Оптические иллюзии геометрических фигур. Геометрические иллюзии: соотношение фигуры и фона. Невозможные фигуры или геометрические иллюзии

1

Илющихина М.И. (Миллерово, МБОУ Гимназия №1 им. Пенькова М.И.)

1. http://www.log-in.ru/illusions/

2. http://vadim-andreev.narod.ru/ufo/iluzia.htm

3. http://www.sciam.ru/2004/6/ochevidnoe.shtml/ В мире науки июнь 2004 «Очевидное-невероятное»

4. http://www.galactic.org.ua/Biblio/vid1.1.htm

5. http://daliworld.narod.ru/pred_2/p_9.htm

6. http://www.im-possible.info/russian/articles/principles/principles.html

7. http://www.novgorod.fio.ru/projects/Project2042/zritelnie_figuri.htm

8. Дорофеев, Г. В. Математика: учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / [Г. В. Дорофеев, И. Ф. Шарыгин, С. Б. Суворова и др.]; под ред. Г. В. Дорофеева, И. Ф. Шарыгина. – 8-е изд. – М.: Просвещение, 2006. – С.40.

9. Шарыгин, И.Ф. Математика: Задачи на смекалку: Учеб. пособие для 5 – 6 кл. общеобразоват. учреждений / И. Ф. Шарыгин, А. В. Шевкин. – 6-е изд. – М.: Просвещение, 2001. – С.31.

10. Шеврин, Л. Н. Математика: Учебник – собеседник для 5 кл. средней школы / Л. Н. Шеврин, А. Г. Гейн, И. О. Коряков, М. В. Волков. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 1994. – С.123, 251.

Мы привыкли доверять собственному зрению, однако оно нередко обманывает нас, показывая то, чего в действительности не существует. В такие моменты мы сталкиваемся со зрительными иллюзиями - ошибками зрительного восприятия.

На уроках геометрии, приступая к решению задачи, мы, как правило, первым делом строим чертеж, опираясь на свое зрительное восприятие. Но такой подход к решению задачи часто приводит к ошибочным выводам, а значит к неверному решению. Мы привыкли доверять собственному зрению, однако оно нередко обманывает нас, показывая то, чего в действительности не существует. В такие моменты мы сталкиваемся со зрительными иллюзиями - ошибками зрительного восприятия. Сами ученые создали немало геометрических обманчивых картинок, наглядно демонстрирующих, сколь ограничены возможности человеческого глаза.

На протяжении всей истории люди сталкивались с оптическими иллюзиями того или иного рода. Когда явления, обманывающие зрение и ум, были впервые замечены, они стали волновать воображение людей. С давних пор люди не только поражаются обманам зрения и забавляются зрительными иллюзиями, но и созн ательно используют их в своей практической деятельности. Уже тысячи лет зрительные иллюзии целенаправленно используются в архитектуре для создания определенных пространственных впечатлений, например, для кажущегося увеличения высоты и площади залов. Еще более эффективно зрительные иллюзии используются в изобразительном и цирковом искусстве. Зрительные иллюзии стали основой кинематографии и телевидения, учитываются в полиграфии и в военном деле. Создаваемая при помощи технических средств виртуальная зрительная реальность занимает в жизни современного человека огромное место и тесно переплетается с действительностью.

Физики, математики, психологи и другие ученые пытаются разобраться в необычных явлениях оптических иллюзий, их закономерностях и причинах возникновения. Научное исследование геометрических оптических иллюзий было начато Оппелем в 1854 году. Затем на протяжении полувека появилось около 200 научных работ на эту тему, принадлежащих перу многих выдающихся ученых, в их числе Вундта, Золльнера, Поггендорфа, Кундта, Гельмгольца. В основном в этих работах делались попытки оптического и психологического объяснения многочисленных иллюзии, известных к тому времени. К началу нашего века интерес к оптическим иллюзиям значительно снизился, и эта тема вплоть до последних лет не появлялась в серьезной научной литературе. Отдельные примеры иллюзий приводились, время от времени, в элементарных курсах оптики, занимательных книгах по физике и очень немногочисленных кратких статьях. Существует множество теорий оптических иллюзий. В прошлом веке ученые в основном интересовались психологическим аспектом иллюзий, и почти каждый исследователь создавал свою собственную теорию на этот счет. Однако, как ни странно, но, по-видимому, никому из них не приходило в голову, что оптические иллюзии могут сплошь и рядом вносить существенные погрешности в повседневные научные наблюдения.

Меня заинтересовали оптические иллюзии геометрических фигур. Начав заниматься этой темой, я вскоре поняла, что иллюзии часто приводят к совершенно неверным количественным оценкам реальных геометрических величин. Оказалось, что при этом можно ошибиться от 23 процентов и значительно больше, если глазомерные оценки не проверить масштабной линейкой. В данной работе описаны некоторые полученные мною результаты и приведены рекомендации. Предварительно нужно отметить, что тесты, которые приведены в работе, предлагались школьникам разного уровня подготовки в геометрии, среднего и старшего звена. И те и другие ошибались совершенно одинаково!

Позднее многие другие иллюзии использовались в графике. Среди них единственный в своем роде и относительно новый вид оптической иллюзии известен как «невозможные объекты». Одним из важных навыков для людей, работающих в технической сфере, является способность воспринимать трехмерные объекты в двухмерной плоскости. Невозможные объекты построены благодаря смещенной перспективе, манипуляциям с глубиной и плоскостью, игре света и тени, неясным соединениям, благодаря неправильным и противоречивым направлениям и связям. Из всех существующих оптических иллюзий невозможные объекты, пожалуй, самые завораживающие. Те фокусы, которые они вытворяют с нашим воображением, и та игривость, с которой они смущают человеческую душу, делают их особенно увлекательными. И это используют современные рекламные компании. Поэтому эта тема остается актуальной.

Цель моей работы: изучить влияние оптических иллюзий на восприятие человеком геометрических фигур.

Задачи исследования:

Изучить понятие оптических иллюзий и их основные виды;

Рассмотреть основные виды невозможных геометрических фигур;

Исследовать оптические иллюзии в восприятии чертежей в геометрии

Создать собственные геометрические иллюзии.

1. Теоретическая часть

1.1. Природа зрительных иллюзий

Оптические иллюзии - это, попросту говоря оптический обман нашего мозга. Когда наш глаз получает картинку - включается огромное количество процессов в нашем мозге. Мы начинаем анализировать этот процесс словно компьютер. Начинается анализ расположения основных граней и углов, структура цвета на виде или позиция источника света. И во многих случаях этот анализ неосознанно получается, неточен - происходит коррекция зрительных образов.

В научной и популярной литературе описаны многие сотни зрительных иллюзий. Причины некоторых из них давно установлены, а других - до конца не раскрыты до сих пор. Почему они возникают? Зрительный аппарат человека - сложно устроенная система со вполне определенным пределом функциональных возможностей. В нее входят: глаза, нервные клетки, по которым сигнал передается от глаза к мозгу, и часть мозга, отвечающая за зрительное восприятие. В связи с этим выделяются три основные причины иллюзии:

1) наши глаза так воспринимают идущий от предмета свет, что в мозг приходит ошибочная информация;

2) при нарушении передачи информационных сигналов по нервам происходят сбои, что опять же приводит к ошибочному восприятию;

3) мозг не всегда правильно реагирует на сигналы, приходящие от глаз.

Часто оптические иллюзии возникают сразу по двум причинам: являются результатом специфической работы глаза и ошибочного преобразования сигнала мозгом.

Существуют разные типы иллюзий (рис. 1).

Рис. 1. Типы оптических иллюзий

1.1.1. Искажение размера

Искажение размера - иллюзия, заставляющая усомниться в истинных размерах объектов.

Две равные линии, ограниченные на концах в одном случае сходящимися, а в другом - расходящимися углами, воспринимаются как неодинаковые по величине: линия со сходящимися углами кажется меньшей, а линия с расходящимися углами - большей.

Два совершенно равных кружка воспринимаются как разные по величине в зависимости от того, окружают ли их большие или меньшие кружки.

В первом случае неправильное восприятие величины линий обусловлено тем, что они воспринимаются не изолированно, а как части более сложного целого: линия, входящая в состав большей фигуры, будет восприниматься как большая, и наоборот.

Иллюзия с кружками объясняется действием закона контраста, по которому предмет воспринимается как больший или меньший в зависимости от величины окружающих предметов: предмет будет казаться больше своей действительной величины на фоне мелких предметов, и наоборот.

Столы имеют разные размеры? Ширина красного равна длине зеленого. А ширина зеленого равна длине красного. Не верите?

Также белые предметы на темном фоне зрительно «раздвигают» пространство, расширяя и удлиняя его. Клетчатые, полосатые, заполненные рисунком участки кажутся больше, чем одинаковые с ними по размеру однотонные.

Из двух линий одинакового размера вертикальная всегда воспринимается зрительно, как значительно большая по сравнению с горизонтальной. В связи с этой иллюзией высота предметов кажется нам больше ее действительной величины.

Зрительные иллюзии не только позволяют фигуре выглядеть более или менее идеально, но и обеспечивают определенное эстетическое восприятие художественного образа модели. (Какая из женщин полнее?)

1.1.2. Зрительное искажение

Зрительное искажение - когда предметы кажутся не такими, какие они на самом деле.

Параллельные линии будут восприниматься как непараллельные, если их рассматривать на фоне взаимно пересекающихся косых линий. Круг теряет свою правильную форму, если его рассматривать на фоне кривых линий.

1.1.3. Иллюзии геометрической перспективы

Одинаковые предметы кажутся разной величины, если они воспринимаются как находящиеся на известном удалении друг от друга, при этом ближе расположенный предмет кажется меньше, а далекий - больше своей действительной величины (оба прямоугольника имеют одинаковую форму и размер)

1.1.4. Иллюзии цвета и контраста

Иллюзии цвета и контраста - это когда одинаково раскрашенные предметы видятся по-разному.

Левое полукольцо кажется темнее правого. Все кольцо одного цвета. Точки на перекрестных линиях мерцают то одним, то другим цветом. Они все синие.

В основе данной оптической иллюзии стоит процесс иррадиации. Явление иррадиации (по-латыни - неправильное излучение) заключается в следующем: когда изображение состоит из ярко освященных областей и темных, то происходит перераспределение света. Темные участки как бы забирают часть освящения у светлых. Естественно это происходит только в нашем мозгу. Картина же остается неизменной.

