Десять потрясающих оптических иллюзий, в которых мозг нас обманывает. Как они работают?

Такое определение самому понятию дают в сети: «Оптическая иллюзия, также зрительная иллюзия — ошибка в зрительном восприятии, вызванная неточностью или неадекватностью процессов неосознаваемой коррекции зрительного образа, а также физическими причинами». Иллюзии можно разделить на несколько категорий: обман зрения, иллюзии восприятия цвета, глубины, размера предметов и др. Ниже рассмотрим несколько примеров и попытаемся разобраться, какие процессы влияют на человеческое восприятие больше всего.

Самые впечатляющие иллюзии:

• Разноцветные (на самом деле нет) сферы
• Иллюзия перспективы
• В какую сторону вращается лошадь?
• Лучи, которых нет
• «Оживший» шедевр Ван Гога
• Неподвижное движение
• Обманчивое цветопостоянство
• Эффект стробоскопа
• В погоне за точками
• Круг или квадрат?

12 разноцветных сфер, которые на самом деле не разноцветные

Посмотрите на изображение ниже. На нем располагаются целых 12 сфер синеватого, красноватого и зеленоватого оттенков, так? На самом деле все сферы — полностью одноцветные. По словам профессора Дэвида Новика, создателя иллюзии из Университета Техаса в Эль-Пасо (США), «оригинальный» цвет шаров — бежевый. При этом чем меньше такое изображение, тем отчетливее мы видим неправильные оттенки.

Новик объясняет феномен так называемым эффектом «иллюзии Манкера—Уайта» (Munker—White Illusion). Если коротко, то цвет сфер как бы «подтягивается» ближе к цвету полос на переднем плане изображения. То есть ко множеству зеленых, красных и синих полос, пересекающих сферы и искажающих наше восприятие их фактического оттенка. Проще говоря, если убрать разноцветные полосы, иллюзия исчезнет, останутся заметны только одинаковые бежевые сферы.

Вот еще один пример подобной иллюзии. Очертания фигур на следующем изображении (шариков, или «глазных яблок») выглядят идентичными (что в реальности так), но цвета как бы ассимилируются с соседними пространствами. В общем, цвета шариков приближаются к цветам пересекающих их же полос (синие, зеленые и красные) на переднем плане — в этом основной трюк. Причем увеличение изображения ослабляет иллюзию, а уменьшение, наоборот, — усиливает. Впрочем, если удалить полосы, эффект исчезнет. Проще говоря, на картинке — пять шариков разных цветов. Все остальные оттенки, которые вы видите, в действительности таковыми не являются.

У ученых есть несколько конкурирующих теорий о том, что происходит в мозге, чтобы вызвать такой сдвиг в восприятии. Некоторые эксперты полагают, что иллюзия возникает на ранней стадии визуальной обработки, когда свет впервые попадает на сетчатку человеческого глаза. Другие исследователи считают, что эффект проявляется чуть позже, когда мозг начинает «обрабатывать» поступающую от зрительных нервов информацию. А третьи говорят, что два этих предположения могут быть верны одновременно.

Иллюзия перспективы

Этот трюк — один из старейших и применяется издавна в архитектуре, изобразительном искусстве и даже на свадебных фотографиях. За возможность появления и существования таких иллюзий следует благодарить то, как наш мозг воспринимает глубину пространства.

Источник фото: Photopro

Еще раньше, чем ребенок сможет произнести первые слова, его мозг научится искать закономерности в окружающем пространстве и, опираясь на них, воспринимать отдаленность тех или иных предметов. Во внимание принимаются такие факторы, как разность видимого размера, расположение предметов относительно друг друга, четкость картинки и, конечно же, перспектива. Например, если человек видит два одинаковых объекта, отличающихся размером, то более крупный из них будет восприниматься ближе. А если объект нечеткий, значит, он расположен очень далеко.

