Геометрически-оптические иллюзии

Геометро-оптические — это зрительные иллюзии , а также оптические иллюзии , при которых геометрические свойства видимого отличаются от свойств соответствующих объектов в поле зрения.

«При изучении геометрии человек концентрируется на положении точек и на длине, ориентации и кривизне линий. Геометрические оптические иллюзии затем в первую очередь относятся к характеристикам объекта, как они определены геометрией. Хотя зрение трехмерно, во многих ситуациях глубину можно вынести за скобки и сосредоточить внимание на простом виде двумерной таблички с ее координатами x и y».

В то время как их аналоги в объектном пространстве наблюдателя являются публичными и имеют измеримые свойства, сами иллюзии являются частными для опыта наблюдателя (человека или животного). Тем не менее, они доступны для изображения посредством вербальной и другой коммуникации и даже для измерения психофизикой . Метод обнуления особенно полезен, когда цели преднамеренно придается противоположная деформация в попытке отменить иллюзию.

Визуальные или оптические иллюзии можно классифицировать в соответствии с природой различия между объектами и восприятиями. Например, они могут быть по яркости или цвету, называемые интенсивными свойствами целей, например, полосы Маха . Или они могут быть по их местоположению, размеру, ориентации или глубине, называемые экстенсивными . Когда иллюзия включает свойства, которые попадают в сферу геометрии, она является геометрически-оптической , термин, данный ей в первой научной статье, посвященной этой теме, Дж. Дж. Оппеля, немецкого учителя средней школы, в 1854 году. Она была подхвачена Вильгельмом Вундтом , широко признанным основателем экспериментальной психологии, и в настоящее время используется повсеместно. ^{[1] [2] [3]} То, что к 1972 году первое издание книги Робинсона посвящало этим иллюзиям 100 страниц с мелким шрифтом и более 180 рисунков, свидетельствует об их популярности.

Самыми простыми для исследования являются геометрические оптические иллюзии, которые появляются в обычных черно-белых линейных рисунках. Несколько примеров взяты из списка оптических иллюзий. Они иллюстрируют иллюзии положения ( иллюзия Поггендорфа ), длины ( иллюзия Мюллера-Лайера ), ориентации ( иллюзия Целльнера , иллюзия Мюнстерберга или иллюзия смещенной шахматной доски и ее вариант иллюзии стены кафе ), прямолинейности или прямизны линий ( иллюзия Геринга ), размера ( иллюзия Дельбёфа ) и вертикальной/горизонтальной анизотропии ( вертикально-горизонтальная иллюзия ), в которой вертикальное расширение кажется преувеличенным.

Визуальные иллюзии следует отличать от некоторых родственных явлений. Некоторые простые объекты, такие как куб Неккера, способны к более чем одной интерпретации, которые обычно наблюдаются поочередно, по одной за раз. Их можно назвать неоднозначными конфигурациями, а не иллюзией, потому что то, что видно в любой момент времени, на самом деле не является иллюзорным. Конфигурации типа Пенроуза или Эшера иллюзорны в том смысле, что только при детальном логическом анализе становится очевидным, что они физически нереализуемы. Если думать об иллюзии как о чем-то там, что неверно истолковано, и об заблуждении, когда отсутствует демонстрируемый субстрат, то различие нарушается для таких эффектов, как треугольник Канижа и иллюзорные контуры .

Объяснения геометрически-оптической иллюзии основаны на одном из двух способов атаки:

• физиологический или восходящий, ищущий причину деформации в оптическом изображении глаза или в неправильном маршруте сигнала во время нейронной обработки в сетчатке или первых стадиях мозга, первичной зрительной коре, или
• когнитивный или перцептивный , который рассматривает отклонение от истинного размера, формы или положения как вызванное отнесением восприятия к значимому, но ложному или несоответствующему классу объектов .

Первый этап в операциях, которые передают информацию от визуальной цели перед наблюдателем в ее нейронное представление в мозге, а затем позволяют восприятию возникнуть, — это визуализация глазом и обработка нейронными цепями в сетчатке. Некоторые компоненты геометрических оптических иллюзий можно приписать аберрациям на этом уровне. Даже если это не полностью объясняет иллюзию, этот шаг полезен, поскольку он помещает сложные ментальные теории в более надежное место. Иллюзия луны — хороший пример. Прежде чем ссылаться на концепции кажущегося расстояния и постоянства размера , полезно убедиться, что изображение на сетчатке не сильно изменилось, когда луна выглядит больше по мере того, как она опускается к горизонту.

Известно, что после того, как сигналы от сетчатки поступают в зрительную кору, происходит множество локальных взаимодействий. В частности, нейроны настраиваются на целевую ориентацию, а их реакция, как известно, зависит от контекста. Широко распространенная интерпретация, например, иллюзий Поггендорфа и Геринга как проявления расширения острых углов на пересечениях линий, является примером успешной реализации «снизу вверх», физиологического объяснения геометрически-оптической иллюзии.

Однако почти все геометрические оптические иллюзии имеют компоненты, которые в настоящее время не поддаются физиологическим объяснениям. ^[4] Таким образом, предмет является плодородным полем для предложений, основанных на дисциплинах восприятия и познания. ^[5] Для иллюстрации: вместо того, чтобы интерпретировать их как просто пару наклонных линий, внутри которых одна деталь видится меньше, чем идентичная, близкая к точке схождения, узор Понцо можно принять за железнодорожный путь, представленный в виде перспективного рисунка. Бочка, лежащая внутри рельсов, должна была бы быть физически шире, чтобы покрыть увеличенную часть ширины пути, если бы она находилась дальше. Следствием этого является суждение о том, что бочки различаются по диаметру, тогда как их физический размер на рисунке равен.

Научное исследование будет включать признание того, что представление визуального слова воплощено в состоянии нервной системы организма в момент переживания иллюзии. В дисциплине экспериментальной нейронауки влияние сверху вниз имеет значение, что сигналы, возникающие в высших нейронных центрах, хранилище следов памяти, врожденных паттернов и операций принятия решений, перемещаются вниз к нижним нейронным цепям, где они вызывают сдвиг баланса возбуждения в отклоненном направлении. Такую концепцию следует отличать от подхода снизу вверх, который ищет аберрации, которые налагаются на вход на его пути через сенсорный аппарат. Нисходящая нейронная сигнализация была бы подходящей реализацией гештальт- концепции, сформулированной Максом Вертхаймером ^[6] , что «свойства любой из частей определяются внутренними структурными законами целого».

Когда объекты и связанные с ними восприятия в соответствующих им пространствах соответствуют друг другу, хотя и с деформациями, описываемыми в терминах геометрии, математически склонные люди склонны искать преобразования, возможно, неевклидовы, ^[7] , которые отображают их друг на друга. Применение дифференциальной геометрии до сих пор не было особенно успешным [1] Архивировано 2012-03-25 в Wayback Machine ; разнообразие и сложность явлений, значительные различия между людьми и зависимость от контекста, предыдущего опыта и инструкций устанавливают высокую планку для удовлетворительных формулировок. ^[8]

• Визуальные иллюзии
• Список оптических иллюзий
• Ричард Грегори

• Перераспределение пространства объектов в визуальное пространство