Проанализировав опубликованные отчеты дорожных служб, можно прийти к выводу, что большинство аварий происходит на перекрестках. В сумерки количество происшествий резко возрастает. На любом перекрестке есть светофор. Водитель, который едет по трассе, внезапно увидев огни светофора из-за “передозировки” информации может принять его за обычный фонарь (увидит огни белым). Если долго смотреть на яркие источники зрительной информации, так же возникает цветовая иллюзия.

1.1.5. Движущиеся иллюзии

Иллюзия движения - в этом случае вроде бы статистическое и неподвижное изображение как бы оживает и начинает двигаться.

Некоторые иллюзии возникают в связи с переработкой поступающей информации. Человек иногда видит мир не таким, каков он есть на самом деле, а таким, каким хотел бы его увидеть, поддаваясь сформированным привычкам, потаенным мечтам или страстным желаниям.

Смотри только на крест. Через какое-то время бегущий кружок будет зеленым! Если и дальше продолжать смотреть на крест, то вскоре все лиловые кружки исчезнут, останется только бегущий зеленый... Который на самом деле лиловый? Вы можете заставить девушку в центре вращаться в разные стороны. Для этого сначала посмотрите на левую девушку, потом в центр. Отведите глаза вправо и снова в центр. Девушка вращается в другую сторону.

1.1.6. Иллюзия восприятия глубины

Геометрические объекты, в зависимости от того, как ложатся тени, могут казаться как выпуклыми, так и вогнутыми.

Что изображено: маленький кусочек сыра или «головка» без маленького кусочка? Сколько кубиков?

Восприятие работает очень избирательно, когда дело доходит до значимых, слишком важных для нас событий. Например, человеческое лицо воспринимается по-особому. Человеческое лицо выпукло всегда (даже маску невозможно увидеть вогнутой). Дело, видимо, в том, что человеческое лицо слишком значимо, его невозможно воспринимать в необычном ракурсе.

1.1.7. Оптические иллюзии, встречающиеся в творчестве художников

«Следящие», или «указующие» картины. Наиболее известная в живописи иллюзия относится к «следящим» или «указующим» картинам. Как бы вы не смотрели на изображение, все равно лицо и палец будут обращены к вам. Этот прием широко использовался в плакатном искусстве - хорошо известны плакаты времен гражданской и Великой Отечественной войны, персонажи которых смотрят прямо в глаза зрителя. От дерзкого взгляда дамы из-под полуопущенных век с картины И. Н. Крамского «Неизвестная» невозможно спрятаться. Она всегда смотрит прямо на вас!

1.1.8. «Загадочные» или «двойственные» изображения

Этот прием построен на иллюзии восприятия, когда изображение неожиданно «проступает» среди нагромождения случайных элементов.

На этой картине можно увидеть девушку, сидящую у зеркала. А на этой что видите?

Воспринимая предметы и явления действительности, человек истолковывает их в соответствии с полученными ранее знаниями и своим практическим опытом.

Опора узнавания на отдельные признаки или на отдельные части объектов легко может вести к ошибкам восприятия.

В некоторых случаях, например, при создании иллюзий, возникает необходимость сделать так, чтобы объект нельзя было узнать. Задача заключается в том, чтобы при полной сохранности вещи так изменить ее восприятие, чтобы она утратила свои характерные особенности. Обычно это достигается окраской некоторых частей предмета в цвет, очень близкий к цвету фона, на котором предмет находится. При такой окраске части предмета, которые по цвету приближаются к фону, сливаются с ним, а остальные его части уже не образуют формы данного предмета. Большое значение имеет также нанесение на поверхность предмета таких линий (косых или радиальных), которые меняют его форму, превращая, например, симметричную фигуру в косую и несимметричную, что затрудняет ее узнавание.

1.1.9. Кажущиеся фигуры

Кажущиеся фигуры - когда фигуры, которых на самом деле нет видны. Иллюзия объема на плоском асфальте:

1.1.10. Невозможные фигуры

Невозможные фигуры - фигуры, не существующие в природе, но, существующие в нашем воображении.

Анализ предложенного объяснения оптико-геометрических иллюзий показывает, что, во-первых, все параметры зрительного образа взаимосвязаны, благодаря чему и возникает целостное восприятие, воссоздается адекватная картина внешнего мира. Во-вторых, на восприятие влияют сформированные повседневным опытом стереотипы. Примером того, как можно разрушить целостный образ объекта, служат так называемые «невозможные», противоречивые фигуры, например, невозможный трезубец Нормана Минго и невозможная лестница Пенроуза.

1.1.11. Перевертыши

Перевертыши - картины, которые при переворачивании «превращаются» в другие изображения.

1.1.12. Соотношение фигур и фона

Распознайте что здесь? А здесь саксофонист и лицо женщины. На втором рисунке ваза и два профиля человека.

Оптические иллюзии создают огромные возможности для художников, фотографов, модельеров. Однако инженерам и математикам приходится быть осторожными с чертежами и подкреплять «очевидное» измерениями.

1.2. Иллюзии в живописи

Одним из величайших иллюзионистов был Сальвадор Дали!

Сальвадор Фелипе Хасинто Дали-и-Доменеч родился в 1904 году, а в 10-летнем возрасте уже появились его первые живописные работы. В 18 лет Дали поступил в мадридскую Школу Изящных Искусств Сан-Фернандо. И пусть в учителях он разочаровался и даже не стал сдавать выпускные экзамены, учеба в Школе дала ему великолепное владение академической манерой живописи. В 1925-м в барселонской галерее Дальмау состоялась первая персональная выставка художника. За 85 лет жизни Сальвадор Дали создал более 2 тысяч художественных полотен, написал множество книг, в их числе помимо его знаменитой автобиографии - роман, трактат об искусстве, стихи и поэмы в прозе, сценарии. Кроме того, он проиллюстрировал множество книг других авторов, а также разрабатывал декорации к балетам и пьесам. Идея создания Театра-Музея в Фигерасе, как и основная концепция его наполнения, безраздельно принадлежит самому Дали. Знаменитый художник имел особое зрение и видел не вещи, как большинство из нас, а скорее идеи, заложенные в них.

Наиболее часто Сальвадор Дали писал картины с иллюзиями. Вот некоторые из них:

Дон Кихот

Балерина и череп

Иисус в Иерусалиме

А это картины современного художника Дональда Руста.

1.3. Геометрические иллюзии в архитектуре

Один из способов создать необычное строение, сложный рисунок, нестандартный архитектурный объект - применить знания в области законов оптики и перспективы. Архитекторы давно научились «обманывать» нас с помощью оптических иллюзий... Использование оптических иллюзий в архитектуре - прием далеко не новый. Самый впечатляющий пример - Парфенон, главный храм афинского Акрополя. При строительстве Парфенона архитекторы сделали акцент на колоннах храма. Равномерно уменьшив объем колонн у верхних и нижних оснований, строители добились зрительного ощущения четко выведенной вертикали. Использование подобного эффекта привело к тому, что строение кажется большим по размеру, чем на самом деле.

Иллюзия невозможного Нидерландский художник-график Мариуц Корнелис Эшер вошел в историю своими «невозможными рисунками» зданий и архитектурных объектов, при создании которых он использовал свои знания о психологии восприятия трехмерного пространства. «Невозможные здания» Эшера - трехмерные строения, с обычной, на первый взгляд перспективой, в которых, однако, при внимательном рассмотрении можно увидеть противоречия с основными законами физика пространства.

Знаменитый «Танцующий дом» был построен в Чехословакии в 1992 годы. Сейчас в нем находятся лучшие рестораны Праги. Посетителям открывается великолепный вид на город, а город вот уже больше 10 лет украшает «пританцовывающий» ресторан.

Каждый этаж этого здания, расположенного в Мельбурне, имеет одну и ту же высоту, однако сложный рисунок из темных и светлых прямоугольников в сочетании с параллельными оранжевыми полосами создает совсем иное впечатление. Современные художники используют традиционные приемы и стили в качестве точки отсчета, а затем облекают их в неожиданную оболочку для создания чего-то нового. Так поступил и французский художник Питер Делавье, обернув здание, находящее на реконструкции, непромокаемым брезентом, на котором изобразил то же самое здание в манере Сальвадора Дали. Создается полная иллюзия того, что здание тает на парижском солнце, как мороженое.

2. Практическая часть

2.1. Невозможные фигуры

Из всех существующих оптических иллюзий невозможные объекты, пожалуй, самые завораживающие. Те фокусы, которые они вытворяют с нашим воображением, и та игривость, с которой они смущают человеческую душу, делают их особенно увлекательными. Невозможные объекты противоречат нашим фундаментальным представлениям о восприятии. Например, глядя на какую-либо фигуру в этой книге, мы сначала воспринимаем ее как трехмерный объект, но потом понимаем: что-то здесь не так. Минутой позже нам становится ясно, что объект не может существовать в пространстве, хотя он явно существует на бумаге. Невозможно не двухмерное их представление, а именно трехмерное. Другими словами, удивительные фигуры представляют собой объекты нереального мира: их можно представить себе и даже нарисовать, но в реальности создать нельзя. И именно это делает их привлекательными. Также немаловажно, что невозможные объекты отличаются от других невозможных явлений.

Оказалось, что на протяжении долгого времени психологи использовали геометрические фигуры разного рода при изучении человеческой личности. С начала века было разработано более 200 фигур и иллюзий для анализа психологических аспектов зрительного процесса и умственной деятельности пациентов. Они рассматривали эти объекты и пытались понять их. При помощи таких экспериментов, когда глазу предлагалась противоречивая информация, было получено множество новых сведений о типах личности.

Очень интересно наблюдать за человеком, рассматривающим невозможный объект, и так же интересно наблюдать за тем, как он пытается понять его. Невозможные объекты важны для психологов, выясняющих, что же привлекает внимание людей

Невозможная фигура - эта фигура, изображенная в перспективе таким способом, чтобы выглядеть на первый взгляд обычной фигурой. Однако при более внимательном рассмотрении зритель понимает, что такая фигура не может существовать в трехмерном пространстве. Геометрические фигуры - лучшие источники вдохновения для изобретения невозможных объектов.

