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VISUELLE (OPTISCHE) ILLUSIONEN
Visuelle (optische) Täuschungen / Illusionen des Farbensehens

Illusionen des Farbsehens. Enzyklopädie der visuellen Illusionen

In der Freizeit / Visuelle (optische) Täuschungen

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Die wichtigste Eigenschaft unseres Auges ist seine Fähigkeit, Farben zu unterscheiden. Wie bereits erwähnt, verfügen nur die farbempfindlichen Elemente der Netzhaut – die Zapfen – über diese Fähigkeit. Eine der ersten bemerkenswerten Entdeckungen im Zusammenhang mit dem Farbsehen ist das Phänomen der Verschiebung der maximalen relativen Sichtbarkeit beim Übergang vom Sehen bei Tageslicht zum Dämmerungssehen, das vom berühmten tschechischen Biologen J. Purkinė entdeckt wurde.

Das Purkine-Phänomen beruht auf der Tatsache, dass beim Sehen in der Dämmerung (bei schwachem Licht) nicht nur die Empfindlichkeit des Auges für die Wahrnehmung von Farben im Allgemeinen abnimmt, sondern dass das Auge unter diesen Bedingungen auch eine verminderte Empfindlichkeit für die Farben des Auges aufweist Es hat einen langwelligen Teil des sichtbaren Spektrums (Rot, Orange), weist aber auch eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Farben des kurzwelligen Teils des Spektrums (Blau, Violett) auf. Roter Mohn und Kornblume in Abb. II erscheinen bei Tageslicht in der Helligkeit nahe beieinander. In der Dämmerung erscheint der Mohn völlig dunkel, die Kornblume erscheint heller. In der Kunstgalerie beginnen in der Abenddämmerung die Farben allmählich zu verschwinden, zuerst Rot, dann Gelb und Grün.

Visuelle (optische) Täuschungen / Illusionen des Farbsehens
Reis. II

Wir können auf eine Reihe von Fällen hinweisen, in denen wir beim Betrachten farbiger Objekte auch auf Sehfehler oder Illusionen stoßen.

Erstens beurteilen wir manchmal fälschlicherweise die Farbsättigung eines Objekts anhand der Helligkeit des Hintergrunds oder anhand der Farbe anderer Objekte in der Umgebung. Auch hier gelten die Gesetze des Helligkeitskontrasts: Die Farbe hellt sich vor einem dunklen Hintergrund auf und verdunkelt sich vor einem hellen.

Der große Künstler und Wissenschaftler Leonardo da Vinci schrieb: „Von Farben mit gleichem Weißgrad wird diejenige, die heller erscheint, vor einem dunkleren Hintergrund erscheinen, und Schwarz wird vor einem Hintergrund mit größerem Weißgrad düsterer erscheinen. Und Rot wird vor einem dunkleren Hintergrund feuriger erscheinen.“ Hintergrund und auch alle Farben, umgeben von ihren genauen Gegensätzen.

Zweitens gibt es das Konzept der tatsächlichen Farbe oder des chromatischen Kontrasts, bei dem sich die Farbe des Objekts, das wir beobachten, abhängig vom Hintergrund, vor dem wir es betrachten, ändert. Illusionen des Farbsehens dieser Art begegnen uns bei den folgenden Typen. Der schwarze Kreis in Abb. III erscheint vor einem grünen Hintergrund leicht rötlich, aber wenn wir diesen Kreis mit dünnem Transparentpapier abdecken, wird die illusorische rote Farbe noch deutlicher. Offensichtlich löscht transparentes Papier die Schärfe der Grenzen aus und verringert den Helligkeitsunterschied zwischen Feld und Hintergrund, wodurch der Effekt verstärkt wird. Ebenso erscheint ein schwarzer Kreis auf einem roten Hintergrund grünlich, auf einem violettblauen Hintergrund grünlich-gelb und auf einem blauen Hintergrund kupferfarben.

Visuelle (optische) Täuschungen / Illusionen des Farbsehens
Reis. III

Wir können das gleiche Phänomen der unwillkürlichen Färbung grauer Streifen durch transparentes Papier in Abb. beobachten. IV.