Автор: Vin7474 

Зная эти «фокусы», визуальным восприятием человека легко манипулировать с помощью масштабов объектов и создания «искусственной» точки зрения. Ярким примером может служить так называемая комната Эймса. На фото ниже, сделанном в одном из музеев в Париже, человек с левой стороны кажется намного выше в сравнении с персоной справа. Но в реальности это не так. Такое впечатление создается из-за так называемой комнаты Эймса, за счет которой и достигается иллюзия резкого несоответствия в размерах.

Эти помещения построены таким образом, что спереди выглядят как обычные комнаты кубической формы с задней стенкой и двумя параллельными друг другу боковыми стенами, а все вместе эти стены перпендикулярны к горизонтальным плоскостям пола и потолка. Однако спроектированы они таким образом, что с определенной точки кажется обычной комнатой. Но на самом деле в такой комнате используется трапециевидная форма. То есть стены наклонены, потолок с полом также находятся под наклоном, а правый угол на фото выше располагается ближе к зашедшему в комнату наблюдателю, чем левый. В общем, благодаря подобной конструкции создается оптическая иллюзия, при которой стоящий в одном углу кажется наблюдателю гигантом, в то время как человек, стоящий в другом углу, — карликом.

Эффект комнаты Эймса известен уже достаточно давно, ее спроектировал американский офтальмолог Альберт Эймс в 1946 году. Этот эффект, например, активно использовал режиссер Питер Джексон во время съемок «Властелина колец». Особенно в первом фильме («Братство Кольца»), когда волшебника Гэндальфа необходимо было показать огромным на фоне хоббитов в Шире.

Вот еще несколько забавных игр с перспективой:

В какую сторону вращается лошадь?

Оригинал видео разместили в TikTok уже достаточно давно — оно быстро стало вирусным. В нем демонстрируется черно-белое изображение лошади, постоянно вращающейся вокруг себя. Но по часовой или против часовой стрелки? У пользователей появилось несколько версий. Некоторые даже предполагали, что передняя и задняя части фигуры двигаются независимо друг от друга. Ведь, по их словам, при долгом взгляде на фигуру лошадь внезапно изменяла направление вращения. В сети даже придумали байку, мол, то, как вы первоначально воспринимаете направление вращения силуэта, указывает, какая часть вашего мозга более активная — левая или правая. В действительности все намного проще.

На самом деле ролик с лошадью повторяет известную «Крутящуюся танцовщицу», созданную в 2003 году японским веб-дизайнером Нобуюки Кайяхара. В обоих случаях речь про «кинетические, бистабильные, анимированные оптические иллюзии». Если коротко, то точного ответа о направлении вращения нет. Все дело в том, как мозг в момент, когда глаза увидели вращающийся силуэт, распознает опорную ногу. В случае с «танцовщицей» у зрителя нет возможности определить глубину и объем, нет точки отсчета вращения и вообще ориентиров, кроме плоского силуэта. Таким образом, если мозг принимает в качестве опорной ноги правую, то девушка будет вращаться против часовой стрелки (если смотреть сверху). Если опорной идентифицировалась левая — получим вращение по часовой стрелке.

В случае с «танцовщицей» проведенное исследование показало: около двух третей наблюдателей утверждают, что силуэт вращается по часовой стрелке. Но это может быть объяснено эффектом «первого просмотра», при котором мозг при дальнейшем изучении объектов предвзят. Попытка изменить такое представление (например, при учащенном моргании при взгляде на вращение) может помочь.

«Мнимое направление вращения силуэта зависит лишь от того, под каким углом на него смотрит человек, — говорится в одной из статей по этому поводу. — Многие добавляют, что силуэт вращается против часовой стрелки, если смотреть на него сверху, и по часовой стрелке — при взгляде снизу. Но изначально наше восприятие предпочитает вид сверху. Это обусловлено тем, что окружающие предметы, как правило, стоят на поверхности под ногами, а не летают в воздухе над головой».