1. Невозможный треугольник Пенроуза

Эта фигура - возможно, первый опубликованный в печати невозможный объект. Она появилась в 1958 году в статье под заголовком «Удивительные фигуры, особый вид оптических иллюзий». Ее авторы, отец и сын Лайонелл и Роджер Пенроузы, генетик и математик соответственно, определили этот объект как «трехмерную прямоугольную структуру». Она также получила название «трибар», или «деформированный трибар». В этой статье фигурировали еще два загадочных объекта. Таким образом, «невозможные объекты» были впервые представлены широкой общественности на примере этих трех фигур.

Я попробовала самостоятельно изготовить такую фигуру, она с одной стороны представляет собой треугольник в виде вазы, а с другой форму геометрической фигуры. Я подготовила три отрезка из трубок квадратного сечения, а затем соединила их в кривую линию. Ваза визуально преображается под определенным углом и превращается в объемный треугольник, лежащий на полу. А если в вазу поставить цветок, она словно зависает в пространстве и положение цветка относительно пола становится непонятным.

2. Невозможный куб - куб Эшера

Голландский художник Мориц Корнилис Эшер, родившийся в 1898 году в Леувардене создал уникальные и очаровательные работы, в которых использованы или показаны широкий круг математических идей.

Когда он учился в школе, родители планировали, что он станет архитектором, но плохое здоровье не позволило Морицу закончить образование, и он стал художником. До начала 50-х годов он не был широко известен, но после ряда выставок и статей в американских журналах (Time и др.) он получает мировую известность. Среди его восторженных поклонников были и математики, которые видели в его работах оригинальную визуальную интерпретацию некоторых математических законов. Это более интересно тем, что сам Эшер не имел специального математического образования. В процессе своей работы он черпал идеи из математических статьей, в которых рассказывалось о мозаичном разбиении плоскости, проецировании трехмерных фигур на плоскость и неевклидовой геометрии, о чем будет рассказываться ниже. Он был очарован всевозможными парадоксами и в том числе «невозможными фигурами».

Парадоксальные идеи Роджера Пенроуза были использованы во многих работах Эшера. Наиболее интересными для изучения идеями Эшера являются всевозможные разбиения плоскости и логикатрехмерного пространства. Эшер интересовался всеми видами мозаик

Математики доказали, что для регулярного разбиения плоскости подходят только три правильных многоугольника: треугольник, квадрат и шестиугольник. (Нерегулярных вариантов разбиения плоскости гораздо больше. В частности в мозаиках иногда используются нерегулярные мозаики, в основу которых положен правильный пятиугольник.) Эшер использовал базовые образцы мозаик, применяя к ним трансформации, которые в геометрии называются симметрией, отражение, смещение и др. Также он исказил базовые фигуры, превратив их в животных, птиц, ящериц и проч. Эти искаженные образцы мозаик имели трех-, четырех - и шестинаправленную симметрию, таким образом сохраняя свойство заполнения плоскости без перекрытий и щелей.

Самым интересным для меня является так называемый куб Эшера, который я изготовила. Кажется, что самим существованием этот куб нарушает все основные геометрические законы. Разгадка, как всегда с невозможными фигурами, довольна проста: человеческому глазу свойственно воспринимать двумерные изображения как трехмерные объекты.

3. Невозможные склоны

Это лучший геометрический оптический обман зрения 2010 от Кокичи Сугихара потряс весь мир, в своей иллюзии невозможные склоны автор демонстрирует, как шарики, преодолевая гравитацию, не скачиваются, а наоборот подымаются, как будто на них действует некая магнитная сила.

Принцип оптической иллюзии основан на склоняемости мозга интерпретировать фотографии объектов, в нашем случаи мы интерпретировали все пять вертикальных опор, где длинные нам казались высокие. Иначе говоря, когда сложная модель отображается на плоской, двухмерной поверхности дисплея или листа бумаги, то нам тяжело разглядеть истинный объект и наш мозг представляет объект знакомый ему формы.

Я самостоятельно используя макеты изготовила такие склоны на бумаге и склеила их, эффект превзошел все ожидания маленькие шарики действительно катились вверх.

2.2. Геометрические фигуры неправильной формы

Таким образом, можно сказать, что мир иллюзий чрезвычайно интересен и многообразен.

Вначале своей работы я выдвинула гипотезу: не всегда то, что мы видим, на самом деле является таковым. Для того чтобы проверить ее мне пришлось изучить литературу и обратиться к Интернет-ресурсам по данному вопросу. Я познакомилась с различными видами иллюзий. Меня больше всего поразило то, что иллюзии имеют большое значение в жизни человека. Геометрические иллюзии создают огромные возможности для художников, архитекторов, фотографов, модельеров. Однако инженерам и математикам приходится быть осторожными с чертежами и подкреплять «очевидное» реальными измерениями и фактами.

1. Комната Эйсма

Комната Эймса - помещение неправильной геометрической формы, используемое для создания трехмерной оптической иллюзии. Была спроектирована американским офтальмологом Альбертом Эймсом в 1946 году.

Комната Эймса построена так, что спереди она выглядит как обычная комната кубической формы с задней стенкой и двумя боковыми стенами, параллельными друг другу и перпендикулярными к горизонтальным плоскостям пола и потолка. Однако истинная форма комнаты трапециевидная: стены наклонены, потолок и пол также находятся под наклоном, а правый угол находится гораздо ближе к зашедшему в комнату наблюдателю, чем левый, или наоборот.

В результате оптической иллюзии человек, стоящий в одном углу, кажется наблюдателю гигантом, в то время как человек, стоящий в другом углу, кажется карликом. Иллюзия настолько убедительна, что человек, идущий вперед и назад от левого угла в правый угол, «растет» или «уменьшается» на глазах.

Исследования показали, что иллюзия может быть создана без использования стен и потолка, - для ее создания достаточно видимого горизонта (который в действительности не является горизонтальным) против соответствующего фона, а также чтобы взгляд наблюдателя падал на объект, чья высота превышает высоту этого горизонта.

Принцип комнаты Эймса широко используется в кино и на телевидении для создания спецэффектов, когда человека на самом деле нормального роста необходимо показать в качестве гиганта или карлика по сравнению с другими.

Используя заготовку у меня получилось создать такую геометрическую иллюзию.

2. Иллюзорный справочник школьника

Зрительная иллюзия - это настоящий обман зрения. Я сделала так называемый справочник-невидимка для школьника, срезав листы книжечки под разными углами, мне удалось добиться того, что при определенным перелистывании страницы оказываются совершенно чистыми или содержащими графики и формулы основных разделов математики.

Таким образом собранные вместе листы справочника срезанные под разными углами, приобрели геометрические фигуры неправильной формы, что позволило создать красочную геометрическую иллюзию.

2.3. Исследование иллюзий движения геометрических фигур

Среди учащихся начального и среднего звена гимназии мною был проведен следующий эксперименты:

Эксперимент № 1

Необходимо было определить движутся круги или нет

Эксперимент показал, что 93% опрошенных подверглись иллюзии.

Эксперимент №2.

Мы часто видим сходящиеся вдали параллельные линии (полотно железной дороги, шоссе и т. п.). Они кажутся сходящимися в некоторой точке горизонта. Зрение словно пытается убедить нас в том, что вопреки законам геометрии параллельные прямые пересекаются. Это явление называется перспективой. Эта иллюзия объясняется тем, что объект (шпала), находящийся на различных расстояниях от наблюдателя, виден под разными углами зрения и по мере удаления вдоль параллельных прямых (рельсов) его угловой размер уменьшается, что приводит к видимому уменьшению расстояния между линиями (в данном случае оно определяется величиной шпалы).

Очевидно, когда угол зрения достигает некоторой «критической» величины, глаз перестает различать удаляющийся объект как тело, имеющее размеры, и прямые «сливаются» для него в одну точку.

Существует предельное значение угла зрения - наименьшее значение, при котором глаз способен видеть раздельно две точки.

Учащимся 10-11 классов была предложена иллюзия тоннеля.

70% учащихся опровергли параллельность линий тоннеля, а 92% согласились с тем, что тоннель движется.

Заключение

Наше зрение несовершенно и иногда мы видим не то, что существует в действительности. Но тот факт, что огромное большинство людей получают иногда одинаковые ошибочные зрительные впечатления, говорит об объективности нашего зрения и о том, что оно, дополняемое мышлением и практикой, дает нам относительно точные сведения о предметах внешнего мира. С другой стороны, тот факт, что разные люди в процессе зрительного восприятия обладают различной способностью ошибаться, иногда видят в предметах то, чего другие не замечают, говорит о субъективности наших зрительных ощущений и об их относительности. Мои исследования и практическая работа по созданию собственных иллюзий полностью подтвердили выдвинутую гипотезу: не всегда то, что мы видим, на самом деле является таковым.

В этой работе было выяснено, что учащиеся разного возраста склонны к иллюзиям. Изучив литературу по данной теме, проведя ряд экспериментов по выявлению процента детей, поддающихся иллюзиям, и,выполнив практическую работу по созданию собственных иллюзий геометрических фигур, я пришла к следующим выводам:

Глаз любого человека видит мир одинаково, но восприятие увиденного - это процесс мышления человека. Поэтому каждый человек воспринимает мир по-своему. И надо уважать мнение каждого.

Образное мышление, воображение можно развивать, используя в различные иллюзорные картины или создавая их самим. Это даст возможность увидеть всю многогранность окружающего нас мира. Также это разнообразит наш досуг.

Не стоит забывать, что оптические иллюзии сопровождают нас в течение всей жизни. Поэтому знание основных видов, причин и возможных последствий их воздействия на человека необходим. Это поможет анализировать получаемую картинку, понимать, когда глаза нас обманывают, а когда изображение полностью реально.

Тема иллюзий очень интересна и она может стать продолжением еще многих исследований и не только в математике.

И если, глядя на картину, мы видим разное, то, что можно сказать о лучшей и очень сложной картине - человеке???

Библиографическая ссылка

Костюкова Л.Ю. ИЛЛЮЗИИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ФИГУР // Международный школьный научный вестник. – 2018. – № 5-3. – С. 408-421;
URL: http://school-herald.ru/ru/article/view?id=685 (дата обращения: 03.03.2019).

Обман зрения - картинки иллюзии с пояснениями

Не относитесь серьезно к оптическим иллюзиям, пытаясь понять и разгадать их, просто так работает наше зрение. Так человеческий мозг обрабатывает видимый свет отраженный картинок.
Необычные формы и сочетания этих картинок позволяют добиться обманчивого восприятия, в результате которого кажется, что предмет движется, меняет цвет или возникает дополнительная картинка.
Все изображения сопровождаются пояснениями: как и сколько нужно смотреть на картинку, чтобы увидеть то, чего нет на самом деле.

