Fascynujący świat iluzji optycznych

Jednym z ciekawszych zjawisk związanych z percepcją wzrokową są iluzje optyczne.  Wykorzystują one ograniczenia funkcjonowania naszego mózgu, by doprowadzić do błędnej interpretacji tego, co widzimy. Iluzje fascynowały ludzi od wieków, stanowiąc zagadkę i pokazując zawiłości ludzkiego procesu widzenia. Wykorzystywane są one także dzisiaj, a rozwój technologii komputerowych pozwala tworzyć je w nowej, dynamicznej formie.

Czym są iluzje optyczne?

Złudzenia optyczne są błędami w działaniu percepcji wzrokowej, która odpowiada za interpretację i zrozumienie tego, co widzimy. Charakteryzują je rozbieżności między fizyczną a postrzeganą rzeczywistością [1]. To znaczy, że to co widzimy, nie odpowiada temu, co faktycznie jest. Iluzje mogą różnić się stopniem skomplikowania – od prostych, składających się z kilku linii, jak na przykład figura Müller-Lyer czy iluzja Ponzo, do bardziej złożonych, w których wydaje się, że obiekty zaprzeczają prawom geometrii tzw. „impossible objects” – figury niemożliwe [1]. Istnieją także złudzenia, które dają wrażenie ruchu [2].

Dlaczego iluzje optyczne działają?

Percepcja wzrokowa jest procesem, dzięki któremu możemy zrozumieć to, co widzimy. Nasz system wzrokowy może się jednak mylić. Opiera się bowiem nie tylko na tym, co widzimy, ale również na tym, co wiemy o otaczającym nas świecie. [2]. Poza tym stara się dostarczyć nam niezbędnych do naszego funkcjonowania informacji za wszelką cenę. Powstawanie iluzji wynika ze sposobu działania percepcji wzrokowej. Wszystko, co widzimy, interpretujemy na podstawie założeń, doświadczeń i kontekstu [2]. Nasz mózg jest poniekąd leniwy, dlatego nie analizuje dokładnie wszystkiego, tylko stosuje pewne uproszczenia, np. uzupełnia brakujące informacje, żeby to, co widzimy, dopasować do tego, co znamy [1]. Może na przykład dążyć do stworzenia obiektu trójwymiarowego, ponieważ wie, że w takim świecie funkcjonujemy. Dlatego nawet gdy patrzymy na obrazek w książce, próbuje on “przerobić” go na obraz 3D. Często zachodzi to mimo niewielu informacji wzrokowych, które są podpowiedziami, pozwalającymi na interpretacje tego, co widzimy. Próba przetworzenia “ubogiego” w informacje obrazka na obiekt 3D czasem skutkuje powstaniem iluzji [2].

Jak mózg interpretuje to, co widzi?

W celu interpretacji tego, co widzimy, mózg wykorzystuje wiele informacji, są to między innymi: częściowe zakrycie, rozmieszczenie cieni i świateł, wielkość siatkówkowa i gradient tekstury. Na przykład jeśli jeden obiekt jest częściowo zakryty przez drugi, to wiemy, że ten drugi znajduje się bliżej nas. Poza tym mimo że pierwszy obiekt nie jest widoczny w pełni – postrzegamy go jako cały, kompletny. Znajomość wielkości otaczających nas przedmiotów, pozwala oszacować ich odległość od nas. Jeśli obiekty stają się większe (a właściwie jeśli większy staje się ich obraz na siatkówce), wiemy, że się do nas zbliżają. Gdy patrzymy np. na drzewa i obraz siatkówkowy jednego z nich jest większy, a drugiego mniejszy, to zakładamy, że pierwsze drzewo jest bliżej nas. Wskazówki te stanowią podpowiedź pozwalającą określić położenie elementów w przestrzeni [2]. Dzięki temu postrzegamy głębię, czyli widzimy trójwymiarowo. Zazwyczaj mózg wyciąga słuszne wnioski z tych wskazówek, ale zdarza się, że błędnie interpretuje obraz 2D jako 3D. Czasami ilość podpowiedzi jest zbyt mała, stąd niewłaściwa interpretacja tego, co widzimy.

Ludzkie iluzje

Właśnie takie błędy naszego mózgu są podstawą działania iluzji optycznych. Rzadko występują one w naturalnych warunkach, w czasie obserwowania natury. Zdarzają się raczej, gdy patrzymy na obiekty dwuwymiarowe, np. ilustracje w książkach czy namalowane obrazy. Iluzje optyczne są tworzone przez ludzi poprzez manipulowanie bodźcami wzrokowymi, żeby przechytrzyć umysł [1]. Czasami pojawiają się się przez przypadek, a czasami są skutkiem celowego działania, jednak zawsze wynikają z braku wystarczającej informacji, które nasz mózg mógłby wykorzystać do prawidłowego zinterpretowania tego, co widzimy. Do stworzenia iluzji można wykorzystać różne metody: odpowiednio zastosować kontrast, kolor czy wzór [1]. Praktycznie niemożliwe jest oszukanie ludzkiego mózgu i zmuszenie go do błędnej interpretacji widzianego obiektu, jeśli informacja wzrokowa jest pełna i złożona [3], tak jak ma to miejsce w rzeczywistym świecie.

Iluzje na co dzień

Iluzje działają, ponieważ mózg błędnie interpretuje widziany obraz. Wykorzystują one nasz ograniczenia percepcyjne, m.in. automatyczne tworzenie trójwymiarowego obrazu i korzystanie z założeń na temat otaczającego nas świata. Jeśli założenia te okażą się błędne, mamy do czynienia z iluzją. Złudzenia optyczne są nie tylko formą rozrywki, ale także sposobem na zrozumienie działania procesu widzenia i percepcji wzrokowej. Poza tym mają one zastosowanie w wielu dziedzinach życia, jak psychologia, sztuka, design i reklama [1]. Rozwój technologii komputerowych pozwolił tworzyć dynamiczne iluzje optyczne, w których złudzenie zmienia się w czasie lub w wyniku interakcji z obserwatorem [1].