V школьная научно-практическая конференция "На перекрестке наук"

муниципальное общеобразовательное учреждение

Снежногорская средняя общеобразовательная школа

В мире иллюзий

Выполнили: Тембо Валя,                                                                 ученица 9 класса  МОУ Снежногорской СОШ

Руководитель: Максиян Ольга Валерьевна,

                          учитель математики    

Январь 2015 г

Оглавление

Введение

Цель исследования:изучение видов иллюзий.

Задачи исследования:

• Собрать информацию о видах иллюзии.
• Классифицировать иллюзии по видам.
• Показать применение иллюзий в жизни.
• Изготовить сборник фотографий с иллюзиями.

Методы исследования:

• Анализ специальной литературы.
• Анализ фотографий и картинок с иллюзиями.
• Сравнение, классификация по видам.

Актуальность

Тема моей работы «В мире иллюзий». Я считаю эту тему актуальной, потому что на уроках геометрии мы часто сталкиваемся с такой проблемой: при решении задач  некоторые ученики иногда опираются лишь на чертеж, на свое зрительное восприятие и тогда  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. Ученые и художники создали немало обманчивых картинок, наглядно демонстрирующих, сколь ограничены возможности человеческого глаза.

Гипотеза:иллюзия - ошибка зрительного восприятия.

1. Литературный обзор

Иллюзия (лат.illusio- обман , заблуждение) , искаженное восприятие или представление действительности. Многие иллюзии восприятия присуще всем людям, другие связаны  с культурой или  возрастом, с индивидуальным опытом и ожиданиями, установками и состоянием психики. Иллюзии восприятия могут быть обусловлены множеством факторов. Среди нихнеобычные или непривычные условия наблюдения. Множество иллюзии восприятия создают механизмы, обеспечивающие контрастность восприятия. Нередко причины иллюзии восприятия остаются неизвестными или являются предметом научных споров. Лучше всего изучены иллюзии оптические. Иллюзии оптические (зрительные иллюзии), типичные случаи резкого несоответствия между зрительным восприятием наблюдаемых объектов и их реальными свойствами. Иллюзии оптические свойственны здоровому зрительному аппарату. Известно более сотни иллюзий оптических. Но общепринятой их классификации нет; убедительных объяснений большей части иллюзий оптических тоже пока не существует.[1]

2. Методика исследования

Предмет исследования: картинки и фотографии с иллюзиями

Объект исследования: виды иллюзий        

В ходе исследования мною были подобраны картинки и фотографии, распределены по видам иллюзий.

Обман зрения

Существует эффект зрительного восприятия, когда наблюдатель сознательно или же непроизвольно даёт не соответствующее действительности объяснение наблюдаемой им картине. Он хорошо известен каждому, кто наблюдал бегущие по небу облака, подчас принимающие форму известных зрительных объектов. Такой же эффект может иметь место при наблюдении картины распределения теней трёхмерных объектов при некоторых их ракурсах по отношению к источникам света. Именно этим объясняются имеющие форму сенсации в средствах массовой информации сообщения о наблюдении на Марсе человеческой головы и т. п.

Вместе с тем объяснение случайно созданного пятна иногда используется психологами для выяснения свойств интеллекта испытуемого, у которого обман зрения вызывается преднамеренно. (Тест по пятну Роршаха). Тест был разработан швейцарским психиатром Германом Роршахом (1884—1922). Роршах обнаружил, что те испытуемые, которые видят правильную симметричную фигуру в бесформенной чернильной кляксе, обычно хорошо понимают реальную ситуацию, способны к самокритике и самоконтролю. Так что специфика восприятия указывает на особенности личности данного индивида.

Иллюзии восприятия цвета

Уже около ста лет известно, что когда на сетчатке глаза возникает изображение, состоящее из светлых и тёмных областей, свет от ярко освещённых участков как бы перетекает на тёмные участки. Это явление называется оптической иррадиацией. Такая иллюзия возникает при наблюдении светлых фигур или объектов на черном фоне и наоборот. Подобная иллюзия возникает из-за несовершенства анализа человеческим головным мозгом информации, полученной от органов зрения.

