Złudzenia optyczne – jak powstają, rodzaje, przykłady

Temat złudzeń optycznych frapuje i fascynuje wiele osób. Dla części złudzeń istnieje wyjaśnienie ich powstawanie. Dla wielu jednak tych wyjaśnień nie ma i wydaje się, że długo nie będzie. Powstają strony internetowe zbierające i pokazujące różnego typu złudzenia optyczne. Bogactwo umieszczonych tam przykładów świadczyć może o niedoskonałości ludzkiego oka.

A może jednak to nie niedoskonałość, lecz odwrotnie. Może natura tak zadbała o nas, że narząd wzroku jest bardzo dobry (żeby nie powiedzieć doskonały). Złudzenia optyczne mogą przecież wynikać z pewnej jego specyfiki, która w określonych okolicznościach tak się objawia.

Jak powstają złudzenia optyczne

Spójrzmy zatem na przykład. Mamy dwa identyczne kwadraty, które są przedstawione raz na czarnym, raz na białym tle. Patrząc na nie, wydaje nam się jednak, że różnią się one od siebie. Jeden jest jaśniejszy od drugiego. Ten na białym tle jest wyraźnie ciemniejszy od tego na czarnym tle. Efekt ten jest tym silniejszy, im otoczenie czarne i białe jest większe. Dla pewności, że kwadraty są jednak takie same, możesz wydrukować stronę i złożyć kartkę tak, aby przylegały do siebie. Prawda, że szarości są te same. Jak to jest możliwe? Z tego doświadczenia wynika, że winę za to ponosi tło, na którym jest obserwowany każdy z kwadratów.

Złudzenie optyczne - szare pole

Wyjaśnienie zjawiska okazuje się bardzo proste. Natura w trosce o sprawne funkcjonowanie oka wyposażyła je w źrenicę, która ogranicza ilość światła docierającą do siatkówki. Zbyt duża moc światła mogłaby uszkodzić receptory odpowiedzialne za zbieranie sygnałów świetlnych. Zatem co się dzieje. Nasza źrenica działa tak, jak automatyczna przysłona w aparacie fotograficznym. Jeśli jest za dużo światła, źrenica się zwęża, a gdy światła jest mało, się rozszerza. Patrząc na kwadrat na białym tle, źrenica jest bardziej zwężona, niż gdy patrzymy na taki sam kwadrat umieszczony na czarnym tle. Zatem ilość światła z szarego kwadratu, która dociera do receptorów umieszczonych na dnie oka, jest różna. Mniejsza, gdy otoczenie jest jasne, a większa, gdy ciemne. Stąd wynikają wyraźnie inne jasności tych kwadratów. Jest to zjawisko całkowicie naturalne i nie ma w tym żadnych sztuczek.

Dzięki opisanym właściwościom źrenicy możemy sprawnie funkcjonować przy różnych poziomach ilości światła, zarówno pod pełnym słońcem, jak i przy blasku księżyca. Przy małych ilościach światła zachodzą dodatkowe zjawiska wspomagające widzenie, ale o tym może innym razem.

Ps. Jeśli zdjęcie oprawiasz w ramkę, zwróć uwagę, jak ono wygląda na jasnym, a jak na ciemnym tle. Aby znajdujące się na zdjęciu detale były dobrze widoczne, część fotografów swoje prace umieszcza na czarnych lub ciemnoszarych tłach. Teraz już wiesz dlaczego.

Opisane zjawisko dotyczy tak zwanej adaptacji oka do jasności. Oprócz tego oko adaptuje się również do barwy. Dowodem tego jest kolejne złudzenie optyczne. Wpatruj się w dowolną czarną kropkę na barwnym kole przez 30 sekund. Później przenieś wzrok na czarną kropkę w centrum. Zobaczysz wtedy dodatkowe koło, którego przecież nie ma 🙂

Złudzenie optyczne - cztery koła

Zobacz jeszcze zapisy z konferencji TED. Oba pokazują i częściowo objaśniają złudzenia optyczne.

Beau Lotto: Iluzje optyczne pokazują jak widzimy


„Kolorowe gry Beau Lotto zaskoczą Twój wzrok, ale również naświetlą to, czego zwykle nie widać: jak działa mózg. Sam zobacz, jak przez zabawę Twój elastycznie działający zmysł wzroku ujawnia, w jaki sposób ewolucja podkolorowuje percepcję prawdziwego świata.”

Al Seckel twierdzi, że nasze mózgi są źle okablowane


„Neurolog kognitywny, Al Seckel, bada iluzje optyczne, które zwodzą nasze mózgi. Użycie wielu trików optycznych pomaga mu udowodnić, że nie tylko łatwo jest nas zwodzić, ale że w pewnym sensie podoba nam się to.”