Несуществующие лучи

Если присмотреться к изображению, то из его центра начнут исходить белые лучи. Но на самом деле никаких лучей там нет. Такую иллюзию создал визуальный художник Майкл Карлович. А объяснение ей дал Паскаль Уоллиш из Нью-Йоркского университета.

Короткое разъяснение: наш мозг «соединяет точки», чтобы создать «субъективную реальность из того, что есть у нас перед глазами». Это указывает на «конструктивный характер человеческого восприятия», добавляет Уоллиш.

Более развернуто эффект можно разъяснить так: состоящая из звездообразных многоугольников-венков фигура «вызывает» лучи при взгляде на нее из-за особенности взаимодействия между центральным и периферийным зрением. Точки, в которых соединяются линии венков, кажутся нам более тонкими и выраженными. При этом периферийному зрению не хватает «разрешения» для понимания, что на самом деле это не так. Благодаря этому мозг начинает воспринимать точки пересечения как яркие пятна.

Но из-за того, что такие точки каждого венка накладываются друг на друга, мозг как бы заполняет пробелы яркими соединяющимися линиями. Фовеальное (центральное) зрение у человека достаточно острое, чтобы распознать, что точки пересечения на самом деле не ярче, чем остальное изображение. Как итог фовеальное и периферийное зрение конфликтуют, посылая противоречивые сигналы в мозг. Поэтому яркие линии на изображении и кажутся мерцающими.

Иллюзия, «оживляющая» шедевр Ван Гога

Авторы материала, в котором рассказывается о принципах работы этой иллюзии, утверждают: чтобы она смогла «оживить» знаменитую «Звездную ночь» Ван Гога, потребуется всего 20 секунд.

Для этого нужно вглядеться в центр врезающейся спирали на верхнем из изображений, а затем медленно опустить взгляд на работу знаменитого художника. Небо, изображенное Ван Гогом, также начнет «двигаться». Причем ощущение, что картина действительно изменяется на глазах, — достаточно стойкое. Во всяком случае примерно такие комментарии оставляют юзеры под оригинальным постом в Twitter с иллюзией.

Как возникает такое ощущение? Все дело в нейронах мозга, реагирующих на разные движения определенным образом. «Вращение» в одном из направлений активизирует клетки зрительной коры (является частью коры больших полушарий нашего головного мозга, отвечающей за обработку визуальной информации), из-за чего одни детекторы становятся активнее других.

Проще говоря, после того, как вы посмотрите на движущиеся в одном направлении объекты в течение определенного времени (в нашем случае — пару десятков секунд), вам покажется, что неподвижная сцена также движется, но в обратном направлении. Такой эффект особенно заметен в сценах с узорами и/или увеличенным уровнем контраста. Но при этом «поймать» его в реальной жизни также возможно. Например, если долго смотреть на водопад, а потом перевести глаза на окружающие его скалы.

Неподвижное движение

Превеликое множество иллюзий построено на нашей способности воспринимать стационарные предметы в качестве двигающихся фигур. Именно этот принцип лег в основу иллюзии, признанной лучшей по итогам 2016 года.

Мэтью Харрисон и Гидеон Капловиц составили из полосатых кружочков разные образы. Двигающиеся внутри кругов полосы заставляют человека думать, что в движение приходят также составленные из них объекты — квадрат, вертикальные полосы, волны и т. д.

Иллюзий, связанных с мнимым движением, очень много. Среди самых известных и впечатляющих стоит отметить творение японского психиатра Акиоши Китаока:

Не меньше впечатляют и следующие примеры:

Механизм возникновения таких иллюзий давно известен, а вот объяснить физиологическую причину их появления сложно. Для достижения эффекта желательно использовать повторяющиеся контрастные цвета, а также чередование белого и черного, которое имитирует игру света и тени. Посмотрите на изображение ниже. Как считаете, оно движется? Опубликовавший иллюзию Creative Bloq утверждает, что у некоторых пользователей в попытках найти ответ на этот вопрос даже наблюдаются головные боли. Так что стоит быть осторожным.

