blickwinkel zusammenfasst und andere Winkel nur Teile davon sind.

Fig. 90

Das Phänomen der sichtbaren Konvergenz paralleler Linien in der Ferne (Eisenbahn, Autobahn usw.) wird als Perspektive bezeichnet. Um in einer Zeichnung einen bestimmten, mit Gegenständen gefüllten Teil des Raumes darzustellen und damit diese Zeichnung den Eindruck der Realität vermittelt, ist es notwendig, die Gesetze der Perspektive anwenden zu können. Alle Linien in dieser Zeichnung, die tatsächlich parallel zur Erdoberfläche verlaufen, sollten so dargestellt werden, dass sie an einem Punkt am Horizont, dem sogenannten „Fluchtpunkt“, zusammenlaufen. Die Wahl des Niveaus der Erdoberfläche und des Erdhorizonts sowie des „Fluchtpunkts“ kann beliebig sein. Linien, die in unterschiedlichen Winkeln verlaufen, sollten auf der einen oder anderen Seite des „Fluchtpunkts“ zusammenlaufen. Je weiter davon entfernt, desto größer ist der Winkel zur direkten Sichtlinie, an der sie vorbeikommen. Der bemerkenswerteste dieser Punkte ist der Punkt, an dem die Linien, die in einem Winkel von 45° zur direkten Sichtlinie verlaufen, zusammenlaufen; Dieser Punkt wird als „Distanzpunkt“ bezeichnet. Es ist insofern bemerkenswert, als es vom „Fluchtpunkt“ um den Abstand entfernt ist, den das Auge des Künstlers vom Bild entfernt war, als er es malte.

Um ein Gemälde zu betrachten, ist es am besten, den Blick auf den „entfernten Punkt“ zu richten. Wie wichtig dies ist, lässt sich leicht anhand der Abbildung erkennen. 91. Wenn man diese Zeichnung aus der Distanz betrachtet, wirkt sie flach. Wenn das Auge jedoch in einem Abstand von 3,5 cm von der Zeichnung (entspricht dem Abstand vom „Fluchtpunkt“ zum „Entfernungspunkt“) auf den „Fluchtpunkt“ gerichtet wird, entsteht auf der Zeichnung der Eindruck von drei -Dimensionalität*. Der darauf abgebildete Korridor ist tief, sein Boden besteht aus regelmäßigen Quadraten und die Decke scheint gewölbt zu sein. Die Art der in der Figur dargestellten Objekte und der Realismus des Gesamtbildes hängen in hohem Maße von der Wahl der Horizonthöhe und des Entfernungspunkts ab. Bekannt ist beispielsweise die „Froschperspektive“, wenn der Fluchtpunkt sehr niedrig liegt, und die bekannte Perspektive „Vogelflug“.

* (Wenn Sie eine Lupe verwenden, sollte diese fest an das Auge gedrückt werden.)

Fig. 91

Neben der linearen Perspektive berücksichtigt die Malerei auch die Luftperspektive, also die unterschiedliche Helligkeit von Objekten im Vordergrund, in der Mitte und im Hintergrund des Bildes aufgrund der Absorption und Streuung des Lichts in der Luft.

Der Mensch überträgt die perspektivische Raumwahrnehmung, die durch die jahrhundertealte Evolution des Sehens entwickelt wurde, auf die von ihm untersuchten Gemälde und Fotografien, die Objekte in unterschiedlichen Entfernungen darstellen (Abb. 92-94). Neben der Normalperspektive der modernen Malerei gibt es eine sogenannte Umkehrperspektive. Dass ein solcher Interessent besteht, lässt sich leicht überprüfen, indem man das folgende Experiment durchführt. Platzieren Sie die Streichholzschachtel vor den Augen auf Höhe der Nasenspitze und im Abstand von 10 cm davon, sodass die Seite mit dem Muster nach oben zeigt. Wenn wir die Kiste in dieser Position mit beiden Augen betrachten, stellen wir fest, dass ihr weiter entferntes Ende breiter erscheint als das nächste. Dies lässt sich dadurch erklären, dass die Breite des Objekts in diesem Fall geringer ist als der Abstand zwischen den Augen und es sich um eine Illusion des Sehens handelt.

