Исследовательская работа. "Оптические иллюзии. Можно ли верить своим глазам?"

Секция «Первые шаги в науке»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Оптические иллюзии

«Можно ли верить своим глазам?»

                                                                                                     Выполнил:

Ученик 4 «А» класса                                              

                                    Алябьев Павел Игоревич

г. Одинцово

2016г.

Содержание

1.      Ведение  ­­­­­­­­­­­­­­­­­__________________________________­­______ 3 стр.

2.      Основная часть

           2. 2. Иллюзии – игра зрения __________________________ 4 стр.

      2.3. Почему возникают оптические иллюзии? ___________ 5 стр.

           2.4. Виды оптических иллюзий _______________________ 5 стр.

           2.5. 3D  рисунки на асфальте _________________________ 8 стр.

      3. Заключение ____________________________________  10 стр.

      4. Список литературы ______________________________ 11 стр.

Приложения.

Часто то, что мы видим обманчиво, и многое оказывается совсем не тем, чем кажется на первый взгляд.

Даже самые простые вещи могут таить в себе самые неожиданные открытия, нужно только присмотреться. Но стоит ли доверять всему, что мы видим? Можно ли увидеть то, что никто не видел? Правда ли, что неподвижные предметы могут двигаться? Каково разнообразие оптических иллюзий?

Актуальность темы.

         Идея этого исследования родилась после того, как  я увидел фотографии 3D рисунков на асфальте.   Возникли вопросы: как создаются такие рисунки и почему их так воспринимает человек, и всегда ли мы видим то, что есть на самом деле?                                                                                                                                     Мне захотелось найти ответы на все поставленные вопросы, поэтому я решил провести исследование «Можно ли верить своим глазам?» и разобраться в этом вопросе.

Цель моей исследовательской работы – изучить зрение человека и зрительные иллюзии.

Задачи:
- познакомиться со строением глаза и узнать, каким образом видит человек;
-   изучить зрительные иллюзии;         
- узнать, действительно ли реальный мир именно таков, каким мы его видим.

Гипотеза исследования:

 «Можно ли верить  своим глазам?»   (см. приложение №1).

 

Предполагаемые  результаты:

- создание информационного сообщения по теме исследования;                                         -  создание презентации по материалам исследования.

 

 

Иллюзии   – игра  зрения.                                                                                                                                     Наша жизнь полна неожиданностей, и основное место в нем, конечно же, занимают иллюзии. Но что значит иллюзия? В толковом словаре С. И. Ожегова дано понятие слову иллюзия. Иллюзия – обман чувств, нечто кажущееся; болезненное состояние – ошибочное восприятие предметов, явлений, нечто несбыточное, мечта. По моему мнению это, прежде всего, оптический обман.

Оптической иллюзией называется несоответствующее действительности представление видимого явления или предмета вследствие строения нашего зрительного аппарата (см. приложение №2).

Попросту говоря - это неверное представление реальности.

Почему возникают оптические иллюзии? (см. приложение №3, рис.1).

Изучив литературу,      я выяснил, что   человек      видит таким        образом:
1.  Свет проходит сквозь       роговицу   и        зрачок        к        хрусталику.
2.  Затем он проходит через хрусталик и жидкость, заполняющую глазное яблоко, и попадает на   сетчатку.
3. Сетчатка принимает световой импульс и передает его зрительному нерву.
4.   Зрительный   нерв  посылает    сигнал        мозгу.
5.  Мозг переводит сигнал в зрительный образ.

 

Человек воспринимает большую часть информации об окружающем мире благодаря зрению, но мало кто задумывается о том, как именно это происходит. 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    

(см. приложение №3, рис.2, 3).                                           

       Во-первых, изображение на сетчатке перевернуто.

       Во-вторых, из-за несовершенных оптических свойств глаза картинка на сетчатке размазана.

В-третьих, глаз совершает постоянные движения: скачки при рассматривании изображений, мелкие непроизвольные колебания, 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? (см. приложение №4).