Для начала, одна из самых обсуждаемых иллюзий в сети - 12 чёрных точек. Фишка в том, что вы не можете увидеть их одновременно. Научное объяснение этому феномену обнаружено немецким физиологом Людимаром Германом в 1870 году. Человеческий глаз перестает видеть полную картину из-за латерального торможения в сетчатке.

Эти фигуры движутся с одинаковой скоростью, но наше зрение говорит нам об обратном. На первой гифке четыре фигуры движутся одновременно пока они примыкают друг к другу. После разъединения возникает иллюзия, что они движутся по черно белым полоскам независимо друг от друга. После исчезновения зебры на второй картинке можно убедится в синхронности перемещения желтого и синего прямоугольников.

Внимательно смотрите на черную точку в центре фото пока таймер отсчитывает 15 секунд, после чего черно белое изображение станет цветным, то есть трава зеленой, небо голубым и так далее. Но если вы не будете пялиться в эту точку (чтобы себя развеселить), то картинка останется черно белой.

Не отрываясь смотрите на крестик и вы увидите, как по фиолетовым кружкам побежит зеленое пятно, а потом они совсем исчезнут.

Если долго смотреть на зеленую точку, то желтые точки исчезнут.

Пристально смотрите на черную точку и серая полоса внезапно станет синей.

Если разрезать плитку шоколада 5 на 5 и переставить все куски в показанном порядке, то появится лишний кусочек шоколада. Проделайте этот трюк с обычной шоколадкой и она никогда не закончится. (Шутка).

Из этой же серии.

Сосчитайте футболистов. Теперь подождите 10 секунд. Упс! Части картинки всё те же, но куда-то исчез один футболист!

Чередование черных и белых квадратиков в составе четырех кругов создает иллюзию спирали.

Если смотреть в середину этой анимационной картинки, то пойдете по коридору быстрее, если перевести взгляд вправо или влево, то медленней.

На белом фоне серая полоса выглядит однородной, но стоит белому фону смениться, как серая полоса сразу приобретает множество оттенков.

Лёгким движением руки вращающийся квадрат превращается в хаотично движущиеся линии.

Анимация получается в результате накладывания на рисунок черной сетки. На наших глазах статичные предметы начинают двигаться. Даже кошка реагирует на это движение.

Если смотреть на крестик в центре картинки, то периферическое зрение превратит звездные лица голливудских актеров в уродов.

Две картинки Пизанской башни. На первый взгляд кажется, что башня справа наклоняется больше, чем башня слева, однако на самом деле обе эти картинки одинаковые. Причина кроется в том, что визуальная система человека рассматривает два изображения как часть единственной сцены. Поэтому нам кажется, что обе фотографии не симметричны.

В какую сторону едет поезд в метро?

Вот так простым изменением цвета можно добиться того, что картинка оживёт.

Смотрим ровно 30 секунд не моргая, затем переводим взгляд на чье-нибудь лицо, предмет или на другую картинку.

Разминка для глаз… или для мозга. После перестановки частей треугольника, внезапно, появляется свободное место.
Ответ прост: на самом деле фигура не является треугольником, «гипотенуза» нижнего треугольника представляет собой ломаную линию. Это можно определить по клеткам.

На первый взгляд кажется, что все линии изогнуты, однако на самом деле они параллельны. Иллюзия была обнаружена Р. Грегори в кафе Wall (Стена) в Бристоле. Поэтому этот парадокс называется "Стена в кафе".

Смотрите тридцать секунд на середину картинки, после чего переместите взгляд на потолок или белую стену и поморгайте. Кого вы увидели?

Оптический эффект, создающий у зрителя ложное представление о том, как стоит стул. Иллюзия обусловлена оригинальной конструкцией стула.

Английское NO (НЕТ) превращается в YES (ДА) с помощью изогнутых букв.

Каждый из этих кругов вращается против часовой стрелки, но если зафиксировать взгляд на одном из них, то будет казаться, что второй круг вращается по часовой стрелке.

3 D рисунок на асфальте

В какую сторону вращается колесо обозрения? Если посмотреть налево, то по часовой стрелке, если налево, то против часовой стрелки. Возможно у вас будет наоборот.

В это трудно поверить, но квадраты в центре неподвижны.

Обе сигареты, на самом деле, одинакового размера. Просто наложите на монитор две линейки к сигаретам сверху и снизу. Линейки будут параллельны.

Аналогичная иллюзия. Конечно же, эти сферы одинаковы!

Капельки колышутся и “плывут”, хотя на самом деле они остаются на своих местах, а движутся только колонны на заднем фоне.

Петрова Оксана

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Почему совершаются ошибки в оценке и сравнении между собой длин отрезком, величин углов, в восприятии формы предметов и т.д. совершаемые наблюдателем при определенных условиях. Актуальность

Объяснение зрительной иллюзии с точки зрения геометрии и провести социальные исследования. Цель

1 Изучить теоретический материал по данной теме. 2 показать применение использования иллюзий в искусстве, в математике, в реальной жизни. 3 Провести исследование, показывающее ограниченность способности наших глаз Задачи

Иллюзии Чертежи Предмет исследования Объект исследования Гипотеза Если наше восприятие обманчиво, то самые простые вещи, если к ним присмотреться, таят в себе самые неожиданные открытия. Зрительные иллюзии можно объяснить с помощью законов геометрии.

1 Изучение 3 анализ, обобщение Методы исследования 2 поиск 4 синтез, классификация

Разновидности иллюзий

Оптические иллюзии Оптические иллюзии – это, попросту говоря оптический обман нашего мозга. Когда наш глаз получает картинку – включается огромное количество процессов в нашем мозге.

Оптические иллюзии

Рассмотрим фигуру составленную из ромбов и треугольников. Правда ли, что ширина меньше, чем высота? Вывод: Тем не менее, они одинаковы, и если мы соединим вершины острых углов, то получим квадрат.

Иллюзия движения Восприятие движения – очень сложный процесс, природа которого еще не вполне выяснена. Если предмет объективно движется в пространстве, то мы воспринимаем его движение вследствие того, что он выходит из области наилучшего видения и этим заставляет нас передвигать глаза или голову, чтобы вновь фиксировать на нем взгляд.

иллюзии движения, на использовании которых основан принцип кинематографа. Смотрите в центр картинки (справа). Появится мерцание фиолетовых и синих колец. Некоторые замечают ещё и циркулярное вращение. А на картинке слева пристально смотрите на шар в центре. Кажется, что узор на нём движется из стороны в сторону. Не отрывая взгляда от центра круга, подвигайте головой. Возникла иллюзия, что узор вокруг шара сдвигается.

Вертикально-горизонтальная иллюзия. Вертикальная линия воспринимается как более длинная. Если же на рисунок одним глазом, то эффект несколько уменьшается. Ощущение вертикального и горизонтального направлений зависит не только от зрительных впечатлений, ног и от стереотипов, сформировавшихся в мозгу человека

Вертикально-горизонтальная иллюзия. Учащимся было предложено определить «на глаз» какая из линий длиннее: вертикальная или горизонтальна. Вертикальная длина Одинаковые по длине Я знаю этот эффект Всего 18 (75%) 4 (18%) 2 (7%) 24 (100%)

Иллюзия Франца Мюллера-Лайера. Стрелки на концах отрезков создают иллюзию искажения длины, поэтому одинаковые отрезки воспринимаются как неодинаковые. Но на самом деле отрезки равны.

Дети (20) Взрослые (10) Всего (30) Отрезки равны 4 (20%) 4 (40%) 8 (27%) Голубой отрезок больше 16 (80%) 6 (60%) 22 (73%) Иллюзия Мюллера-Лайера В ерно определили 20% детей и 40% взрослых.

Иллюзия Поггендорфа. Удивительное впечатление производит картинка с двумя параллельными пересекаемыми наклонной прямой. Если правую линию продолжить, то она пересечётся левой в её верхнем конце. Кажущаяся точка пересечения находится несколько правее.

Продолжением прямой А Продолжением прямой В Между прямыми А и В Всего 3 (17%) 4 (23%) 10 (60%) 17(100%) Иллюзия Поггендорфа Учащимся был задан вопрос: «Продолжением какой прямой является прямая С?»

Иллюзия параллелограмов. Поразительную иллюзию создают углы – тупой и острый; диагонали АВ и АС двух параллелограмов равны, хотя диагональ АС кажется гораздо короче.

Иллюзия параллелограммов

Невозможные плитки. Сколько плиток изображено на картинке ниже? Если смотреть слева, то четыре. Если смотреть справа, то три.

Площадь двух треугольников На картинке ниже вы видите 2 треугольника. Треугольники состоят из четырех фигур. Площадь фигур, из которых состоят треугольники, одинакова. Что у верхнего, что у нижнего (можете вырезать из бумаги и проверить). Что будет если фигуры немного перемешать?

Иллюзия покосившихся квадратов. Очень интересный оптический фокус. Глядя на эту картинку, наш мозг уверяет нас в том, что синие квадраты в центре этой картинки, немного перекосило, и их то и дело клонит на бок. Но расфокусировав взгляд или просто немного отойдя от картинки компьютера, я понимаю, что это правильные четырёхугольники, и что это всего лишь иллюзия.

Эффект персептивной готовности Если посмотреть на картинку ниже, то непонятно сразу какой символ изображён в центре. Данный пример наглядно демонстрирует так называемый эффект персептивной готовности. Суть его заключается в том, что в зависимости от того, откуда вы начали читать, вы готовы увидеть разные символы. Если сверху вниз, то число 13. Если слева направо, то букву “В”.

Рельефное изображение. Мозг, воспринимая предмет, искажает видимое нами рельефное изображение. Примером тому служит приводимый рисунок: куб то кажется видимым сверху, то сбоку; раскрытая книга то кажется изображенной корешком к нам, то корешком от нас. Это происходит как по нашему желанию, так и непроизвольно и иногда даже наперекор нашему желанию. Дело в том, что любое изображение может быть истолковано разными способами, однако зрительная система человека отдает предпочтение наиболее привычной и вероятной интерпретации.