Rodzaje złudzeń optycznych

Nie znalazłem oficjalnej klasyfikacji złudzeń optycznych. Sądzę jednak, że można je podzielić na kilka kategorii. Tak więc mogą być złudzenia związane z postrzeganiem jasności lub barwy określonych obszarów. Przykłady powyżej. Mogą być też takie, które są związane z postrzeganiem odległości lub rozmiaru obserwowanego obiektu.

Specjalnie skonstruowane obrazy mogą też powodować iluzję ruchu. Mogą też być takie, które przedstawiają coś w sposób niejednoznaczny. Czyli w zależności od „punktu widzenia”, doświadczeń odbiorcy, mogą być różnie interpretowane. Jeśli mówimy już o specjalnie tworzonych obrazach, to warto tu wspomnieć o rysunkach obiektów 3D. Na płaskiej powierzchni przedstawiają przestrzenne obiekty, których stworzenie w realu jest po prostu niemożliwe.

Można też wspomnieć o złudzeniach optycznych wynikających z budowy oka, a dokładnie z faktu, że jest pewien obszar na dnie oka, który nic nie widzi. Jest to ujście nerwu wzrokowego. Ten obszar to plamka ślepa. Jeśli więc będziesz obserwował coś jednym okiem i to oko będzie skierowane tylko w konkretnym kierunku, to nie zobaczysz pełnego obrazu. Zobacz to na przykładzie poniższego obrazka.

Zamknij lewe oko. Zacznij obserwować cyfry od jednego do dziewięć. W pewnym momencie pomarańczowa kropka zniknie.

 Złudzenie optyczne -znikający punkt - ślepa plamka
Zamknij lewe oko. Zacznij obserwować cyfry od jednego do dziewięć. W pewnym momencie pomarańczowa kropka zniknie.

Część złudzeń może też wynikać z przyzwyczajeń i stereotypów myślowych. Po prostu nasz mózg jest przyzwyczajony do określonych obrazów. Do określonego widoku i odpowiednio do tego interpretuje to, co widzisz. Przykładem tego może być efekt wklęsłego, czy wypukłego odbierany w zależności od kierunku padania światła. Jesteśmy przyzwyczajeni do światła słonecznego, czyli do tego, że światło pada z góry. Dlatego cienie poniżej będą sugerowały, czy obiekt jest wklęsły, czy wypukły. Zobacz to na przykładzie ceglanej ściany. Zwróć uwagę na wklęsłość/wypukłość zaprawy między rzędami cegieł.

Złudzenie optyczne — wklęsła zaprawa między cegłami
Wklęsła zaprawa między cegłami

Złudzenie optyczne — wypukła zaprawa między cegłami
Wypukła zaprawa między cegłami. To jest to samo zdjęcie. Zostało tylko obrócone o 180 stopni względem poprzedniego.

Dostrzegane złudzenia mogą zatem wynikać po prostu z funkcjonowania oka, jego określonych właściwości i sposobu działania. Nawet tego nieuświadomionego. Mogą też wynikać ze sposobu myślenia charakterystycznego dla nas wszystkich, czy też dla konkretnej osoby. Jej i naszych doświadczeń i przyzwyczajeń związanych z postrzeganiem i rozumieniem tego, co widzimy.

Tak więc złudzenia optyczne można podzielić na następujące kategorie:

  • Złudzenia jasności i barwy
  • Złudzenia wymiarów i odległości
  • Iluzja ruchu statycznego obiektu
  • Figury dwuznaczne
  • Figury niemożliwe
  • Znikające obiekty
  • Stereotypy myślowe

Zobacz dodatkowe przykłady złudzeń optycznych

Złudzenie jasności

Złudzenia optyczne rozmiaru

złudzenie rozmiaru - który środkowy okrąg jest większy
Który środkowy okrąg jest większy?

Złudzenie optyczne - długość odcinków
Który odcinek jest dłuższy?

Iluzja optyczna ruchu

Iluzja ruchu
To statyczny obrazek, czy może coś tu się rusza?

Figura niemożliwa

Figura dwuznaczna

W. E. Hill, Moja żona i moja teściowa, 1915 r.
W. E. Hill, Moja żona i moja teściowa, 1915 r. Domena publiczna, Link

Dodatkowe złudzenia optyczne możesz zobaczyć we wpisie Złudzenia optyczne – przykłady.

Złudzenia optyczne to iluzje, które możemy obserwować. Przypatrywanie się im może dostarczyć nam sporo radości i satysfakcji. Potrafią zaskoczyć i wyzwolić ciekawość. Są doskonałym sposobem na stawianie pytań i odkrywanie praw natury, na lepsze poznanie świata wokół nas.

[Aktualizacja 2023.01.03]

Redakcja Autor

Komentarze

    […] Przyjrzyj się uważnie obu trójkątom utworzonym z tych samych figur. W dolnej układance jest dodatkowe puste pole. Skąd ono się tam wzięło? Jeśli znasz odpowiedź napisz w komentarzu. Zobacz też więcej przykładów złudzeń optycznych oraz objaśnienia jak powstają. […]

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *