Menu English Ukrainian Rosyjski Strona główna

Bezpłatna biblioteka techniczna dla hobbystów i profesjonalistów Bezpłatna biblioteka techniczna


ILUZJE WIZUALNE (OPTYCZNE)
Złudzenia wizualne (optyczne) / Iluzje, gdy obiekt się porusza

Iluzje, gdy obiekt się porusza. Encyklopedia złudzeń wzrokowych

W czasie wolnym / Złudzenia wizualne (optyczne)

Komentarze do artykułu Komentarze do artykułu

<< Powrót: iluzje portretowe

>> Naprzód: Iluzje widzenia kolorów

Wielki rosyjski fizjolog I. M. Sechenov w kwestii wizualnej percepcji ruchów stał na materialistycznym punkcie widzenia. Napisał: „... w odniesieniu do ruchów, które oko może śledzić, wyobrażone i rzeczywiste pokrywają się ze sobą”. Okazuje się, że gdy obiekt obserwacji się porusza, napotykamy również na szereg złudzeń wzrokowych, które wynikają z pewnych właściwości naszego aparatu wzrokowego.

Nawet Klaudiusz Ptolemeusz (II wiek n.e.) w swojej „Optyce” mówi, że jeśli koło z kolorowym sektorem zostanie wprawione w ruch obrotowy, to całe koło wydaje nam się kolorowe. Oczywiście nawet starożytni wiedzieli, że ogień poruszający się z określoną prędkością po okręgu zamienia się dla nas w ciągły pierścień ognia.

Nasze oko ma zdolność zachowania wrażenia wzrokowego przez ułamek sekundy, mimo że widoczny obiekt już zniknął z pola widzenia.

Wizualne wrażenie światła zajmuje trochę czasu. Jeśli przed okiem przystosowanym do ciemności nagle pojawi się jasno oświetlona powierzchnia, to wrażenie wzrokowe z niej powstaje po około 0,1 sek. Przy mniejszej różnicy w jasności pola adaptacyjnego i wynikającej z tego powierzchni świetlnej czas ten wzrasta do 0,2-0,3 sekundy, przy większej ulega skróceniu. Jednocześnie siła pojawiającego się wrażenia wizualnego początkowo gwałtownie wzrasta – „błysk” wydaje się jaśniejszy niż w rzeczywistości, ale potem stosunkowo szybko „przychodzi” normalne wrażenie jasności. Do tej bezwładności wzroku dodaje się bezwładność układu nerwowego, w którym sygnał z narządów wzroku i sygnał odpowiedzi z narządu ruchu rozchodzą się, aczkolwiek z wielką, ale nie z nieskończoną szybkością. Średnio 0,19 sekundy upływa od momentu podania sygnału o średniej sile do momentu, w którym osoba zareaguje. Dla osób indywidualnych czas ten wynosi od 0,15 do 0,225 sekundy. Kiedy osoba odbiera sygnał jednym okiem, reaguje na ten sygnał wolniej: „opóźnienie” wynosi około 0,015 sekundy.

Dopiero w pierwszej połowie XIX wieku zaczęto wykorzystywać tę cechę wizualnej percepcji poruszających się obiektów. Tak więc w 1825 r. We Francji zbudowano urządzenie, tak zwany „taumatrop” *, czyli kawałek tektury, z jednej strony którego narysowana jest na przykład klatka, az drugiej - ptak ( Ryc. 125).

* (z greckiego: „tauma” – skupienie, „trop” – koło.)

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Ryż. 125. Tego ptaka można zobaczyć siedzącego w klatce

Przy szybkim obrocie i jednoczesnej obserwacji obu stron kartonu ptak będzie wyglądał jak siedzący w klatce. Możesz przymocować kawałek tektury z rysunkami po obu stronach do osi blatu. Ten sam eksperyment można przeprowadzić z kartą, na której po jednej stronie znajduje się galopujący koń, a po drugiej dżokej (ryc. 126). Możliwych jest wiele najróżniejszych wariantów tej zabawki: myśliwy bez zwierzyny iz zwierzyną, dwie oddzielne części tego samego słowa, baletnica oddzielnie od partnera itp.

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Ryż. 126. Jeśli kartonową kartkę z wizerunkiem galopującego konia z jednej strony i dżokeja z drugiej szybko obrócimy na rozwijającej się nici, to zobaczymy dżokeja na koniu (jak pokazano poniżej)

Nawiasem mówiąc, iluzję ptaka przebywającego w klatce można uzyskać w inny sposób. Należy wziąć połowę pocztówki i umieścić ją pionowo między ptakiem a klatką, tak aby cień z pocztówki nie padł na rys. 125, następnie pochyl pocztówkę wraz z rysunkiem do nosa i spójrz jednym okiem na klatkę, a drugim na ptaka. W tym przypadku okazuje się, że ptak poruszył się i wszedł do klatki. Ta iluzja jest wyjaśniona przez połączenie obrazów obiektu w prawym i lewym oku w naszych umysłach w jeden wizualny obraz (efekt stereo).

W 1829 r. belgijski fizyk J. Plateau zbudował instrument, który nazwał „fenakistiskopem” *, składający się (ryc. 127) z tekturowego koła podzielonego na kilka sektorów o tej samej liczbie okien; sektory zawierają obrazy łuparki w kolejnych pozycjach podczas rozłupywania kłody siekierą. Jeśli staniesz przed lustrem i spojrzysz przez okno, gdy koło szybko się obraca, poczujesz się jak łuparka do drewna.

* (Phenakistiscope to zwodnicza wizja.)

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Rys.. 127

Znana jest również spirala Plateau, na której można zaobserwować spójny wzór ruchu. Jeśli krążek ze spiralą (ryc. 128) obróci się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, to po dłuższym unieruchomieniu go okiem mamy wrażenie, że wszystkie gałęzie spirali kurczą się do środka; kiedy spirala obraca się w przeciwnym kierunku, widzimy rozbieżność spiral od środka do obrzeży. Jeśli po długim badaniu poruszającej się spirali spojrzymy na nieruchome obiekty, zobaczymy ich ruch w przeciwnym kierunku. Na przykład, jeśli po dłuższej obserwacji obszaru z okna jadącego pociągu lub wody z okna poruszającego się parowca, przeniesiemy wzrok na nieruchome obiekty wewnątrz wagonu lub parowca, wówczas wyda się nam, że nam, że one też się poruszają, ale w przeciwnym kierunku. Te iluzje są związane z kolejnymi ruchomymi obrazami.

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Rys.. 128

Każdy zna iluzję widzenia, kiedy z okna stojącego pociągu widać, jak rusza pociąg sąsiedni. Masz wrażenie, że Twój pociąg powoli odjeżdża ze stacji. Jesteś już przyzwyczajony do łączenia ruchomych obrazów w swoim umyśle z ruchem.

Patrzysz przez okno z pociągu kurierskiego jadącego z prędkością 60 kilometrów na godzinę. Na zboczach wału rosną czerwone kwiaty i chcesz je poznać: co to są, róże, maki czy dalie? Jednak kwiaty migoczą i nie można ich rozpoznać, mimo że pociąg jedzie tylko 16 metrów na sekundę. Wiadomo, że jaskółka leci z prędkością około 90 m/s i w locie chwyta drobne owady, przelatuje jak strzała przez otwory nieco większe od niej samej. W rezultacie widzi wszystkie otaczające ją przedmioty, a jej wrażenia wzrokowe nie łączą się. Osoba nie może śledzić szczegółów mniej lub bardziej szybkich ruchów. Dlatego czasami dziwne jest dla nas robienie zdjęć idącej osobie itp. Słuszne byłoby stwierdzenie, że rzeczywistość rzeczy, tak jak je postrzegamy naszym wzrokiem, jest dokładniej przekazywana przez dzieła sztuki niż przez fotografię natychmiastową. Po „zabawkach”, takich jak te pokazane na ryc. 125-127, a następnie szereg wynalazków, które pozwalają zobaczyć poruszające się figury, gdy dyski się obracają.

Wszystkie te urządzenia były prekursorami współczesnego kina, aw istocie działanie wszystkich z nich opiera się na zdolności oka do zachowania przez pewien czas efektu świetlnego, który na nim powstaje. Oko wciąż „widzi” to, co już zniknęło przez około 0,1 sekundy. Tak więc we współczesnym kinie przy zmianie 24 klatek na sekundę i gdy okno projektora jest w momencie zmiany klatki zasłonięte specjalnym ekranem (obturatorem), nasze oko nie zauważa tej zmiany i nie dostrzega ruchu taśmy, ale wolniejszy ruch postaci wyświetlanych na ekranie.

Jednoczesny kontrast jasności powierzchni achromatycznych można wygodnie obserwować, oprócz metody pokazanej na ryc. 107, korzystając z tarczy rys. 129.

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Rys.. 129

Jeśli ten dysk zostanie szybko obrócony wokół własnej osi, otrzymamy sześć pierścieni, których jasność zmienia się z białego na krańcach do czarnego w środku dysku.

Obiektywnie pierścienie te będą miały taką samą jasność na całej swojej szerokości promieniowej; subiektywnie, gdzie jakikolwiek pierścień styka się z jaśniejszym, wydaje się zauważalnie ciemniejszy; tam, gdzie dotyka najbliższego ciemniejszego, wydaje się jaśniejszy.

Helmholtz tłumaczy to jako złudzenie naszego osądu, mówi: „Osoba średniego wzrostu obok bardzo wysokiego wydaje się mała, ponieważ w tej chwili wyraźnie widzimy, że są ludzie wyżsi, ale nie widzimy, że są też niższe. Ta sama osoba średniego wzrostu, postawiona obok niskiego, wyda się wysoka”. Oczywiste jest, że doświadczenie cieniowania ciemnej plamy na całej powierzchni dysku podczas jego obrotu wiąże się ze zjawiskiem zachowania wrażenia wzrokowego. Ten sam eksperyment przeprowadza się z kolorowym dyskiem, aby zaobserwować zjawisko mieszania kolorów.

Stosowane obecnie w technice stroboskopowe* metody pomiaru czasu trwania okresów szybko zachodzących procesów opierają się na zasadzie zachowania wrażenia wizualnego przez dziesiąte części sekundy. Na przykład obserwator uzbrojony w szybką migawkę bada przez nią obracający się dysk, a migawka jest uruchamiana właśnie w takim momencie, gdy dysk zajmuje ściśle określoną pozycję. Przy częstotliwości otwarcia migawki większej niż 10 razy na sekundę, pewien sektor dysku lub narysowany na nim promień będzie wydawał się obserwatorowi nieruchomy.

* (z greckiego „strobos” – trąba powietrzna, wirująca.)

Innym sposobem na uzyskanie efektu stroboskopowego jest oświetlenie badanej obracającej się części za pomocą krótkotrwałych błysków światła. Jeżeli częstotliwość powtarzania błysków pokrywa się z liczbą obrotów części na sekundę, a odstęp między błyskami jest mniejszy niż 0,1 sekundy, to w takim przypadku obracająca się część wyda się obserwatorowi nieruchoma.

Telewizja również posługuje się prawem zachowania wrażenia wizualnego. W tym przypadku na luminescencyjnym ekranie kineskopu odbiornika wiązka elektronów z bardzo dużą prędkością „rysuje” obraz oglądanego przez nas obrazu, poruszając się po liniach poziomych i przesuwając się w pionie od linii do linii . W rzeczywistości dokładnie powtarza ruchy innej wiązki elektronów poruszającej się w ten sam sposób po obrazie odbieranym w nadajniku studia telewizyjnego. Ze względu na dużą prędkość wiązki elektronów przemieszczającej się liniami od góry ekranu do jego dolnej granicy, nie zauważamy tego ruchu, lecz postrzegamy cały obraz jako całość. Metoda wiązki elektronów do dekompozycji obrazu przesyłanego na duże odległości została po raz pierwszy zaproponowana w 1907 roku przez rosyjskiego naukowca B. L. Rosinga.

Bardzo interesującą iluzję związaną z pojawieniem się koloru na obracającym się czarno-białym dysku (ryc. 130) zaobserwował w ubiegłym stuleciu Benham i jest ona obecnie wykorzystywana w eksperymentach psychofizjologicznych. Kręcąc tarczą z prędkością 6-10 obrotów na sekundę zgodnie z ruchem wskazówek zegara przy odpowiednio jasnym świetle, zauważymy na tarczy kolorowe pierścienie. Pierścień bardziej oddalony od środka nabiera niebiesko-fioletowego odcienia, po którym następują zielonkawe, żółtawe i czerwonawe pierścienie. Gdy dysk jest obracany w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, kolejność kolorowych pierścieni jest odwrócona. Na obwodowym pierścieniu innego dysku pokazanego na ryc. 131 pojawia się czerwonawy nalot, a wewnątrz jest oczywiście niebieskawy, jeśli ten dysk zostanie wprawiony w ruch obrotowy. Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej niebieskawa powłoka znika, a cały dysk staje się czerwonawy.

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Rys.. 130

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Rys.. 131

Pojawianie się koloru przy zmianie szybkości naprzemiennych czarno-białych pasków przyciąga obecnie uwagę badaczy zajmujących się problematyką telewizji kolorowej. Istniejących wyjaśnień tej iluzji nie można jednak uznać za kompletne i wyczerpujące.

Wiele iluzorycznych ruchów tłumaczy się zarówno zjawiskiem zachowania wrażenia wzrokowego, jak i niektórymi jeszcze niedostatecznie wyjaśnionymi zjawiskami fizjologicznymi zachodzącymi w procesie percepcji wzrokowej (ryc. 132-135).