Visuelle (optische) Täuschungen / Illusionen des Farbsehens
Reis. IV

Es stellt sich heraus, dass die Farbe, in der der schwarze Kreis oder graue Streifen gemalt ist, die sogenannte Komplementärfarbe zur Hintergrundfarbe ist. Für jede Farbe gibt es eine so unterschiedliche Farbe, deren optische Verschiebung die Farbe achromatisch (weiß oder grau) ergibt. Solche Farben nennt man sich gegenseitig ergänzen. Ein Kreis oder Streifen muss nicht unbedingt schwarz oder grau sein. Beispielsweise erscheint ein gelber Streifen grünlich auf rotem Hintergrund und orange auf grünem Hintergrund. In diesem Fall ergeben diese drei Farben beim Mischen Weiß oder Grau.

Es wurde festgestellt, dass diese illusorische Färbung schwarzer und grauer Objekte in einer Farbe auftritt, die nur annähernd komplementär ist, aber nicht genau mit dieser übereinstimmt.

Die anschaulichste Darstellung der optischen Farbmischung kann wie folgt erhalten werden. Wenn eine Scheibe (Abb. V) mit Sektoren mit solchen Winkeln und Farben, wie in der Abbildung gezeigt, in schnelle Rotation gebracht wird, verschmelzen die Farben der Sektoren aufgrund des schnellen Wechsels verschiedener Anregungen zu einem gemeinsamen Grauton. Diese Illusion des Farbsehens wird durch die folgenden Eigenschaften unserer Augen erklärt.

Visuelle (optische) Täuschungen / Illusionen des Farbsehens
Reis. v

Die Netzhaut des menschlichen Auges ist am besten an unzersetztes Sonnenlicht angepasst, und vielleicht scheinen die Nervenenden der Netzhaut, wenn sie durch eine Farbe gereizt werden, die Farbe auszugleichen, die dem Weiß fehlt, und uns so die Illusion zu geben, eine zusätzliche Farbe zu sehen . Es gibt eine ältere Hypothese, die das Phänomen dieser Farbtäuschungen durch Ermüdung der Wahrnehmungsnerven erklärt, aber sie ist wahrscheinlich nicht vernünftiger als die oben genannte.

Basierend auf der Tatsache, dass unser Sehorgan am besten an die Wahrnehmung von weißem Sonnenlicht angepasst ist, lässt sich diese Illusion erklären. Wenn wir mehrere Sekunden lang regungslos auf einen roten Fleck blicken und dann unseren Blick auf weißes Papier richten, sehen wir einen grünen Fleck auf dem Papier. Wenn wir den gelben Kreis betrachten, sehen wir auf dem Papier einen blauen und umgekehrt.

Auch andere Illusionen des Farbsehens werden mit Farbkontrasten in Verbindung gebracht. Lassen Sie uns noch ein paar Beispiele nennen.

In Abb. VI Die Flächen des inneren Quadrats links und des Streifens rechts sind gleich, aber der Umfang des Streifens ist doppelt so groß wie der Umfang des Quadrats. Beim Betrachten dieser Zeichnung sehen wir einen Streifen, der heller ist als das innere Quadrat.

Visuelle (optische) Täuschungen / Illusionen des Farbsehens
Reis. VI

Das Phänomen des allgemeinen psychologischen Kontrasts kann die Illusion der sogenannten Farbanpassung erklären, die im Folgenden besteht. Wenn man sich Abb. VII, dann sieht man darauf eine Figur in Form eines grünen Kreuzes, dann erscheint der mittlere Kreis grünlich; Wenn Sie sich auf die gelben Kreise konzentrieren, erscheint der mittlere Kreis gelblich.

Visuelle (optische) Täuschungen / Illusionen des Farbsehens
Reis. VII

Interessant ist auch die Illusion der Farbübereinstimmung, die entsteht, wenn man den oberen Teil der Figur untersucht. VIII. Wenn Sie den schwarzen Kreis oben im Bild einige Minuten lang genau betrachten und dann Ihren Blick schnell auf den schwarzen Kreis darunter richten, erscheinen nach einigen Sekunden Farbbilder aller vier Punkte, die den oberen schwarzen Kreis umgeben weißer Hintergrund. Welche Farbe werden diese Flecken haben?