   Оказывается этим вопросом занимаются и учёные и они говорят,  что существует много научных направлений, которые пытаются понять, каким образом мы воспринимаем окружающий мир. И одним из самых интересных способов изучения – это исследование зрительного аппарата.

  Иллюзии – это искаженное неадекватное отражение свойств воспринимаемого объекта. В переводе с латыни слово  «иллюз» означает «ошибка, заблуждение».

Причины иллюзий

Из дополнительной литературы  я  узнал, что существует три  основных причины иллюзии:

 1) наши глаза 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, проходящие от глаз.

Часто иллюзии возникают сразу по двум причинам: специфическая работа глаз и ошибочное преобразование сигнала мозгом.

Виды иллюзий.

 В результате исследования я узнал еще и то, что по происхождению оптические иллюзии делятся на три вида.

Природные иллюзии (см. приложение №5).

Они созданы самой матушкой природой, без участия человека (стоит уточнить, что косвенно человек все - таки мог как-то повлиять).

Примером такого обмана зрения может послужить мираж. Конкретно приведу очень яркий пример природной иллюзии, который люди наблюдали совсем недавно: Мираж города – неизвестный город прямо в воздухе. Если Вы этого еще не видели, то посмотрите обязательно! В Китае над рекой природа сотворила что-то поистине невообразимое. Огромных размеров мираж города, со своими деревьями, зданиями и инфраструктурой; причем мираж был настолько яркий и отчетливый, что на видеозаписях можно разглядеть каждое окошечко здания этого города-призрака.

Искусственная иллюзия (см. приложение №6).

В простонародье искусственная иллюзия это ничто иное, как фокус, трюк, уловка.

Например, левитация – иллюзия полета человека. В принципе конечно человек может летать, но в сочетании с определенными механизмами, будь это самолет или же искусственные крылья.

Смешанные иллюзии (см. приложение №7).

 Пожалуй, самый большой раздел иллюзий. Он включает в себя и известные иллюзионные картинки, различные модели, и естественно этот “обман” создается человеком.

      Забавное сочетание оптической иллюзии и здания при помощи фотошопа.

      Вообще картинок с иллюзиями очень много, и просматривать их одну за другой очень забавно.

      Между естественными и искусственными иллюзиями есть существенное различие. Если иллюзия придумана человеком, то она обязательно имеет конструктивный секрет и после сообщения его наблюдателю во многом теряет свою загадочность. Естественные же и смешанные иллюзии не изменяют силы своего воздействия, независимо от того, знает наблюдатель их секрет или нет. Нужно отметить, что оптические иллюзии рождаются не обязательно в результате игры света и тени.       Так, в основе уже упомянутой иллюзии «летающая дама» лежит хитроумная механическая конструкция.

   Оптические иллюзии можно классифицировать если не бесконечно, то очень долго. Это иллюзии размеров, движения, цвета, формы и так далее. А если конкретизировать, то можно разделять эти группы  и дальше.

 Наблюдение   за иллюзиями. 

  По общим признакам:

- зрительные искажения (см. приложение №8, рис. 1):

иллюзия кафе "Wall".
Параллельны ли горизонтальные линии? Да, параллельны!

- двойственные изображения (см. приложение №8, рис. 2);

- иллюзии восприятия размера (см. приложение №8, рис. 3):

иллюзия Эббингауза (1902).

Какой круг больше? Тот, который окружен маленькими кругами или же тот, который окружен большими?

Они одинаковые. Особенностью  восприятия  предмета  в  пространстве  является  контраст предметов.

- соотношение фигуры и фона (см. приложение №8, рис. 4):

ваза Рубина (1915).

Классический пример соотношения фигуры и фона. Можно увидеть как вазу, так и два лица;

- кажущиеся фигуры (см. приложение №8, рис. 5):

квадрат, которого нет;

- иллюзии восприятия глубины (см. приложение №8, рис. 6): 

лестница Шредера (1858).

Это лестница, ниша или просто серая полоска бумаги, сложенная гармошкой?