Восприятие глубины

Иллюзии восприятия глубины — неадекватное отражение воспринимаемого предмета и его свойств. В настоящее время наиболее изученными являются иллюзорные эффекты, наблюдаемые при зрительном восприятии двухмерных контурных изображений. Мозг бессознательно видит рисунки только одновыпуклые (одновогнутые). Восприятие зависит от направления внешнего (реального или подразумеваемого) освещения.

Восприятие размера

Иллюзии часто приводят к совершенно неверным количественным оценкам реальных геометрических величин. Оказывается, что можно ошибиться на 25 % и больше, если глазомерные оценки не проверить линейкой.

Глазомерные оценки геометрических реальных величин очень сильно зависят от характера фона изображения. Это относится к длинам (иллюзия Понцо), площадям, радиусам кривизны. Можно показать также, что сказанное справедливо и в отношении углов, форм и так далее.Понцо нарисовал два одинаковых отрезка на фоне двух сходящихся линий, наподобие уходящего вдаль железнодорожного полотна. Верхний отрезок кажется крупнее, поскольку мозг интерпретирует сходящиеся линии как перспективу (как две параллельные линии, сходящиеся на расстоянии). Поэтому мы думаем, что верхний отрезок расположен дальше, и полагаем, что его размер больше. Кроме сходящихся линий силу эффекту добавляет уменьшающееся расстояние между промежуточными горизонтальными отрезками.

Перевёртыши

Перевёртыш — вид оптической иллюзии, в которой от направления взгляда зависит характер воспринимаемого объекта. Одной из таких иллюзий является «уткозаяц»: изображение может трактоваться и как изображение утки, и как изображение зайца.

Стерео-иллюзии

Стереопары, наложенные на периодическую структуру (Бела Юллеш, Венгрия) позволяют наблюдать стереоизображение так же, как и обычную стереопару. Периодическое изображение облегчает «разведение» глаз (как правило, на бесконечность), что после фокусировки глаз на расстояние несколько десятков сантиметров позволяет увидеть стереоизображение. Метод позволяет частично совмещать изображения стереопары, снимая ограничения на их размер, однако накладывает некоторые ограничения на содержание рисунков и практически рассчитывается с помощью компьютеров. Известны также под названием «автостереограммы».

Параллельная стереопара

Левое изображение предназначено для левого глаза, а правое изображение — для правого. Для рассматривания такой стереопары приходится направления взгляда глаз располагать параллельно, как если бы мы наблюдали очень удалённый объект, что требует специальных усилий при рассматривании стереопар.

Анаглиф

Изображение одного ракурса пропускается через один светофильтр, а изображение другого ракурса — через другой. Просмотр стереоизображения возможен через стереоочки c цветными стеклами, соответствующими по цвету светофильтрам. Поскольку перспектива создаётся величиной отступа между версиями изображения, в глазу имитируется объёмная картинка.

Комната Эймса

Комната, придуманная АдельбертомЭймсом-мл. в 1946 году, представляет собой пример трёхмерной оптической иллюзии. Комната спроектирована таким образом, что при взгляде спереди кажется обычной, с перпендикулярными стенами и потолком. На самом деле, форма комнаты представляет собой трапецию, где дальняя стена расположена под очень острым углом к одной стене и, соответственно, под тупым углом к другой. Правый угол, таким образом, значительно ближе к наблюдателю, чем левый.За счёт иллюзии, усиливаемой соответственно искажёнными шахматными клетками на полу и стенах, человек, стоящий в ближнем углу, выглядит великаном по сравнению со стоящим в дальнем. Когда человек переходит из угла в угол, наблюдателю кажется, что он резко растёт или, наоборот, уменьшается.