Visuelle (optische) Täuschungen / Illusionen des Farbsehens
Reis. VIII

Beachten wir hier, dass sich auch deren scheinbare Helligkeit ändert, wenn wir von einer Farbe einer bestimmten Oberfläche zu einer anderen Farbe derselben Oberfläche wechseln. Folglich ändert sich auch der Helligkeitskontrast, wenn wir beispielsweise gleichzeitig die Helligkeit des Objekts und des Hintergrunds ändern oder wenn wir dasselbe Objekt vor einem weniger hellen und dann vor einem helleren Hintergrund betrachten. Aus diesem Grund hängt der Helligkeitskontrast für unser Sehvermögen mit dem Farbkontrast zusammen. Je stärker sich die Farbe eines Objekts von der Hintergrundfarbe unterscheidet, desto sichtbarer ist das Objekt und desto deutlicher sind seine Umrisse und Form erkennbar.

Es gibt viele Beispiele für die Wirkung von Farbkontrasten auf das Auge. Goethe schreibt zum Beispiel: „Das Gras, das in einem mit grauem Kalkstein gepflasterten Hof wächst, erscheint in einer unendlich schönen grünen Farbe, wenn die Abendwolken einen rötlichen, kaum wahrnehmbaren Glanz auf die Steine ​​werfen.“ Die zusätzliche Farbe der Morgendämmerung ist Grün; Diese kontrastierende grüne Farbe ergibt, wenn man sie mit der grünen Farbe des Grases mischt, eine „unendlich schöne grüne Farbe“.

Goethe beschreibt auch das Phänomen der sogenannten „farbigen Schatten“. „Einen der schönsten Fälle von farbigen Schatten kann man bei Vollmond beobachten. Das Licht einer Kerze und das Mondlicht können in ihrer Intensität völlig gleich sein. Beide Schatten können von gleicher Stärke und Klarheit sein, so dass beide Farben leuchten.“ vollständig ausbalanciert sein. Stellen Sie den Bildschirm so auf, dass das Licht des Vollmondes direkt auf ihn fällt, stellen Sie die Kerze im entsprechenden Abstand etwas seitlich auf, halten Sie einen transparenten Körper vor den Bildschirm, dann erscheint ein doppelter Schatten. und derjenige, der vom Mond geworfen und gleichzeitig von der Kerze beleuchtet wird, scheint eine deutlich rötlich-dunkle Farbe zu haben“, und umgekehrt ist derjenige, der von der Kerze geworfen, aber vom Mond beleuchtet wird, von die schönste blaue Farbe. Wo sich beide Schatten treffen und zu einem vereinen, entsteht ein schwarzer Schatten.“

Dass manche Farben von uns als „hervortretend“ und andere als „zurücktretend“ wahrgenommen werden, wird hier in Abb. IX.

Visuelle (optische) Täuschungen / Illusionen des Farbsehens
Reis. IX

Wenn wir uns die obere Abbildung dieser Abbildung ansehen, neigen wir dazu zu denken, dass es sich um einen Pyramidenstumpf handelt, dessen Spitze uns zugewandt ist.

Wenn wir uns die untere Abbildung ansehen, können wir uns einen Tunnel mit einem Ausgangsloch in der Ferne vorstellen. Die „hervorstehenden“ Farben scheinen normalerweise rot-orange-gelbe (oder „warme“) Farben zu sein, während die „zurückgehenden“ Farben normalerweise grün-blaue (oder „kühle“) Farben zu sein scheinen. Gesättigte und helle Farben erscheinen uns meist näher als dunkle und entsättigte. Chromatische Farben „heben“ sich normalerweise von grauen Farben ab.

Es sollte beachtet werden, dass viele Eigenschaften des Auges, die das Auftreten von Illusionen des Farbsehens verursachen, sich gleichzeitig als sehr nützlich für uns erweisen, um visuelle Empfindungen zu erhalten, die die objektive Realität besser widerspiegeln.

Deshalb nähern sich beispielsweise auf Schildern und Werbetafeln aus leuchtenden Gaslichtröhren mit roten Leuchtröhren geschriebene Worte dem Betrachter und scheinen in der Luft zu hängen, während mit grünen oder blauen Leuchtröhren geschriebene Worte zurückweichen. Es stellt sich jedoch heraus, dass bei manchen Menschen die Illusion unterschiedlicher Abstände zwischen verschiedenen Farben das Gegenteil ist, das heißt, blaue Farben scheinen näher zu sein (bei manchen Menschen wird die Illusion überhaupt nicht beobachtet). Unter den verschiedenen Erklärungen für diese Illusion verdient die folgende Aufmerksamkeit.