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Ryż. 132. Wpatrując się w jedno prawe lub jedno lewe czarne kółko i potrząsając obrazem, zobaczymy, że czarne kółko toczy się po rynnie.

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Ryż. 133. Kołysząc tę ​​postać w prawo iw lewo, możesz obserwować ruch oczu na przedstawionych tu twarzach

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Ryż. 134. Kiedy obraz jest obracany, wszystkie pierścienie wydają się obracać. Iluzja oparta jest na zasadzie efektu stroboskopowego.

Złudzenia wizualne (optyczne) / Złudzenia, gdy obiekt się porusza
Ryż. 135. Jeśli oko zostanie umieszczone w miejscu, w którym zbiegają się kontynuacje przedstawionych tu szpilek, a rysunek jest lekko zakołysany, wówczas szpilki wydają się być wbite w arkusz pionowo i kołyszą się.

Znanych jest wiele zjawisk iluzorycznego ruchu, gdy poruszające się obiekty obserwuje się przez szczelinę lub mały otwór w ekranie. Na przykład, jeśli okrągły dysk zostanie przesunięty przed szczelinę w ekranie od strony przeciwnej do obserwatora, to wydaje nam się, że jest to elipsa, przy szybkim ruchu dysku będzie się wydawać, że główna oś elipsa leży pionowo, a przy powolnym ruchu wydaje się pozioma.

Przykłady iluzorycznych ruchów są nam bardzo często spotykane w zwykłych warunkach; przedstawiamy tutaj kilka z nich.

Tak więc z okna szybko jadącego pociągu widzimy, że wszystkie obiekty otaczającego go krajobrazu poruszają się. Obserwując księżyc w pochmurną noc, widzimy, że porusza się on szybko w stosunku do nieruchomych chmur. „Nad polami, ale nad czystym księżycem leci jak ptak…” - śpiewa rosyjska pieśń ludowa. Chińskie powiedzenie jest całkowicie prawdziwe: „Spójrz przez poręcz mostu, a zobaczysz, jak most unosi się na stojącej wodzie”. Wydaje nam się, że szprychy szybko poruszającego się roweru są połączone; oscylująca struna wydaje nam się rozmyta między ustalonymi węzłami itp.

W niektórych starych podręcznikach fizyki zdolność oka do zachowywania obrazu przez pewien czas była uważana za jedną z wad naszego narządu wzroku. Jednak mając na uwadze tę „wadę”, człowiek stworzył formy sztuki tak potężne i dostępne, jak kino i telewizja.

Autor: Artamonov I.D.

<< Powrót: iluzje portretowe

>> Naprzód: Iluzje widzenia kolorów

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Poprawa wydajności ogniw słonecznych z kropką kwantową PbS 14.06.2024

Najnowsze badania nad technologią słoneczną stanowią znaczący przełom w poprawie wydajności ogniw słonecznych z kropką kwantową PbS. Metoda ta, oparta na wykorzystaniu światła pulsacyjnego, stwarza szansę na uproszczenie produkcji i poszerzenie zastosowań tych ogniw. Zespół badawczy z Instytutu Nauki i Technologii Daegu Gyeongbuk opracował innowacyjną metodę wykorzystującą światło pulsacyjne do poprawy przewodności elektrycznej ogniw słonecznych PbS. Metoda ta może znacznie skrócić czas przetwarzania wymagany do osiągnięcia podobnych wyników. Ogniwa słoneczne z kropkami kwantowymi PbS mają znaczny potencjał w technologii słonecznej ze względu na ich właściwości fotowoltaiczne. Jednak powstawanie defektów na ich powierzchni może obniżyć ich wydajność. Nowa metoda pomaga zapobiegać powstawaniu defektów i poprawiać przewodność elektryczną. Aby zakończyć proces, użyj silnego światła ... >>

Powerbank magnetyczny 5000mAh 14.06.2024

Huawei wprowadza na rynek wygodną i wielofunkcyjną ładowarkę - Huawei SuperCharge All-in-One Magnetic Power Bank. Ta magnetyczna bateria pozwala szybko i wygodnie naładować telefon Huawei w dowolnym miejscu i czasie. Dzięki grubości zaledwie 11,26 mm i wadze 141 gramów ten przenośny power bank z łatwością mieści się w kieszeni lub torbie, dzięki czemu idealnie nadaje się do podróży i codziennego użytku. Pomimo niewielkich rozmiarów, bateria ta zapewnia wystarczającą moc, aby naładować telefon w podróży. Nowy produkt obsługuje ładowanie przewodowe o mocy 25 W oraz ładowanie bezprzewodowe do 15 W (a po podłączeniu do adaptera do 30 W), zapewniając szybkie ładowanie zarówno samego powerbanku, jak i innych urządzeń. Bateria jest kompatybilna z różnymi protokołami szybkiego ładowania, takimi jak SCP, UFCS i PD, dzięki czemu idealnie nadaje się do szerokiej gamy urządzeń. Power bank jest także kompatybilny z telefonami Huawei obsługującymi ładowanie bezprzewodowe. ... >>