Даже если появляется ощущение, что перекрывающие друг друга круги движутся, это не так: мозг нас в очередной раз обманывает. Загвоздка в том, что изображение на самом деле содержит несколько концентрических кругов, но подсчитать, сколько в точности, — достаточно сложно. А в том и состоит основная проблема. Путаница возникает из-за того, что наша зрительная система получает противоречивые стимулы. Одни из них говорят о «кругах», другие — о «спиралях». «Спиральные» объекты, несмотря на несоответствия, становятся превалирующими: мы просто не в состоянии отслеживать все визуальные детали. И тогда мозг решает схитрить, приняв все за понятную ему трехмерную интерпретацию. Если наложить цветные линии поверх изображения, станет легче отыскать каждый из реальных объектов. Прием показывает, что картинка скрывает пять концентрических кругов.

Еще несколько слов о механизме возникновения иллюзии. Так как глаза человека неспособны одномоментно и в деталях воспринять большой фрагмент картинки, они, пытаясь расширить поле зрения, постоянно двигаются, как бы «ощупывая» находящееся перед ними изображение. По мере движения мозг пытается «склеить» картинку, сделать ее целостной, в том числе с использованием периферийного зрения. Однако его вводит в заблуждение постоянно меняющееся чередование светлых и темных оттенков. Мозг принимает этот фокус за чистую монету, полагая, что заметил изменение угла падения теней при неизменном источнике освещения. А раз так, то такое возможно только если объект движется.

Ниже — еще один пример. Это статичное изображение, а не GIF-файл или короткое видео. И хотя это не первая картинка, якобы способная двигаться сама по себе, создающий эффект «вращающегося вихря» феномен довольно интересен. Хотя бы потому, что остановить его получится у каждого без дополнительных усилий. Это возможно, только если сконцентрироваться на центре картинки.

Несовершенство глаз и обработки видимой информации мозгом характерно не только для человека. Посмотрите, как этого кота загипнотизировала «человечья иллюзия»:

Обманчивое цветопостоянство

Эту иллюзию можно назвать классической, ведь она как раз затрагивает особенности того, как мы видим предметы — а точнее, их цвета. Каждый с самого детства знает, что светофор состоит из трех цветов: красного (запрещает движение), желтого (означает «Приготовиться») и зеленого (разрешает движение). Но в видео ниже автор ролика, ставшего очень популярным в TikTok, показывает, что красный свет не проходит через голубой фильтр — именно его на изображение в видео наложили поверх всех объектов.

Тогда почему красный сигнал светофора все еще выглядит красным? «Это доказывает, что наш мозг работает сверхурочно», — отмечается в материале. В общем, человеческий мозг старается идентифицировать знакомые предметы так, как мы привыкли. При этом иногда, едва ли не «подменяя» реальность. В конце ролика автор закрашивает все остальные объекты — и красный скорее выглядит серым.

Это один из самых интересных эффектов, который чуть ли не в любой интерпретации удивляет людей. Ярчайший пример такой иллюзии — то самое платье. Или вот из более-менее новенького — красная клубника, которая на самом деле вовсе не красная. В изображении присутствуют несколько оттенков серого и серо-зеленый цвет, но нет ни одного красного пикселя. Тем не менее большинство из нас с уверенностью скажут, что клубника на картинке красная.

Это связано с так называемым эффектом цветопостоянства, когда человек, воспринимая знакомый ему предмет, видит его в одном цвете при изменении цвета освещения. «Подкрашивая» клубнику в красный цвет, мозг компенсирует странноватое зеленое освещение, приводя изображение к условному эталону вида ягоды, который с детства зафиксирован в нашей памяти.