Движущиеся иллюзии

Эффект усиливается при наклонах, вращениях, приближении/удалении головы

• Неподвижное изображение кажется движущимся
• При рассматривании одинаковых движущихся мячей, можно увидеть, что они разного размера.
• Одно и то же анимационное изображение может изображать вращающийся объект по часовой, против часовой или попеременно (совершать колебательные движения).

Невозможная фигура — один из видов оптических иллюзий, фигура, кажущаяся на первый взгляд проекцией обычного трёхмерного объекта, при внимательном рассмотрении которой становятся видны противоречивые соединения элементов фигуры. Создаётся иллюзия невозможности существования такой фигуры в трёхмерном пространстве.На самом деле все невозможные фигуры могут существовать в реальном мире. Так, все объекты, нарисованные на бумаге, являются проекциями трёхмерных объектов, следовательно, можно создать такой трёхмерный объект, который при проецированиина плоскость будет выглядеть невозможным. При взгляде на такой объект из определённой точки он также будет выглядеть невозможным, но при обзоре с любой другой точки эффект невозможности будет теряться.

Наиболее известные невозможные фигуры: невозможный треугольник, бесконечная лестница и невозможный трезубец.«Отцом» невозможных фигур является шведский художник Оскар Реутерсвард, который за годы своего творчества нарисовал тысячи таких фигур. Настоящую известность невозможные фигуры обрели, когда их изобразил на своих литографиях известный голландский художник МаурицКорнелисЭшер.Направление в изобразительном искусстве, нацеленное на изображение невозможных фигур, называется имп-арт.Наиболее известное использование невозможных фигур в массовой культуре — логотип автоконцерна «Рено»

Применение иллюзий в жизни

Иллюзии в архитектуре

«Ошибки восприятия, свойственные человеческому глазу, умели исправлять ещё древние зодчие, когда создавали разные архитектурные формы. Оптический обман зачастую связан с выбором точки наблюдения, особенностями окружающего фона или освещённостью. Чтобы скорректировать искажения, мастера прибегали к оптическим поправкам ещё на стадии проектирования сооружения. Они сознательно нарушали геометрию строения: изменяли пропорции, отклоняли элементы от вертикали или горизонтали, искривляли их контуры и т.п. С помощью таких приёмов зодчим удавалось «перехитрить» зрение. Иногда, напротив, оптические иллюзии специально создавали и усиливали. Считается, что более всех преуспели в этом искусстве греки, научившиеся придавать архитектурным формам особую пластичность и выразительность.

Давно подмечено, что светлые предметы на тёмном фоне кажутся больше, чем есть на самом деле, а тёмные на светлом, наоборот, меньше. В оптике это явление называется иррадиацией. Римский архитектор и инженер Марк Витрувий, живший в I веке до н.э., образно выразил её суть так: при сочетании тёмного и светлого свет «пожирает» мрак. Действительно, в белой одежде человек выглядит полнее, нежели в чёрной, а ветви деревьев в лучах солнца заметно «истончаются».

Знакомые с этой иллюзией архитекторы Древней Греции пошли на хитрость — они делали колонны своих построек разной толщины. Примером тому служит знаменитый Парфенон — главный храм афинского Акрополя, построеный в 447—438 годах до н.э. Его создатели, архитекторы Иктин и Калликрат, учли, что для угловых колонн фоном будет яркое небо Эллады, а для остальных — тёмный фон, создаваемый святилищем храма. Поэтому они сделали угловые колонны более широкими и уменьшили расстояние между ними и соседними колоннами. Благодаря этим «поправкам» издали все колонны выглядели совершенно одинаково, а разница между ними обнаруживалась только при непосредственном измерении.

Снимок Парфенона зафиксировал и другую оптическую иллюзию: когда глаз «скользит» по колоннаде, заполненное ею пространство зрительно удлиняется, отчего здание кажется больше. По той же причине мы склонны преувеличивать размеры построек, украшенных орнаментами и скульптурными композициями.