Невозможные фигуры. Фигуры, не существующие в природе, но, существующие в нашем воображении Анализ предложенного объяснения оптико-геометрических иллюзий показывает, что, во-первых, все параметры зрительного образа взаимосвязаны, благодаря чему и возникает целостное восприятие, воссоздается адекватная картина внешнего мира. Во-вторых, на восприятие влияют сформированные повседневным опытом стереотипы. Примером того, как можно разрушить целостный образ объекта, служат так называемые "невозможные", противоречивые фигуры, например, невозможный трезубец Нормана Минго и невозможная лестница Пенроуза

Иллюзия глазами художников Н Некоторые художники изменяют логику изображений пространства, получая различные иллюзии. Под "логикой" пространства мы понимаем те отношения между физическими объектами, которые обычны для реального мира, и при нарушении которых возникают визуальные парадоксы, называемые еще оптическими иллюзиями. Большинство художников, экспериментирующие с логикой пространства, изменяют эти отношения между объектами, основываясь на своей интуиции, как, например, Пикассо. Прекрасный горный пейзаж. Поверните картинку вправо: теперь перед вами молящиеся мать и сын. Перевертыш «Малыш и дедуля»

Задачи. Иллюзия Селфриджа. Если вы хоть немного знакомы с английским языком, то для вас не составит особого труда прочитать название домашнего животного на картинке ниже. Как видно из названия, первым этот обман зрения описал Селфридж (Selfridge , 1955). Суть его заключается в том, что в зависимости от контекста один и тот же символ воспринимается как “Н” или как “А”? Ответ: посмотрите внимательно, ведь на картинке написана абракадабра THE CHT, а не THE CAT.

Иллюзия с ведром. Равны ли внутренний круг на крышке ведра и круг, образующий дно ведра? Ответ: внутренний круг на крышке ведра кажется меньше круга, образующего дно ведра. Однако эти круги равны, при этом трудно отделаться от мысли, что нижний больше верхнего. Присутствие наружного окаймляющего овала создаёт иллюзию, будто заключённый в нём овал меньше нижнего. Какой отрезок больше: АВ или CD ? Ответ: они равны.

Иллюзия в реальной жизни. Оптические иллюзии на дороге. Зрительные иллюзии в одежде. Женщина справа кажется стройнее. Вертикальные полосы удлиняют стены комнаты и она кажется выше Водитель видит нарисованные объекты и думает, что на дороге есть барьер, он снижает скорость, чтобы переехать через него, хотя на самом деле это абсолютно ровная поверхность.

Рассмотрим задачу построения перспективного изображения фигуры На рисунке показано, как получается изображение произвольной точки М плоскости α (цифры 1-4 указывают порядок проведения прямых). Если точка К не лежит в предметной плоскости, то сначала из нее опускают перпендикуляр на α (на рис. это отрезок КМ), затем для его основания (точки М) выполняют построения 1-3. Наконец, проводят прямую КО, пересечение которой с плоскостью π и есть изображение точки К.

Сравним относительные размеры нескольких находящихся в поле зрения предметов. Если предметы удалены от глаз на одно и то же расстояние и расположены достаточно близко друг к другу, их сравнить легко. В этом случае мы редко ошибаемся в своей оценке: более высокий предмет виден под большим углом, поэтому и кажется выше. Усложним задачу. Расположим предметы на разном расстоянии от глаза, в том числе предметы разного размера. Тогда их видимые размеры кажутся одинаковыми.

Вывод. А это означает, что независимо от формы предметов, наблюдаемое явление должно описываться «на языке математики» одним и тем же законом, в котором ключевую роль играют, вероятно, такие параметры, как линейный размер и расстояние до предмета.

Определить высоту столба (вышки, дерева и т. п,) Отойдем от столба на расстояние, на котором больший палец вытянутой вперед руки закроет его полностью,(то есть их видимые размеры станут одинаковыми), подсчитав при этом число сделанных шагов. Для взрослого человека среднее расстояние от глаза до большого пальца вытянутой руки составляет 60 см, длина самого пальца - 7 см, а длина шага - 65 см. По этим данным легко вычислить примерную высоту столба. Аналогично определяется расстояние до недоступного объекта по его известной высоте. Отметим, что описанн ый способ надежен для оценки сравнительно близких расстояний до нескольких сотен метров; чем меньше предмет и чем дальше он находится, тем выше погрешность измерений.

Вывод: С позиции геометрии, во всех приведенных примерах мы имеем дело с подобными фигурами или соответствующими отрезками, а именно высотами, различных по форме фигур; более того, в каждом случае мы сталкиваемся с преобразованием гомотетии, центр которой совпадает с глазом наблюдателя. Поэтому можно утверждать, что если два предмета видны под одним углом зрения, то их линейные размеры отличаются во столько же раз, во сколько раз отличаются расстояния до предмета):

Рассмотрим две «убегающие» от нас параллельные линии (трамвайные или железнодорожные). Они кажутся сходящимися в некоторой точке горизонта. При этом сама точка представляется нам бесконечно удаленной и недосягаемой. Зрение словно пытается убедить нас в том, что вопреки законам геометрии параллельные прямые пересекаются. Доказательство: эта иллюзия объясняется рассмотренной нами выше особенностью зрительного восприятия. Существует предельное значение угла зрения - наименьшее значение, при котором глаз способен видеть раздельно две точки.

Вывод: Существует предельное значение угла зрения - наименьшее значение, при котором глаз способен видеть раздельно две точки.

Социальные исследования. Эксперимент №2 При восприятии фигуры и фона мы склонны видеть, прежде всего, пятна меньшей площади, а также пятна более яркие “выступающие”, причем чаще всего фон нам кажется лежащим дальше от нас, за фигурой. Чем больше контраст яркости, тем лучше заметен объект и тем отчетливее видны его контур и форма. Мы решили провести эксперимент и проверить этот вывод. Мы показали опрашиваемым следующий рисунок и попросили сказать, что они видят. Предполагалось, что на рисунке большинство увидят в первую очередь вазу, а затем два силуэта, согласно теории. Ваза Рубина В ходе эксперимента наше предположение не оправдалось, что видно из таблицы: Восприятие фигуры и фона

Дети (20) Взрослые (10) Всего (30) Увидели вазу 10 (50%) 2 (20%) 12 (40%) Увидели лица 8 (40%) 4 (40%) 12 (40%) Увидели вазу и лица 2 (10%) 4 (40%) 6 (20%) Восприятие фигуры и фона Если рассмотреть детей отдельно от взрослых, то получается следующая картина, что вазу не увидели 8 человек (40%) обучающихся и 4 человека (40%) врослых.

Эксперимент №4 . "Невозможная" лестница Пенроуза. Дети (20) Взрослые (10) Всего (30) Движется 11 (55%) 8 (80%) 19 (63%) Стоит - 7 (35%) 2 (10%) 1 (10%) 1 (10%) 8 (27%) 3 (10%) на восприятие взрослых сформированные повседневным опытом стереотипы влияют в большей мере, чем на детей

Заключение Начиная изучать геометрическую иллюзию Я задала себе Такой вопрос:всегда ли мы можем доверять нашему зрению? Оказывается, нет! Учёные придумали и построили много обманчивых картинок, наглядно демонстрирующих, сколь ограничены возможности наших глаз. В ходе своей работы Я поняла, что Геометрические иллюзии создают богатые возможности для художников, фотографов, модельеров. Однако инженерам и математикам приходится быть осторожными с чертежами и подкреплять ”очевидное” точными расчётами.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
«ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ИЛЮЗИИ»

I . Введение ……………………………………………………………………………….2

II . Основная часть

2.1 Зрительные иллюзии………………………………………………………………...3

2.2 Причины возникновения зрительной иллюзии……………………………….….. 3

2.3 Оптико-геометрические иллюзии………………………………………………..…4

2.4 Иллюзии в окружающем мире……………………………………………………...8

2.5 Анкетирование…………………………………………………………………… .. 9

III . Заключение………………………………………………………………………….. 9

IV . Список используемой литературы…………………………………………………10

V . Приложение…………………………………………………………………..……..11

I . Введение

На уроках геометрии, приступая к решению задачи, мы, как правило, первым делом строим чертёж, опираясь на свое зрительное восприятие. Но такой подход к решению задачи часто приводит к ошибочным выводам, а значит к неверному решению. Мы привыкли доверять собственному зрению, однако оно нередко обманывает нас, показывая то, чего в действительности не существует. В такие моменты мы сталкиваемся со зрительными иллюзиями - ошибками зрительного восприятия.

Почему так происходит? Почему один и тот же предмет, видимый невооруженным глазом, вблизи кажется крупнее, чем когда мы смотрим на него издалека? Почему, чтобы разглядеть детали висящей на стене картины, мы подходим к ней ближе? Почему "убегающие" вдаль параллельные рельсы кажутся пересекающимися в воображаемой точке?

Ответы на эти и другие "почему" мы постарались найти в нашей работе.

Объектом нашего исследования являются оптико-геометрические иллюзии, а предметом – изучение причин иллюзий.

Цель работы:

объяснить причины возникновения зрительных иллюзий с точки зрения геометрии

Гипотеза. Зрительные иллюзии можно объяснить с помощью законов геометрии.

Задачи исследования:

изучить теоретический материал по данному вопросу ;

рассмотреть примеры использования геометрических иллюзий.

провести исследования, связанные с геометрическими и зрительными иллюзиями, объяснить и доказать их с точки зрения геометрии.

Методы исследования: изучение литературы, сопоставление существенных признаков, доказательство, анализ, сравнение, обобщение.

В настоящее время люди не только поражаются обманам зрения и забавляются зрительными иллюзиями, но и сознательно используют их в своей практической деятельности. Иллюзии применяются в архитектуре, изобразительном, цирковом искусстве, кинематографии и даже в военном деле. Множество иллюзий мы могли наблюдать на представлении, посвященном открытию олимпиады в Сочи 2014. Поэтому считаем, что данная тема актуальна

II . Основная часть

2.1 Зрительные иллюзии

Человек воспринимает большую часть информации об окружающем мире благодаря зрению. Когда наш мозг получает очередную картинку, она подвергается всестороннему анализу. В некоторых случаях результаты анализа оказываются неточны или не могут охватить все смысловые нагрузки данной картинки.

Слово «иллюзия» происходит от латинского illusere – обманывать.

Зрительная иллюзия – ошибка в зрительном восприятии, искажение пространственных соотношений признаков воспринимаемых объектов, ошибка в оценке и сравнении между собой длин отрезков, величин углов, расстояний между предметами, в восприятии формы предметов, совершаемые наблюдателем при определенных условиях.