Reis. 92. Aufgrund der Nichteinhaltung der perspektivischen Regeln scheint die Figur eines vorausgehenden alten Mannes viel höher zu sein als die Figur eines hinterhergehenden Jungen, obwohl die Figuren gleich sind

Reis. 93. Von allen Figuren ist die größte Figur ein Mädchen, das hinterher geht. Die Nichtbeachtung der perspektivischen Regeln in allen Details der Zeichnung führt zu einer Verzerrung der sichtbaren Maße

Reis. 94. Welcher Abstand ist größer: AB oder AC? Stimmt es nicht, die Klimaanlage ist größer? Jetzt messen

Doch warum werden in den Zeichnungen und Ikonen der Maler des antiken Russland alle Objekte, unabhängig von ihrer Größe, genau in umgekehrter Perspektive dargestellt? Dies lässt sich beispielsweise am Bild der „Dreifaltigkeit“ aus der Ikonostase der Dreifaltigkeitskathedrale in der Stadt Zagorsk erkennen, das heute in der Tretjakow-Galerie aufbewahrt wird; Dieses Bild (Abb. 95) wurde vom großen Künstler der alten Rus, Andrei Rublev, gemalt. Hier sind die Bretter unter den Füßen der Engel rechts und links im Vordergrund schmal und im Hintergrund breit, der Tisch steht nahezu parallel zur Bildebene und ist im Hintergrund breiter als im Vordergrund. Darüber hinaus sind auf der ebenfalls von A. Rublev gemalten Ikone „Fußwaschung“ sogar architektonische Strukturen in umgekehrter Perspektive dargestellt.

Auch der russische Künstler der zweiten Hälfte des XNUMX. und frühen XNUMX. Jahrhunderts, Dionysius, malt in seinen Fresken viele Objekte in umgekehrter Perspektive. Einige Malereihistoriker weisen darauf hin, dass die Künstler der Antike der Perspektive überhaupt keine Beachtung schenkten und eine neue Phase in dieser Hinsicht angeblich im XNUMX. Jahrhundert begann. Es ist bekannt, dass die Luftperspektive erst im XNUMX. Jahrhundert zusammen mit der linearen Perspektive verwendet wurde.

Reis. 95. Bild von „Trinity“ von A. Rublev, ausgeführt in umgekehrter Perspektive

Auch bei westeuropäischen Malern der Antike war eine „Vernachlässigung“ der Perspektive zu beobachten. So stellte beispielsweise ein deutscher Maler im Jahr 1420 im Gemälde „Garten Eden“ alle Objekte in umgekehrter Perspektive dar. Nachdem wir uns jedoch von der Existenz einer umgekehrten Perspektive überzeugt haben, können wir immer noch nicht schlussfolgern, dass der Abstand zwischen den Augen der antiken Maler größer war als die Größe der von ihnen dargestellten Strukturen. Warum verwendeten sie immer noch die umgekehrte Perspektive? Auf diese Frage hat noch niemand eine zufriedenstellende Antwort gegeben.

Die Anwendung der perspektivischen Regeln in der Malerei ermöglicht es, eine ziemlich vollständige Ähnlichkeit des Bildreliefs auf der ebenen Bildfläche mit den scheinbaren Abmessungen von Objekten und Hell-Dunkel in der Realität zu erreichen. Die Kenntnis und Befolgung der Regeln der Perspektive setzt zwangsläufig eine scharfsinnige Beobachtung der Natur voraus.

„Halten Sie die Augen offen“, sagen sie einem Menschen und vertrauen ihm eine verantwortungsvolle Aufgabe an. Bei der Bestimmung großer Entfernungen kann es jedoch zu Fehlern kommen. Beispielsweise bestimmt ein Bewohner der Ebene fälschlicherweise die Entfernung an bergigen Orten, wo aufgrund der hohen Transparenz der Luft und der ungewöhnlichen Größe der Berge alle Objekte viel näher erscheinen.

Von entscheidender Bedeutung für die Wahrnehmung von Relief und Perspektive ist das Sehen mit zwei Augen, das anhand der Abb. 96-99.

Reis. 96. Erscheinen Ihnen die Linien ab und cd in beiden Augen senkrecht?

Fig. 97

Also, in Abb. 96 Der gerade Bauch erscheint für das rechte Auge nicht vertikal, für das linke jedoch gerade cd. Vertikal und senkrecht zu AB scheinen Linien zu sein, die durch kurze Segmente umrissen werden ?? Und ??.

Diese Illusion entsteht dadurch, dass sich das Auge, wenn wir den Blick senken wollen, etwas unwillkürlich etwas nach innen dreht; wenn wir nach oben schauen, dreht sich das Auge unwillkürlich nach außen. Daher erscheint uns die auf diese Weise durchgeführte Bewegung des Auges vertikal, und wenn uns eine wirklich vertikale gerade Linie gegeben wird, dann sollte sie uns etwas geneigt erscheinen.