Zmiany w mózgu ojca po urodzeniu dziecka 13.06.2024

Niedawne badanie przeprowadzone przez naukowców z Instytutu Nauk Fizycznych Hefei Chińskiej Akademii Nauk wykazało interesujące zmiany w mózgach mężczyzn po zostaniu ojcami. Zmiany te wiązały się z zaangażowaniem w opiekę nad dziećmi, problemami ze snem i objawami zdrowia psychicznego. Naukowcy odkryli, że mężczyźni, którzy zostali ojcami, po porodzie doświadczyli utraty objętości mózgu. Ta utrata objętości była związana z większym zaangażowaniem w rodzicielstwo, problemami ze snem i objawami zdrowia psychicznego. Naukowcy odkryli znaczące zmiany w mózgach mężczyzn pomiędzy okresem prenatalnym i poporodowym. W szczególności nastąpiła utrata objętości istoty szarej, szczególnie w częściach mózgu odpowiedzialnych za wyższe funkcje, takie jak język, pamięć, rozwiązywanie problemów i podejmowanie decyzji. Mężczyźni, którzy poświęcali więcej uwagi swoim dzieciom i spędzali z nimi więcej czasu, tracili więcej istoty szarej w mózgach. Odbiło się to również na ich zdrowiu psychicznym ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Lustra na orbicie zapewnią całodobową pracę ziemskich elektrowni 26.01.2024

Badania naukowe prowadzone na Uniwersytecie w Glasgow dają nowe spojrzenie na wykorzystanie energii słonecznej. Pomysł polega na umieszczeniu na orbicie okołoziemskiej układu luster, które będą zbierać światło słoneczne i kierować je do paneli słonecznych na Ziemi, zapewniając stały przepływ energii nawet w nocy.

Z obliczeń szkockich naukowców wynika, że ​​jedno lustro zainstalowane na orbitującym satelicie jest w stanie oświetlić obszar paneli słonecznych o powierzchni 17 kilometrów kwadratowych w ciągu 10 minut, co daje wzrost energii o 34-36 megawatów.

Proponuje się umieszczenie satelitów z lustrami na orbicie synchronicznej ze Słońcem na wysokości 900 kilometrów. Sześciokątne lustra o łącznej powierzchni 162,380 XNUMX metrów kwadratowych będą zbierać światło słoneczne i kierować je na Ziemię, dostosowując swoje położenie w zależności od położenia słońca. To zaawansowane podejście umożliwi satelitom oświetlanie układów paneli słonecznych, zasilając duże elektrownie nawet w nocy.

Pięć z tych satelitów z lustrami będzie mogło zasilać w nocy i o świcie 13 dużych elektrowni słonecznych w różnych krajach, osiągając łączną moc do 284 megawatów.

Odbite światło z kosmosu będzie prawie niewykrywalne na Ziemi, z wyjątkiem obszarów paneli słonecznych, i nie będzie miało wpływu na obserwacje kosmiczne.

Koncepcja wykorzystania zwierciadeł na orbicie do ciągłego pozyskiwania energii słonecznej stanowi nowy krok w rozwoju odnawialnych źródeł energii. Technologia ta otwiera nowe perspektywy efektywnego wykorzystania energii słonecznej o każdej porze dnia, zapewniając zrównoważone i stałe dostawy energii dla ziemskich elektrowni.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Trzymaj psa - rzadziej choruj

▪ Żywność z owadów stworzy bezodpadowe rolnictwo

▪ Profilometria skóry

▪ Wyjście z telefonu komórkowego do drukarki

▪ Wolne rodniki przedłużają życie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

 

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Systemy akustyczne. Wybór artykułów

▪ artykuł I przyszedł, plebejusz nieznany! Popularne wyrażenie

▪ artykuł Kto okradł faraonów? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Elektryk do rozdzielnic. Opis pracy

▪ artykuł Co to jest DDX (Direct Digital Amplification)? Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Rozrusznik elektryczny do samochodu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Imię i nazwisko:


Email opcjonalny):


komentarz:





Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024