С давних пор люди пытались изобразить объёмные тела на плоскости так, чтобы их сразу можно и было отличить от плоских, чтобы чувствовалась глубина пространства. Была разработана научная теория перспективы, позволяющая «обмануть зрение». Пути науки и искусства переплетались на протяжении столетий. Геометрия дарила живописи новые изобразительные возможности, обогащала язык живописи, а живопись эпохи Возрождения стимулировала исследования по геометрии.

Виды зрительных иллюзий:

· зрительное искажение;

· иллюзии цвета и контраста;

· восприятие размера;

· иллюзия движения;

· двойственные изображение;

· невозможные фигуры;

· распознавание образа;

· соотношение фигур и фона;

· перевёрнутые картины.

2.2 Причины возникновения зрительной иллюзии

Чаще всего глаз считают похожим на фотоаппарат или телекамеру, проецирующую внешние объекты на сетчатку, которая является светочувствительной поверхностью. Мозг "смотрит" на эту картинку и "видит" все, что нас окружает. Однако не все так просто.

Во-первых, изображение на сетчатке перевернуто.

Во-вторых, из-за несовершенных оптических свойств глаза, таких как абберация, астигматизм и рефракция, картинка на сетчатке расфокусирована или размазана.

В-третьих, глаз совершает постоянные движения: скачки при рассматривании изображений и при зрительном поиске, мелкие непроизвольные колебания при фиксации на объекте, относительно медленные, плавные перемещения при слежении за движущимся объектом. Таким образом, изображение находится в постоянной динамике.

В-четвертых, глаз моргает приблизительно 15 раз в минуту, а это значит, что изображение через каждые 5-6 секунд перестает проецироваться на сетчатку. Так что же "видит" мозг? Поскольку человек обладает бинокулярным зрением, то фактически он видит два размытых, дергающихся и периодически исчезающих изображения, а значит, возникает проблема совмещения информации, поступающей через правый и левый глаз.

Именно из-за особенностей в строении нашего зрительного аппарата и возникают естественные зрительные иллюзии: на поверхности сетчатки, у основания зрительного нерва, есть участок лишенный чувствительных к свету клеток - слепое пятно. Лучи, приходящие в эту зону, не воспринимаются нами. Мы можем «терять» элементы окружающей нас картинки, если они совпадают со слепым пятном.

Таким образом, зрительные иллюзии– это ложные, искаженные образы действительности, возникающие в процессе зрительного восприятия.

2.3 Оптико-геометрические иллюзии

Мы часто видим сходящиеся вдали параллельные линии (полотно железной дороги, шоссе и т. п.). Они кажутся сходящимися в некоторой точке горизонта. Зрение словно пытается убедить нас в том, что вопреки законам геометрии параллельные прямые пересекаются. Это явление называется перспективой.

Эта иллюзия объясняется тем, что объект (шпала), находящийся на различных расстояниях от наблюдателя, виден под разными углами зрения и по мере удаления вдоль параллельных прямых (рельсов) его угловой размер уменьшается, что приводит к видимому уменьшению расстояния между линиями (в данном случае оно определяется величиной шпалы).

Очевидно, когда угол зрения достигает некоторой "критической" величины, глаз перестает различать удаляющийся объект как тело, имеющее размеры, и прямые «сливаются» для него в одну точку.

Существует предельное значение угла зрения - наименьшее значение, при котором глаз способен видеть раздельно две точки.

В своей работе мы рассмотрим некоторые из самых известных оптико-геометрических иллюзий.

Очень многие ошибочные зрительные впечатления обусловлены тем, что воспринимаемые нами фигуры и их части рассматриваются не отдельно, а всегда в некотором соотношении с окружающими их другими фигурами, некоторым фоном или обстановкой.

Иллюзия Мюллера-Лайера или иллюзия величины.

Лучшим из известных примеров является пример, описанный Мюллером и Лайером в 1889 г.: линии равной длины, оканчивающиеся сходящимися или расходящимися клиньями.

Сравнивая две фигуры, из которых одна действительно меньше другой, мы ошибочно воспринимаем все части меньшей фигуры меньшими, а все части большой - большими (“целое больше - больше и его части”). Это хорошо видно, на примере с линейкой: левый отрезок на ней кажется нам больше длиннее правого, хотя на самом деле они равны. Это обуславливается психологическим аспектом восприятия.

А
налогичное происходит и с изображением, на котором линии расходятся, можно воспринимать как угол здания, расположенный дальше от наблюдателя, в то время как рисунок, на котором линии сходятся, воспринимается как угол здания, расположенный ближе.

Ошибки возникают при восприятии фигур в целом и отдельных их частей (линии, углы, отдельные детали).

Иллюзия Эббингауза («Круги Титченера»)

Два круга одинаковых размеров помещены рядом, причём вокруг одного из них находятся круги большего размера, тогда как другой окружён мелкими кружками; при этом первый круг кажется меньше второго.

(окружения частей и их взаимосвязи с другими частями фигуры).

Иллюзия Понцо

Понцо нарисовал два одинаковых отрезка на фоне двух сходящихся линий, наподобие уходящего вдаль железнодорожного полотна. Нижний отрезок кажется крупнее, поскольку мозг интерпретирует сходящиеся линии как перспективу..

Иллюзия Перельмана

На заполненном клетками фоне буквы кажутся наклонными. Но в действительности буквы параллельны друг другу. Несмотря на то, что каждая линия кажется здесь не параллельной, оказалось, что параллельность для них выполняется.

Явление иррадиации

Явление иррадиации состоит в том, что светлые предметы на тёмном фоне кажутся больше свих размеров и как бы захватывают часть тёмного фона. Когда мы рассматриваем светлую поверхность на тёмном фоне, вследствие несовершенства хрусталика как бы раздвигаются границы этой поверхности, и эта поверхность кажется нам больше своих истинных геометрических размеров.

На самом деле они равны.

6) Посмотрим на рисунок. По нему можно судить, что площадь белого круга больше площади чёрного кольца. Выполнив вычисления, мы пришли к выводу, что площади фигур равны. В данном случае иллюзия усиливается специальной раскраской: черные предметы кажутся человеческому глазу меньше белых. Здесь проявляется уже рассмотренная нами иллюзия – иррадиации.

Переоценка вертикальных линий.

Большинство преувеличивают вертикальные линии по сравнению с горизонтальными, и это так же приводит к иллюзиям зрения.

Иллюзии в чертежах

а) Иллюзия Поггендорфа

Удивительное впечатление производит картинка с двумя параллельными пересекаемыми наклонной прямой. Если правую линию продолжить, то она пересечётся левой в её верхнем конце. Кажущаяся точка пересечения находится несколько правее.

б) Иллюзия параллелограмов (Параллелограмм Зендера)

Д
ругая, также хорошо известная иллюзия носит название параллелограмма Зендера. Поразительную иллюзию создают углы – тупой и острый; диагонали АВ и АС двух параллелограмов равны, хотя диагональ АС кажется гораздо короче.

2.4 Иллюзии в окружающем мире

Зная о свойстве чёрного цвета, присущего для иррадиации, скрадывать размеры, дуэлянты в XIX веке предпочитали стреляться именно в чёрной одежде в надежде на то, что противник промахнётся при стрельбе.

Знание и правильное использование свойств зрительных иллюзий позволяет подчеркнуть красоту и совершенство правильной фигуры. Белые предметы на темном фоне зрительно «раздвигают» пространство, расширяя и удлиняя его. Клетчатые, полосатые, заполненные рисунком участки кажутся больше, чем одинаковые с ними по размеру однотонные. (приложение 1)

Если вы собрались делать ремонт, то оптические иллюзии помогут вам в этом. Помещение зрительно можно сузить, углубить, расширить, повысить или понизить. Цвет и фактура основных элементов интерьера, размещение светильников и учёт направления световых потоков позволяют сохранить или откорректировать имеющееся пространство с помощью зрительных иллюзий(приложение 2)

Иллюзии влияют на восприятие архитектурных сооружений (приложение 3) . При взгляде снизу на высокое здание обычно создаётся впечатление, что в верхней части они уже, чем у основания, и немного отклонены назад. Один из приёмов, позволяющих устранить возникающую иллюзию, предложил известный художник и архитектор эпохи Возрождения Джотто ди Бондоне. Когда ему было поручено строительство колокольни при соборе Санта-Мария дель Фьоре во Флоренции, он спроектировал её так, что вверху колокольня значительно шире, чем у основания. Это придало сооружению внушительный и в тоже время величавый вид.

Современные художники используют радиационные приемы и стили в совершенно новом направлении живописи. Так поступил и французский художник Питер Делавье, обернул здание, находящееся на реконструкции, непромокаемым брезентом, на котором изобразил то же самое здание в манере Сальвадора Дали.

Создается полная иллюзия того, что здание тает на парижском солнце, как мороженое(приложение 3)

Помимо этого невозможные фигуры и оптические иллюзии могут использоваться в рекламе (приложение 5).

Идея исследования причин иллюзий, её использование в практической жизни не нова. В научной и публицистической литературе много работ посвящено использованию зрительных иллюзий. Хотелось бы уделить внимание новым направлениям применения обманов зрения.

Оп-арт - художественное направление, возникшее во второй половине ХХ века, основанное на применение в искусстве различных оптических иллюзий. Сторонники оп-арта создают уникальные произведения, которые не имеют ничего общего с окружающей действительностью и зависят от зрительных особенностей восприятия плоских и пространственных фигур.

Интерьерный и ландшафтный дизайн, промышленная графика, реклама, архитектура, сфера развлечений стали ярким подтверждением реализации необычных проектов и форм оп-арта. (приложение 6)

2.5 Анкетирование

Мы провели исследование. Предложили учащимся ответить на вопросы анкеты с целью узнать насколько они знакомы с иллюзиями. Результаты представлены в таблицах (приложение 7).

Большинство учащихся знакомы с иллюзиями, хотя примеров из жизни не привели.

III . Заключение

В процессе работы над темой «Геометрические иллюзии» мы:

изучили много справочной, научно популярной литературы,используя интернет, расширили свои знания по данной теме.

рассмотрели примеры использования геометрических иллюзий.

провели исследования, связанные с оптико-геометрическими и зрительными иллюзиями, попробовали объяснить их с точки зрения геометрии.

Показали, что наши глазомерные оценки геометрических реальных величин зависят от характера и фона изображения. Ошибки, возникающие в результате оптических иллюзий, могут быть серьезными.

Выяснили, что геометрические иллюзии создают богатые возможности для художников, фотографов, модельеров.