Auch die Aktion jedes Auges wird durch ein solches Erlebnis erklärt, was ebenfalls zu einer visuellen Täuschung führt. Wir verbinden die Enden der Zeigefinger vor uns im Abstand von 35-50 cm, sodass sie eine Fortsetzung bilden

einander und schauen „durch unsere Finger“ auf die entfernte Wand. Es kommt uns so vor, als ob zwischen den Fingern eine kleine „Wurst“ zusammengedrückt wird, die bei leicht gespreizten Fingern in der Luft hängt (wie schematisch in Abb. 97 dargestellt). Die Länge der „Wurst“ ist umso größer, je weiter der betrachtete Gegenstand „durch die Finger“ entfernt ist. Diese Illusion erklärt sich aus der Tatsache, dass wir mit dem rechten Auge den Teil der Wand, der durch die Linien ABC und KLM begrenzt wird, nicht sehen, und mit dem linken Auge den Teil der Wand, der durch die Linien AB`C und KL` begrenzt wird M. Dadurch wirkt der völlig unsichtbare Teil der Wand wie eine „Wurst“. Zum Schluss noch eine interessante Beobachtung. Wenn Sie mit dem rechten Auge durch die Röhre auf ein Objekt schauen und mit der linken Handfläche, die die Röhre berührt, das Objekt vor dem linken Auge blockieren, haben wir den Eindruck, dass das Objekt mit dem linken Auge sichtbar ist, aber durch das „Loch in der Handfläche“ (Abb. 98).

Fig. 98

Wenn wir in einer flachen Zeichnung bis zu einem gewissen Grad das Volumen und die Entfernung von Objekten unterscheiden, wird dies durch erfahrungsbedingte Nebenmerkmale erreicht: die scheinbare Größe von Objekten, die Tatsache, dass einige Objekte andere Objekte blockieren usw. Betrachtet man jede Zeichnung, Wir bestimmen ganz bewusst anhand des bedingten Bildes des Objekts die Form der Details.

Wenn zwei Bilder eines Objekts getrennt „aus der Sicht“ des rechten und des linken Auges aufgenommen werden, ist es nicht schwierig, ein dreidimensionales Bild des Objekts zu erhalten. Dazu müssen Sie diese Bilder betrachten, indem Sie eine Trennwand (z. B. ein Blatt Papier) zwischen den Augen (von der Bildebene bis zur Nase) anbringen. Nach einigem Training entstand der in Abb. 99, kann im Volumen gesehen werden. Es ist bekannt, dass die genaueste Beobachtung perspektivischer Bilder in Sonderzeichnungen mit einem Stereoskop erfolgt – einem optischen Gerät, das zwei separate Bilder eines Objekts kombiniert, die dadurch entstehen, dass sie vom rechten und linken Auge einer Person getrennt gesehen werden.

Reis. 99. So erscheint dieser Glaswürfel getrennt für das linke und rechte Auge. Nach einer gewissen Schulung können Sie lernen, das dreidimensionale Bild dieses Würfels zu sehen. Es ist lediglich erforderlich, eine Trennwand von der Seitenebene (zwischen den Bildern) bis zur Nase anzubringen

Das Spiegelstereoskop wurde erstmals 1838 vom englischen Experimentalphysiker Wheatstone gebaut.

Lassen Sie uns auf das folgende interessante Phänomen achten. Was wäre, wenn Sie Reis in ein Stereoskop geben würden? 60? Es scheint, als würden die rechte und die linke Bildhälfte verschmelzen und wir sehen ein Raster aus horizontalen und vertikalen Linien. Dies wird jedoch nicht passieren. Wenn wir die linke Hälfte von Abb. drehen. 60, so dass auf beiden Hälften nur horizontale Linien vorhanden sind, verschmelzen die Zeichnungen und wir sehen einige Linien weiter und andere näher, aufgrund der Ungenauigkeit der Zeichnung. Das so beobachtete Muster-Mismatch-Phänomen wird als „Gesichtsfeldstreit“ bezeichnet.

Auf dem Prinzip des tiefen stereoskopischen Sehens wurden spezielle Geräte gebaut, mit deren Hilfe nun Entfernungen mit hoher Genauigkeit gemessen werden. Derzeit werden mit Hilfe spezieller (Raster-)Linsenbildschirme Stereopaare von Filmbildern in stereoskopischen Kinos gezeigt, wobei für alle Zuschauer der Eindruck von Relief- und Perspektivbildern entsteht.