Die Sehlinie schneidet die Pupillenebene nicht in der Mitte, sondern etwas seitlich, das heißt, die Linse ist nicht streng zentriert in Bezug auf die Sehlinie. Wenn das Auge daher einen blauen Punkt fixiert, ergibt das Bild des angrenzenden roten Punkts einen bekannten Kreis aus Lichtstreuung auf der Netzhaut, und dieser Kreis ist nicht konzentrisch zum Bild des Fixpunkts, sondern etwas verschoben in Richtung des temporalen oder nasalen Teils der Netzhaut.

Diese Verschiebung beim binokularen Sehen erzeugt den gleichen Eindruck, den wir von den gereizten Stellen der Netzhaut bekommen, die gleich weit von den Augenachsen entfernt sind, wenn der rote Punkt tatsächlich näher oder weiter als der blaue ist.

Autor: Artamonov I.D.

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Erneuerbare Energien werden beliebter als Erdgas 08.07.2013

Laut der Internationalen Energieagentur IEA (IEA) werden Solar- und Windenergie bereits 2018 ein Viertel aller weltweit genutzten Energiequellen ausmachen. Im Jahr 2016 werden alle erneuerbaren Energiequellen zusammen das Erdgas in Bezug auf die Nutzung überholen, die Nutzung der Kernenergie verdoppeln und nur noch die Kohle als Energiequelle übertreffen. So wirken die Argumente über die „Leichtfertigkeit“ alternativer Energien, gelinde gesagt, gedankenlos.

Experten stehen der Nutzung erneuerbarer Energiequellen voller Optimismus gegenüber und sehen in deren breitem Einsatz einen wichtigen Schritt zur Reduzierung der Umweltbelastung. Solar-, Wind-, Geothermie, Wasserkraft, Bioenergie haben ihre Wettbewerbsfähigkeit gegenüber fossilen Brennstoffen bewiesen. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die Häufigkeit der Nutzung erneuerbarer Quellen zunimmt. Vorreiter in diesem Bereich sind China, aber auch andere Entwicklungs- und Transformationsländer.

Allein die Nutzung von Wasserkraft, Wind- und Sonnenenergie wird von 4 % im Jahr 2011 auf 8 % im Jahr 2018 steigen. Das sind gute Nachrichten für die Weltwirtschaft und das weltweite Energiesystem, das sauberer werden sollte. Die Nutzung der derzeitigen fossilen Energiequellen ist schädlich für die Umwelt, und laut einem aktuellen Bericht der Internationalen Energieagentur sind fossile Brennstoffe eine weitaus größere Bedrohung für das Klima als bisher angenommen. Experten fordern daher dringende Maßnahmen, darunter die Reduzierung der Zahl der Kohlekraftwerke und den Ausstieg aus anderen fossilen Energiequellen.

Die Internationale Energieagentur warnt jedoch davor, dass die Nutzung alternativer Energiequellen mit einer Reihe schwerwiegender Probleme verbunden ist. Beispielsweise sieht die Regierungspolitik in einigen Ländern keine Investitionen in erneuerbare Energien vor, und Subventionen werden aufgrund wirtschaftlicher Probleme gekürzt. Darüber hinaus verringert die Erschließung von Schiefergasvorkommen – eine vielversprechende Richtung im Energiesektor – das Interesse an erneuerbaren Quellen.

Der Bericht der Agentur besagt, dass die intelligente Nutzung erneuerbarer Energiequellen oft wettbewerbsfähig sein kann, wie z. B. Onshore-Wind in Brasilien oder in Australien, wo Windenergie mit Kohle und Erdgas konkurriert. Auch Japan will die Nutzung von Solarenergie im Land fördern.

Der größte Teil der erneuerbaren Energie wird jedoch in China verwendet, wo diese Art von Kraftstoff zwischen 40 und 2012 etwa 2018 % der Gesamtkapazität einnehmen wird. Schon jetzt investiert die chinesische Regierung in Wasserkraft, Solar- und Windenergie. Der Bericht stellt auch fest, dass Kohle in naher Zukunft noch 65 % der gesamten Erzeugungskapazität im Jahr 2015 ausmachen wird.

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