И пришли к выводу: в математике при решении задач нельзя опираться только на чертеж, надо все свои высказывания подтверждать свойствами, аксиомами, теоремами.

Наша гипотеза подтвердилась частично.

Можно считать, что поставленные цели достигнуты. Некоторые геометрические иллюзии можно объяснить с точки зрения геометрии. Однако наших накопленных знаний для этого пока недостаточно. Но сколько интересного и неопознанного скрывает ещё эта удивительная тема! Познать и исследовать всё это – наша задача на будущее.

Материалы работы можно использовать на кружке, факультативных занятиях и на классных часах.

IV . Список используемой литературы

1. С. Толанский, «Оптические иллюзии». - М.: Мир, 1967. - С. 128.

2. О. Рутерсвард, «Невозможные фигуры». - М.: Стройиздат, 1990.

3. Н.Ю. Григорьева, « Живая математика», М.2006г

4. Большая электронная энциклопедия Кирилла и Мефодия

5. Детская энциклопедия по математике «Я познаю мир»

6. И.Я Депман., Виленкин Н.Я. За страницами учебника математики. М-1988г.

7. Г.И. Косоуров Не верь глазам своим//Квант-1970.-№10-С. 18-20.

V . Интернет ресурсы

Зрительные иллюзии – это неправильное восприятие окружающей действительности. Глаз «сканирует» изображение, а мозг интерпретирует его иначе, чем то, что на самом деле отображается. В итоге человек видит то, что даже не изображено.

Зрительные и оптические иллюзии – это одно и то же явление. Их история берёт своё начало ещё от древних греков или Леонардо да Винчи. В некотором смысле можно сказать, что изобразительное искусство с этим явлением так или иначе работает.

Большинство оптических искажений основано на запутывании человеческого мозга цветом (например, сетка Германа на иллюстрации слева) или формой.

Большую группу составляют двусмысленные картинки, где можно увидеть сразу два не связанных между собой сюжета.

И только сосредоточив внимание на каких-то конкретных деталях и попеременно переключаясь между ними, можно увидеть несколько различных изображений.

Другие заблуждения основаны на неправильном представлении, неправильной точке зрения или неправильном пространственном восприятии. К визуальным иллюзиям относятся:

• геометрические;
• цветовые и контрастные;
• движущиеся;
• изображения с человеческими лицами;
• взаимодействие фигур и фона;
• восприятие глубины, размера.

Геометрические иллюзии

Как следует из названия, геометрические искажения не соответствуют реальной геометрии изображения, что приводит к их неправильному толкованию. Существует центральная теория, которая делится на категории:

а) размера и направления: опыт, полученный нами, и физиологические процессы, происходящие в результате нашего восприятия, вносят значительный вклад в неверную оценку нами размера и направления.

К указанной нами категории искажений отнести иллюзию Сандера (на иллюстрации выше): кажется, что две диагональные линии в параллелепипедах разные по длине — в правом диагональ меньше, чем в левом. Но на самом деле, они одинаковые.

б) контрастности размера: нам кажется, что круг некоторого заданного размера в кольце более мелких окружностей имеет меньший диаметр, чем точно такая же фигура, рядом с которой расположены окружности гораздо большего диаметра.

На самом деле в центрах одинаковые окружности.

в) угловая: у таких изображений происходит искажение под воздействием угла обзора. Например, «фигура Золлнера». Кажется, что длинные диагональные линии, которые внезапно прерываются короткими отрезками, не параллельны друг другу.

Перемена направления отрезков, расположенных под острым углом к линиям, взывает к пространственному восприятию, и кора головного мозга воспринимает картинку с геометрической точки зрения некорректно.

Что есть реальность, а что иллюзия? Эти вопросы занимали головы мудрецов уже с древних времен и продолжают занимать и в наши дни.

В результате этих размышлений в эпоху Возрождения зародилось целое искусство анаморфных рисунков , создаваемых с определённым подходом, основанным на эффекте оптического искажения.

Этот приём стар как мир, но в последнее время он заинтересовывает всё больше современных художников и находит реализацию в различных проявлениях.

Самой удивительной вещью в этом художественном направлении является то, что рисунки на первый взгляд выглядят совершенно непонятно, деформированно, неправильно, и можно только догадываться, что скрывается в образе.

Единственное, что поможет в этой ситуации разглядеть реальный сюжет, это цилиндр с отражающей поверхностью, который нужно поставить в правильное место.

Взаимодействие фигур и фона

Когда дело доходит до восприятия оптических искажений, нет никаких доказательств, что есть существенные различия между мужчинами и женщинами. Однако, они воспринимаются по-разному в зависимости от того, сколько вам лет.

Маленький ребенок, ещё не испорченный окружающим миром, видит плавающих дельфинов и больше ничего. Для взрослого здесь есть фактор внезапности, ведь то, что вы ожидали увидеть — не то, что на самом деле изображал художник.

Польза для науки

Хотя на первый взгляд такие картинки – ерунда, просто развлечение, но благодаря оптическим искажениям ученые могут наиболее точно понять, как работает человеческий мозг.

Например, повреждение мозга может привести к изменению поведения человека, а наблюдение пациента за визуальныи искажением может помочь врачам определить повреждённую область.

В 2010 году в конкурсе «Illusion Contest» первое место занял Кокити Сугихара, который соорудил бумажную конструкцию с четырьмя наклонными желобами.

Кажется, что шарики нарушают законы гравитации и катятся вверх, но это не так.

Кратковременная галлюцинация

Рассмотрим пример оптического искажения, которое приводит к кратковременной галлюцинации.

Это видео было специально разработано для того, чтобы провоцировать краткосрочную, вызванную естественным путём галлюцинацию. Разверните его на полный экран и поставьте самое высокое разрешение (720p HD) для того, чтобы насладиться максимальным эффектом.

Прочитайте вслух все буквы, которые появляются на экране, и постарайтесь не ошибиться. Когда видео закончится, посмотрите вокруг себя.

Предупреждение : Не смотрите это видео, если вы страдаете светочувствительной эпилепсией.

«Какой квадрат светлее? Какая линия из двух длиннее?» Каждый, кто когда-либо сталкивался с подобными изображениями, знает, что это вопросы с подвохом.

Верхний обведённый квадрат на шахматной доске кажется нам более тёмным, чем нижний. Однако оба квадрата одинакового цвета.

Наш мозг не сравнивает цвета, он анализирует ситуацию.

Обе линии также одинаковой длины. Мы можем их измерить вручную, ведь глаза и мозг отказываются в это верить.

«Наклонённая и сильно наклонённая башни»

Пожалуй, это самая удивительный визуальный обман, потому что она так проста и в то же бросается в глаза.

Верьте или нет, но оба изображения знаменитой Пизанской башни, который вы видите рядом друг с другом, полностью идентичны.

Тем не менее, на картинке справа кажется, что она наклонена сильнее, верно? Мозг предполагает, что линии башен должны сойтись в одной точке согласно правилам перспективы, а так как этого не происходит, он считает их не параллельными.

Кого вы видите на следующем изображении: молодую девушку или парня?

Ричард Рассел, который занимается созданием зрительных иллюзий, обнаружил, что просто изменяя относительный контраст глаз и рта, можно из лица девушки сделать мужское. В остальном обе фотографии идентичны.

Необычная деревня

Город Веркорен в швейцарских Альпах стал «полотном» для оптической иллюзии автора Феличе Варини в реальной жизни.

Если встать в определённой точке, то можно увидеть нарисованные поверх домов круги, а сам город выглядит плоским, как на открытке. С других мест видны лишь обрывки линий и дуги.

Безумные формы

Итак, мы увидели достаточное большое количество картинок зрительной иллюзии различного типа. Изображения-миражи развлекают людей, но также помогают объяснить работу человеческого мозга. С каждым годом появляется всё больше примеров тому феномену, а отдельные образцы становятся хитами интернета.

Напоследок посмотрите ещё одно видео. Даже несмотря на то, что вы поймёте, за счёт чего создаётся эффект 3Д, не мешайте своему мозгу, чтобы он внезапно,«щелк», и погрузился в созидание трёхмерных гаек, которых там на самом деле нет.

Примеры зрительных иллюзий в жизни

Вы наверняка много раз встречали зрительные иллюзии, но не знали, что это они: в школьных заданиях, в тестах при приеме на работу и на различных сайтах в интернете. Рассмотрим самые популярные и интересные виды зрительных иллюзий.

Иллюзии зрительного восприятия

Основная характеристика иллюзий заключается в частичном искажении формы, размера и других параметров объекта. Наверняка, о многих иллюзиях вы узнали еще в школе. Самая популярная: на фоне кривых изображены линии, которые кажутся выпуклыми. На самом деле 2 линии параллельны. В психологии этот эффект называется иллюзией Геринга (или иллюзией веера).

В учебнике по математике можно встретить разновидности этой зрительной иллюзии. На всех фоном выступают линии, расположенные в форме веера. Такие явления относятся к зрительным искажениям. Математический пример — это иллюзия Цельнера. Изображены линии, зачеркнутые небольшими расходящимися отрезками. Кажется, что линии направлены в разные стороны, хотя на самом деле они параллельны. К иллюзиям относятся и многие другие эффекты.

1. Иллюзии восприятия размеров. Какой квадрат больше: белый на черном фоне или черный на белом? Какой предмет больше: окруженный маленькими или большими кругами? Эти загадки тоже есть в учебнике за 2 класс. Ответ и на первый, и на второй вопрос одинаков: они равны. Эти иллюзии основаны на том, что светлое всегда кажется больше. Подобные законы восприятия широко применяются в подборе гардероба и в дизайне интерьеров.
2. Цветовые иллюзии. В интернете часто публикуют яркие картинки с предложением посчитать, сколько на них оттенков. Фигуры расположены и окрашены так, что легко запутаться. Ответ прост: обычно использовано всего 2 цвета.
3. Перевернутые картинки. Еще один популярный вид интернет-развлечений, который вы могли встретить и в учебнике за начальный класс. Портреты старухи и молодой женщины, студента и профессора, солдата и лошади — все это оптико-геометрические иллюзии. Есть разновидность — двойственные изображения. Для того чтобы рассмотреть, их не нужно переворачивать. Отойдите на расстояние и увидите картинки, которые не видны при первом рассмотрении.
4. «Смотрите в течение минуты на это изображение и не моргайте» — пожалуй, каждый из нас хоть раз проходил подобный тест. Такие оптические иллюзии имеют научное название — эффект последействия. Примеры: лампочка, которая «загорается», полосы, меняющие цвет и пр.
5. Двигающиеся картинки. Если смотреть на них несколько секунд не отрываясь, то может показаться, будто они двигаются. Такой эффект создается при помощи геометрических фигур, расположенных определенным образом.