Viel früher als das Stereoskop erschien, wurden sogenannte Panoramen gebaut. Dabei handelt es sich um Gemälde, die dem Betrachter Landschaften oder Szenen präsentieren, als ob der Betrachter selbst darunter wäre. Dazu wird die Leinwand, auf die sie aufgetragen werden, in einem runden Gebäude aufgespannt und umschließt so den Betrachter von allen Seiten. Die Perspektive des Bildes ist in diesem Fall darauf ausgelegt, dass der Betrachter es in einer bestimmten Position (Entfernungspunkt) betrachten kann. Wenn Sie das Bild aus einer anderen Position betrachten, können die Bilder vieler Objekte stark verzerrt erscheinen. Der Grad der Verzerrung einer flächigen Zeichnung kann so groß sein, dass wir diese Zeichnung für geheimnisvoll halten oder sie nicht als Darstellung realer Objekte betrachten. Schauen wir uns zum Beispiel Abb. an. 100. Hier ist das Haus so dargestellt, wie man es normalerweise nie sehen würde: Es hat ungewöhnlich lange Rohre, es ist am Fundament schmal und am Dach ungewöhnlich breit. Der Pavillon auf dem Bild fällt, die Bäume wachsen schräg und in verschiedene Richtungen, die Frau links fällt nach vorne und das Paar, das rechts geht, fällt nach hinten. Allerdings ist diese geheimnisvolle Ansicht entstanden, weil uns diese flächige Zeichnung nicht den Eindruck einer Vogelperspektive vermittelt.

Fig. 100

In dieser Zeichnung können Sie mithilfe eines Bleistifts und eines Lineals den Fluchtpunkt ermitteln. Fahren Sie dazu fort, bis sich beispielsweise zwei Linien kreuzen, die die Kanten der Ecken der Fassade darstellen – der Fluchtpunkt liegt unten. Anstatt nach der Konstruktion nach einem Distanzpunkt zu suchen, können Sie die rechts in Abb. gezeigte Abbildung verwenden. 100. Wenn eine solche Figur aus dickem Papier ausgeschnitten ist (der Abstand von der Mitte des Lochs D zur Linie AB beträgt 53 mm, zum Punkt C beträgt 58 mm, der Durchmesser des Lochs D beträgt 6 mm), biegen Sie sie entlang der Linie AB und füge es dann in Abb. ein. 100, so dass der Fluchtpunkt oben in der Aussparung C liegt, und schauen Sie mit einem Auge in das Loch D, dann ... wird sich das gesamte sichtbare Bild ändern.

Die Rätselhaftigkeit des Gebäudes verschwindet, die Bäume und der Pavillon scheinen senkrecht zum Boden zu stehen, die gehenden Menschen nehmen eine normale Haltung ein. Darüber hinaus wird die Zeichnung geprägt, und wir werden sagen, dass es sich nicht nur um ein Bild, sondern um ein Panorama handelt. Wenn wir uns die Zeichnung ansehen, werden wir überzeugt sein, dass der Künstler die Aussicht dargestellt hat, die sich ihm vom Ballon aus bot – der „Entfernungspunkt“ lag höher als das Haus. Die Position der Figuren, der Schatten und einzelner Linien dieser Zeichnung können wir nur dann als real wahrnehmen, wenn wir sie von der Position aus betrachten, in der sich der Künstler befand.

Der amerikanische Schriftsteller Edgar Poe beschreibt in seiner Geschichte „Die Sphinx“, wie der Held dieser Geschichte durch das Fenster ein Monster sah, das von einem Hügel in den Wald herabstieg. Tatsächlich handelte es sich um einen Schmetterling, der auf einem Spinnennetz nahe der Fensterscheibe vor dem Hintergrund eines baumlosen Hügels herabstieg.

Die Hauptfehlerquelle in vielen Studien ist die Tendenz einer Person, dem untersuchten Objekt abhängig von der Entfernung zu diesem Objekt eine unzureichende oder übermäßige Bedeutung beizumessen, und diese Entfernung wird sehr oft falsch bestimmt.

Ein Mensch sieht ganz klar nur die Objekte, die sich im zentralen Teil seines Sichtfeldes befinden. Somit wird das Feld des klaren Sehens für die Makula um einen Winkel von nur 6-8° und für den zentralen Teil der Netzhaut um einen Winkel von nicht mehr als 40° verengt. Andere Objekte, die außerhalb dieses Winkels liegen, nimmt das Auge undeutlich wahr – peripheres Sehen. Aber es ist das periphere Sehen, das uns die Möglichkeit gibt, den umgebenden Raum zu „fühlen“.

Vor kurzem ist in unseren Städten das sogenannte „Panoramakino“ entstanden, bei dem mit mehreren Geräten aufgenommene Filme auf eine zylindrische Leinwand projiziert werden, die so angeordnet ist, dass ihre Betrachtungswinkel Sektoren eines Kreises sind. Diese Bilder füllen nicht nur den zentralen, sondern auch den peripheren Teil des Sichtfeldes, wodurch der sogenannte „Präsenzeffekt“ entsteht, d. h. der Betrachter bekommt den Eindruck, dass er selbst bei dem Geschehen anwesend ist werden auf dem Bildschirm abgespielt.

Autor: Artamonov I.D.

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