То же, если помните, и с черно-синим платьем. Люди, мозг которых принимал свет на фоне за солнечный, видели оттенки золотого и белого. Все из-за «поправки» цветовой гаммы на эту самую освещенность. Те, кто не воспринимал свет в качестве решающего фактора, видели синий вместо белого и черный вместо золотого.

Из той же «оперы» — игра теней на шахматном поле. Вы четко видите белый квадрат там, где на самом деле находится темно-серая фигура.

Иллюзия, использующая эффект стробоскопа

В следующем ролике демонстрируется фигура знаменитого героя Disney Микки Мауса, «танцующего» и двигающегося в разных стилях. Но на самом деле силуэт Микки неподвижен. Эффект движущейся анимации создается лишь потому, что рядом с ней появляются тени, также применяются стробоскопические эффекты и стрелки. Один из пользователей в комментариях под оригинальным видеороликом написал: «Ваши видео заставляют задуматься, как мы видим вещи и что на самом деле реально». 

Истоки этого типа иллюзий лежат в XIX веке, когда «волшебные картинки» вызывали восторженные ахи и охи у неискушенной виртуальными развлечениями публики. Суть в том, что исходное изображение разрезается на множество продольных или поперечных полос, а поверх накладывается дополнительный слой (например, в виде пленки) с чередующимися черными и прозрачными полосами. При перемещении этого слоя получается иллюзия движения.

Почти 200 лет назад ученые поняли, что иллюзия вызвана стробоскопическим эффектом и инертностью зрения. Тогда же исследователи пришли к выводу, что каждая часть видимого в определенный момент времени через прозрачные прорези изображения воспринимается человеком чуть дольше, чем картинка находится перед глазами. Таким образом часть изображения сливается со следующим элементом, создавая впечатление двигающегося объекта.

Достаточно сделать непропорциональными части исходного изображения, поменять форму, толщину или плотность штрихов, как создается новый эффект движения. Один из примеров — иллюзия с голубями.

В погоне за точками

Сколько точек вы можете видеть одновременно? Две? Три? Четыре? Их здесь 12. Изображение было опубликовано еще в 2000 году, но с тех пор время от времени появляется в сети, каждый раз привлекая к себе большое внимание.

Секрет в периферийном зрении. Черные точки всегда присутствуют в центре взгляда, однако все остальные тем временем для наблюдателя исчезают. И опять виноват наш мозг. Это он решает, что нам видеть на периферии зрения, достраивая картинку на основе множества серых линий рядом. Черные точки при этом пропускаются как незначительные элементы.

Иллюзию связывают с именем немецкого физиолога Людимара Германа, который в 1879 году и открыл так называемую мерцающую сетку. Это была обычная сетка с рядами черных «ячеек» и белыми линиями. На пересечениях человек видит темные области, которых на самом деле нет. Ученые объясняют это латеральным торможением, когда соседние нейроны глаза оказывают друг на друга тормозящее влияние, а мозг дополняет изображение собственными образами.

Круг или квадрат?

Японский математик и инженер Кокити Сугихара регулярно подкидывает интереснейшие иллюзии-головоломки, принцип работы которых не так-то просто распознать. Периодически ученый участвовал в престижном конкурсе на лучшие оптические иллюзии. Вот одна из его впечатляющих работ:

Так что же японец показывает — «круглые квадраты» или «квадратные круги»? Все дело в хитро выточенных гранях фигур. Они представляют собой нечто среднее между кругом и квадратом, при этом сильно деформируются асимметрично — не только в плоскости, но и в глубину. Наглядно секрет «фокуса» раскрыт в этом видео:

Основная сложность здесь в том, чтобы найти идеально точные пропорции сложных геометрических фигур, которые бы давали разный эффект при взгляде через зеркало и без него. Очень важен угол зрения и угол наклона зеркала. Вот такой технический трюк, требующий выдающихся математических навыков.

Нравится читать Onlíner? Добавьте наши новости в «Основные источники» Google

Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро

Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ga@onliner.by