Это основные иллюзии, но их намного больше. Как они возникли? Почему наш глаз может видеть 2 изображения в одном?

Природа зрительных иллюзий

Феномен иллюзий легко объясняется с научной точки зрения. Исследовательская работа на эту тему может быть создана даже школьником. Ответим на вопрос: каково устройство глаза? Иными словами, как мы видим? Свет проходит через зрачок и хрусталик. Затем с помощью сетчатки передается импульс нерву. Мозг считывает этот импульс и воспроизводит зрительный образ. Но этот образ несовершенен: картинка перевернута, размыта и находится в непрерывном движении. Мозгу постоянно приходится соотносить 2 изображения: из левого и правого глаза. Поэтому мозг легко обмануть. Так возникают иллюзии. Существует несколько основных явлений, а иллюзии являются их производными.

1. Иррадиация. Это явление лежит в основе иллюзий восприятия размеров: квадраты и полосы на белом и черных фонах. Из-за особенностей строения хрусталика светлые поверхности кажутся нам больше.
2. Эффект слепого пятна. Слепое пятно — это маленький нечувствительный отрезок в глазе. Поэтому иногда мы не замечаем часть изображений. Этот эффект лежит в основе картинок, в которых исчезает один элемент, если долго смотреть на него одним глазом.
3. Астигматизм — это врожденный дефект зрения, который встречается у 99% людей. Он заключается в неровности роговицы или хрусталика. Если вы будете вращать перед собой изображение черных линий, при этом один глаз будет закрыт, то линии будут размываться и исчезать.
4. Феномен перцептивной готовности. Другое название — иллюзия переработки информации. Наверняка вы замечали, что на восприятие влияют не только объективные, но и субъективные факторы (накопленный жизненный опыт, настроение, природное воздействие и пр.). Примеры этого явления в повседневной жизни можно встретить в работе корректора: он так быстро находит ошибки в тексте, что многим это может показаться чудом.

Феномен зрительных иллюзий был известен еще в древности. Наблюдая за жизнью животного мира, ученые обратили внимание на необычное явление. Некоторые животные обладают врожденной способностью подстраиваться под окружающую среду, сливаться с ней. Например, белая окраска у полярных животных (медведи, совы), песочный цвет шкуры у зверей, обитающих в пустыне (ящерицы, лисицы). Обнаружение этой особенности и положило начало изучению иллюзий. Позже это явление получило научное название — мимикрия. Она может проявляться не только в окрасе, но и в форме тела и даже звуках у животных.

Какова роль иллюзий в повседневной жизни? Современное исследование показывает, что они хорошо влияют на наше здоровье. Во-первых, упражнения отлично тренируют глазные мышцы, улучшают зрение. Во-вторых, они положительно сказываются на нашем внимании.

Кроме того, иллюзии применяются во многих сферах: искусство, мода, дизайн интерьеров.

Применение иллюзий в одежде

Наверняка вы слышали, что горох и белый цвет полнят, а для того чтобы выглядеть визуально стройнее, лучше надевать одежду с вертикальными полосами. Это и есть зрительные иллюзии в одежде. Существует много принципов, способных значительно улучшить внешний вид. Этого возможно достичь, используя иллюзии зрительного восприятия.

1. Одежда с принтом полнит. Это не значит, что необходимо полностью отказаться от таких тканей. Применение этого принципа даст отличный визуальный эффект: скорректирует особенности любого типа фигуры. Например, у вас узкие плечи и небольшая грудь, а бедра полные. В этом случае носите блузы с принтами или декором и однотонные юбки и брюки. Так ваша фигура станет более гармоничной. И наоборот, чтобы визуально сузить верхнюю часть тела, надевайте яркие юбки и однотонные рубашки.
2. Полоска стройнит. Всем известное правило имеет несколько нюансов. Если сами полосы или расстояние между ними большие, то полную фигуру они сделают еще шире. Узкая полоска действительно поможет выглядеть вам стройнее. Существует разновидность этого правила, используемого в моделировании одежды: использование контрастных тканей по вертикали. Если вы наденете платье, которое слева темнее, а справа светлее (или наоборот), то будете выглядеть стройнее и выше.
3. Маленькое уменьшает, а большое увеличивает. Применение этого закона распространено в подборе аксессуаров. Чтобы подчеркнуть изящную шею, выбирайте блузы с большим вырезом. Для маленькой головы больше подойдут широкополые шляпы.
4. Отвлечение. Эта категория заключается в следующем: направьте зрение людей на преимущества вашей фигуры. Например, подчеркните узкую талию ярким ремнем. Наденьте платье с декольте, чтобы выделить эту зону. Это тоже иллюзии зрительного восприятия в одежде. Мы часто используем их в повседневной жизни: собираясь на работу или мероприятие, но редко задумываемся над тем, что применяем обман зрения.
5. Оптикогеометрические иллюзии тоже часто применяются в сфере моды и стиля. Если хотите визуально стать стройнее, то выбирайте платье с постепенно уменьшающимся принтом: как будто картинки уходят в пространство. Так вы будете казаться худее и выше.
6. Замкнутый контур. Человек в одежде с таким контуром кажется стройнее. Например, блуза с длинными рукавами и высокой горловиной сделает вас ниже, а вашу шею короче. Невысоким женщинам следует отдавать предпочтение платьям и рубашкам с глубоким декольте. Водолазки больше подойдут тем, у кого широкие плечи.

Научившись применять оптические иллюзии в одежде, можно каждый день выглядеть по-новому, выгодно подчеркивать достоинства фигуры и скрывать недостатки. А главное — вы начнете относиться к себе по-другому: станете увереннее и счастливее.

Иллюзии в интерьере

Оптико-геометрические иллюзии очень часто применяются дизайнерами для создания интерьеров. Не все могут позволить себе идеальную квартиру. Часто приходится находить компромиссы, пытаться выгодно использовать каждый метр площади. Оптико-геометрические иллюзии могут в этом помочь. Какие из них актуальны для интерьера?

1. Светлое кажется больше. Это распространенное правило известно многим. Смело покупайте светлые обои, если у вас небольшая квартира. Добавить яркость интерьеру можно с помощью аксессуаров. Еще один прием: сделать одну из стен в комнате контрастной. Этот тренд все чаще становится частью современного дизайн-проекта.
2. Полосы удлиняют. Орнамент из вертикальных и горизонтальных полос расширит пространство. В маленьких помещениях лучше не клеить обои в полоску на все стены. Использование небольшого фрагмента будет выглядеть лучше. Линии можно использовать и как яркий элемент, который отвлекает внимание. Картина с уходящим в глубину узором, стена с неровными полосами — эти иллюзии заберут внимание на себя. Так вы скроете недостатки комнаты.
3. 3D обои и 3D полы сейчас на пике популярности. Они оказывают влияние на восприятие пространства. В небольшой комнате наклейте на одну стену фотообои: они сильно увеличат пространство.
4. Иллюзии могут быть основой для дизайна мебели и предметов декора. Невидимые полки, зависший стол — эти предметы являются своеобразным арт-объектом вашего интерьера. Они приковывают взгляд, и недостатки помещения перестают быть заметными.
5. Световые эффекты тоже влияют на наше впечатление от помещения. Например, если в комнате есть громоздкие элементы, подсветка «облегчит» интерьер, придаст ему воздушность.
6. Изображение иллюзий — отличный вариант для того, чтобы создать интересный и необычный интерьер. Картина, постер, ковер, в которых скрыта иллюзия, станут не только украшением комнаты, но и развлечением для гостей. Можно потратить много времени, чтобы разгадать загадку, которую скрывает объект.

Психология подарила нам много способов украсить наши дома. Главное — не увлекайтесь. Пусть в комнате главным будет только один яркий элемент, а остальные — нейтральными. Не забывайте: дом — это место, где хочется отдыхать.

Иллюзии и искусство

Мало кто знает, что иллюзии в искусстве существовали как отдельное направление. В XX веке появился оп-арт, или оптическое искусство. Художники, принадлежавшие этому направлению, использовали в своих работах оптические, пространственные иллюзии и множество других. Мастера видели своей целью заставить работать фантазию человека, представлять необычные образы. Произведения этого направления будто играют с нашим зрением, обманывают его.

Для создания подобных эффектов используются различные материалы: стекло, пластик, ткань. Дезориентирование зрения напрямую влияет на нервную систему человека. Поэтому презентации объектов этого направления часто сопровождались скандалами: посетители могли упасть в обморок, у многих начинала кружиться голова.

Это направление не теряет актуальность до сих пор. Сегодня принципы оп-арта часто используются в рекламе. Можно обнаружить его влияние и в других сферах: фотография, скульптура, графика.

Но задолго до ХХ века художники активно прибегали к зрительным иллюзиям, а иногда делали их основой своего творчества. Итальянский художник Джузеппе Арчимбольдо стал известен благодаря перевернутым картинкам. Он изображал овощи, фрукты, цветы так, чтобы из них получался образ человека. Если картину перевернуть, то мы увидим натюрморт. Часто применяли иллюзии в своем творчестве сюрреалисты. Одни из самых известных: Рене Магритт и Сальвадор Дали. Например, в работе Дали «Исчезающий образ» в зависимости от ракурса будут видны лицо художника или фигура женщины. Неакадемическая геометрия, несуществующие фигуры, превращения — вот не полный список того, что использовал в своем творчестве нидерландский художник Мауриц Эшер.

Современное искусство

Тим Нобл и Сью Вебстер — современные британские мастера. На первый взгляд может показаться, что их инсталляции и презентации не имеют смысла. Но когда на объекты направляется свет, то возникают необычные тени. В музее можно провести много времени, рассматривая их.

Лю Болинь — художник, который не использует привычные материалы. Окружающий мир — вот его холст. Мастер выбирает объект в городской стене (стена, магазин и пр.) и сливается с ней. Делает он это при помощи ассистентов: они закрашивают художника, пока тот много часов стоит неподвижно. Его презентации необычайно популярны в интернете.

В Москве существует несколько Музеев оптических иллюзий: недалеко от Старого Арбата, на ВДНХ, возле ЦДМ. Самый первый (bestmuseum.ru) открылся в 2014 году.