При строительстве монументальных зданий чаще всего архитекторам приходилось бороться с кажущимся искажением их размеров с изменением расстояния, то есть в перспективе. Если, например, взглянуть на высокое здание снизу вверх, создаётся впечатление, что в верхней части оно гораздо уже, чем у основания, и отклонено назад. Пример тому — колокольня Ивана Великого на Соборной площади Московского Кремля, построенная в XVI веке. Эффект её «падения» ощущается даже на фотографии; более того — его запечатлел художник Джакомо Кваренги, рисовавший колокольню с натуры и смотревший на неё с другой точки.

Один из приёмов устранения оптической иллюзии, связанной с перспективой, предложил известный итальянский живописец эпохи Возрождения, главный архитектор Флоренции ДжоттодиБондоне (1267—1337). Проектируя кампанилу (колокольню) при кафедральном соборе Санта-Мария дельФьоре во Флоренции, он сделал её в верхней части значительно шире, чем у основания, иначе говоря, прибегнул к обратной перспективе.»[2]

Оптические иллюзии на дороге

Изображения с эффектом оптических иллюзий будут нарисованы на улицах США в целях снижения скорости движения автомобилей.Рисунки на дорогах будут вставать перед надвигающимися водителями как трехмерные барьеры, хотя дорога на самом деле будет абсолютно ровной.Рисованные барьеры уже используются в 100 местах в районе Филадельфии и Пенсильвании, как часть кампании по борьбе с агрессивным вождением.«Наша цель – изменить восприятие барьеров», - говорит Чарльз Денни, начальник транспортного управления Филадельфии. Водитель видит дорожную неровность и думает, что на дороге есть барьер, он снижает скорость, чтобы переехать через него,  хотя на самом деле это абсолютно ровная поверхность.

Зрительные иллюзии в одежде

Формируя определенное зрительное восприятие фигуры, современный дизайнер использует различные способы и приемы. С одной стороны, он может придать фигуре определенный визуальный эффект (т.е. сделать полную фигуру стройнее, отвлечь внимание от проблемной зоны и т.д.) с помощью конструктивных и модельных линий. В этом случае широко используется свойство вертикальных линий (рельефов, декоративных швов и т.д.) и особое внимание уделяется моделированию воротников и выреза горловины, расположению мелких деталей (карманов, пат и т.д.). С другой стороны, того же эффекта можно достичь за счет использования свойств рисунка ткани (например, вертикальные полосы придают фигуре стройность, крупная клетка расширяет). В этом случае конструктивные линии уходят на второй план.Зрительные иллюзии не только позволяют фигуре выглядеть более или менее идеально, но и обеспечивают определенное эстетическое восприятие художественного образа модели.

Иллюзии в дизайне

Способы оптического изменения пространства комнаты.

Вертикальные полосы: удлиняют стену, комната, кажется благодаря этому выше. Чем шире полосы, тем сильнее эффект.Поперечные полосы раздвигают стены, а комнату делают ниже.рисунок укорачивает и уменьшает комнату.Маленькое помещение производит впечатление более просторного, если используются обои с мелким рисунком или однотонные обои, желательно светлых тонов.Поперечные полосы на полу: оптически делают комнату шире и короче.Полосы в длину на полу удлиняют комнату тем больше, чем шире полосы и ярче их цвет.

Иллюзии в рекламе

Оптические иллюзии, беспроигрышно привлекающие внимание потребителя, все чаще появляются не только в журнальной рекламе, но и больших наружных форматах.Оригинальные остроумные находки всегда ценятся в рекламной продукции.

Иллюзии в изобразительном искусстве

3D рисунки на асфальте. Стрит-арт на асфальте.