- иллюзии движения (см. приложение №8, рис. 7):

Иллюзия Оучи (1977).
Пристально смотрите на шар в центре. Кажется, что узор на нем движется из стороны в сторону? Не отрывая взгляда от центра круга, подвигайте головой.
Возникла иллюзия, что узор вокруг шара сдвигается?

- невозможные фигуры (см. приложение №8, рис. 8): 

 Сколько тут полок? Три или четыре?

-иллюзии лица (следящие картины, перевернутые портреты)

(см. приложение №8,  рис. 9):

Автор А. Родченко, 1923.

- эффект последействия (см. приложение №8, рис. 10):                                                                

  Если 30 секунд неотрывно смотреть на левое изображение, а затем перевести   взгляд пустой  то должно возникнуть лицо Че Гевары. 

  Конечно, это неполный список зрительных иллюзий. Я предлагаю к рассмотрению лишь особенно мне понравившиеся.

3D рисунки на асфальте. Стрит-арт на асфальте (см. приложение №9).

     А вот 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, я увидел объемные картинки на асфальте, не мог поверить, что это действительно просто рисунок. Такой вид уличного искусства я узнал, называется Стрит-арт  (по англ.). По сути, современное искусство  зародилось еще в XVI веке.

       Прочитав много статей о современном искусстве, я узнал, 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.

        Что касается современности, то видное место среди художников занимает Джулиан Бивер. Этот британский мастер занимается рисунками на асфальте уже более 10 лет, его работы были на улицах многих стран Европы, в Америке и в Австралии.

        В России такое искусство еще слабо развито, но становится довольно модным направлением в уличном искусстве.

       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.

Так, прошлым летом оригинальный способ спастись от аномальной жары предложил москвичам известный немецкий 3D-художник Эдгар Мюллер. Он нарисовал на городском асфальте бурлящий водопад. Картина-иллюзия помогает мысленно перенестись из пышущей жаром столицы туда, где есть вода и прохлада. Чтобы увидеть картину в формате 3D, нужно смотреть на нее через специальную, установленную рядом линзу. Она искажает перспективу, и изображение получается объемным.

      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.

Кстати, художники, изображающие 3 D картинки, рисуют их обычными мелками “пастель”, которыми пользуются дети на уроках рисования.

Заключение.

 По ходу рассмотрения этих  «иллюзий», я немного разобрался в сути их происхождения. Разумеется, я полностью не смог открыть все тайны зрительных иллюзий, так как с ними еще разбираются многие ученые.                                                      Так «Можно ли верить глазам?»

  Я понял, что существует множество зрительных иллюзий, которые искажают восприятие реальных предметов.

Таким образом, восприятие одного и того же предмета может быть разным. Нельзя с уверенностью говорить, что все увиденное нами является таковым.

    Каждый человек может видеть иллюзии по разному, в зависимости от психологического, физического состояния, индивидуальных особенностей и т.п. Однако очень часто люди видят то, что они хотят увидеть. Оптические иллюзии дают ключи к работе нашего мозга. Они могут помочь нам быстрее думать, улучшить память, лучше усваивать информацию и использовать весь потенциал своего мозга.

Это отличный способ заставить мозг потрудиться. Во время поиска второго образа идет тренировка глазных мышц, которые укрепляются, зрение становится более острым.    Воображение развивается, поскольку пытается найти какое либо решение, совмещенное с реальностью.

Просмотр иллюзий - отдых с пользой для ума.

 При желании можно создать любую иллюзию, главное - уметь различать реальность от заблуждений. Ведь счастливыми на самом деле нас делают только реальные вещи и чувства.

  Ищите иллюзии вокруг, и вы больше узнаете о себе. Но при этом избегайте иллюзий в том, что важно, и цените настоящее.

         Список используемой литературы:

1.  Артамонов И.Д., Иллюзии зрения, изд.3 – М., Наука. 1969.

2.     Большая книга веселого досуга. – 2004. – М.: Ридерз Дайджест, 2003.

3.  Материал из интернета:  http://www.wikipedia.org/.

4. Перельман Я.И. “Занимательная физика”. «Издание двадцатое, стереотипное»: “Наука”; Москва; ISBN 1979.