Представьте себе: вы идете по городу, и вдруг перед вашими глазами предстает расщелина, из которой пытаются вырваться исчадия ада! Или вдруг на асфальте вы замечаете совершенно обычное яблоко, вот только прикоснуться к нему не получается – оно нарисованное! Когда впервые смотришь на объемные картинки на асфальте, не можешь поверить, что это действительно просто рисунок. Такой вид уличного искусства называется StreetPainting (по англ.), или Madonnari (по итал.). По сути, современное искусство StreetPainting (или Madonnari) зародилось в XVI веком, когда уличные художники в религиозные праздники возле церквей и храмов изображали картины библейских сюжетов. Среди изображений чаще всего доминировало изображение с Богородицей (Мадонной).

Чтобы создать объемное изображение на асфальте, художники используют специальное искажение, при этом рисунок смотрится объемным при взгляде с определенной точки. На одну картину уходит около трех дней.

Искусство активно использует способность зрения к самообману в своих целях. Уже названы приемы перспективы или воспроизведения эффекта объема на плоском рисунке. Используя новомодные термины, этот эффект можно назвать «эффектом виртуального объема». Получается, что наше зрение способно воспринимать объемные картины и воспринимать их как настоящие, когда на самом деле – это всего лишь иллюзия..

Картина – иллюзия «Бурлящий водопад» на асфальте помогает мысленно перенестись из пышущей жары, туда где есть вода и прохлада. Главный секрет изображения объемных картинок, их нужно “растягивать”. В этом и состоит мастерство исполнителя. Если наносить в обычных пропорциях, то такого эффекта достичь не получится. Причём творить приходится по нескольку часов.

3. Результаты исследования

Исследуя виды иллюзий, были получены следующие результаты:

1. Иллюзия может иметь место при наблюдении картины распределения теней трёхмерных объектов при некоторых их ракурсах по отношению к источникам света.
2. Иллюзия возникает из-за несовершенства анализа человеческим головным мозгом информации, полученной от органов зрения.Мозг бессознательно видит рисунки только одновыпуклые (одновогнутые). Восприятие зависит от направления внешнего (реального или подразумеваемого) освещения.
3. Глазомерные оценки геометрических реальных величин очень сильно зависят от характера фона изображения.Можно ошибиться на 25 % и больше, если глазомерные оценки не проверить линейкой.
4. Существую иллюзии, в которой от направления взгляда зависит характер воспринимаемого объекта.
5. Можно создать такой трёхмерный объект, который при проецированиина плоскость будет выглядеть невозможным.

Иллюзии нашли применение в архитектуре, изобразительном искусстве, в 3D искусстве, дизайне одежды и зданий, рекламе.

Заключение

Таким образом, изучив виды иллюзий, я пришла к выводу, что любые иллюзии всецело зависят от нашего индивидуального восприятия предметов или событий.
Природа иллюзий до конца не исследована и представляет большой научный интерес в разных областях знаний. Сама по себе иллюзия – это определенный результат деятельности мозга, а вот что влияет на эту деятельность или посредством чего, возникают подобные явления остается вопросом. Иллюзия – это ошибка зрительного восприятия, а следовательно она может возникнуть абсолютно у любого человека.

Гипотезабыла полностью доказана.

Данные исследования могут быть использованы на уроках изобразительного искусства, геометрии, в предпрофильной подготовке обучающихся 8,9 классов по математике с целью расширения кругозора, демонстрирования прикладной направленности математики как науки.

Литература

1. Большая Российская энциклопедия: В 30 т./ Председатель Науч.-ред. Совета  Ю.С. Осипов Отв. ред. С.Л. Кравец. Т.11. Излучение плазмы - Исламский фронт спасения.- М:Большая Российская энциклопедия,2008.-767 с.: ил.: карт.

2. Журнал «Наука и жизнь» №2,2010г. Статья «Секреты древних зодчих, или как перехитрить зрение», Кан.пед. наук Наталья Карпушина.

3. http://log-in.ru/