5. Толанский С. Оптические иллюзии М., Мир, 1967, с. 128, с иллюстрациями.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение №1. «Можно ли верить  своим глазам?»

Приложение №2.Оптические иллюзии.

Приложение №3. Почему возникают оптические иллюзии? (рис. 1, 2, 3)

 

 

 

 

 

Приложение №4. Что же "видит" мозг?

Приложение №5. Естественные или природные иллюзии.

Приложение №6. Искусственные иллюзии или иллюзии, придуманные человеком.

Приложение №7. Смешанные иллюзии.

 

Приложение №8.

- зрительные искажения (рис. 1)

- двойственные изображения (рис. 2)

- иллюзии восприятия размера (рис. 3)

- соотношение фигуры и фона (рис. 4)

- кажущиеся фигуры (рис. 5)

- иллюзии восприятия глубины (рис. 6)

- иллюзии движения (рис. 7)

 - невозможные фигуры (рис. 8)

- иллюзии лица (следящие картины, перевернутые портреты) (рис. 9)

- эффект последействия (рис. 10)

Приложение №9.

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

• 1 слайд

  
  Секция «Первые шаги в науке»
  ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
  Оптические иллюзии
  «Можно ли верить своим глазам?»
  
  
  Выполнил:
  Ученик 4 «А» класса
  Алябьев Павел Игоревич
  
  г. Одинцово
  2016г.
  

• 2 слайд

  Актуальность
  Иллюзии – игра зрения.
  Часто то, что мы видим обманчиво, и многое оказывается совсем не тем, чем кажется на первый взгляд.
  
  Даже самые простые вещи могут таить в себе самые неожиданные открытия, нужно только присмотреться. Но стоит ли доверять всему, что мы видим? Можно ли увидеть то, что никто не видел? Правда ли, что неподвижные предметы могут двигаться? Каково разнообразие оптических иллюзий?
  
  Мне захотелось найти ответы на все поставленные
  вопросы, поэтому я решил провести исследование
  «Можно ли верить своим глазам?»
  и разобраться в этом вопросе.
  

• 3 слайд

  Оптические иллюзии
  Цель моей исследовательской работы – изучить зрение человека и зрительные иллюзии.
  
  Задачи:
  - познакомиться со строением глаза и узнать каким образом видит человек;
  - изучить зрительные иллюзии;
  - узнать, действительно
  ли реальный мир
  именно таков, каким мы
  его видим.
  
  Гипотеза исследования:
  «Можно ли верить
  своим глазам?»
  

• 4 слайд

  Оптические иллюзии
  Оптической иллюзией называется несоответствующее действительности представление видимого явления или предмета вследствие строения нашего зрительного аппарата.
  Попросту говоря - это неверное
  представление реальности.
  Почему возникают оптические
  иллюзии?
  
  
  
  
  
  

• 5 слайд

  Изучив литературу, я выяснил, что человек видит таким образом:
  1. Свет проходит сквозь роговицу и зрачок к хрусталику.
  2. Затем он проходит через хрусталик и жидкость, заполняющую глазное яблоко, и попадает на сетчатку.
  3. Сетчатка принимает световой импульс и передает его зрительному нерву.
  4. Зрительный нерв посылает сигнал мозгу.
  5. Мозг переводит сигнал в зрительный образ.
  
  Оптические иллюзии
  

• 6 слайд

  Оптические иллюзии
  Человек воспринимает большую часть информации об окружающем мире благодаря зрению, но мало кто задумывается о том, как именно это происходит. 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 картинка на сетчатке размазана.
  
  
  

• 7 слайд

  Оптические иллюзии
  В-третьих, глаз совершает постоянные движения: скачки при рассматривании изображений, мелкие непроизвольные колебания, 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?
  

• 8 слайд

  Оптические иллюзии
  Существует много научных направлений, которые, используя различные экспериментальные методики, пытаются понять, каким образом мы воспринимаем окружающий мир. Один из самых интересных способов изучения - исследование зрительных иллюзий. 
  
  Иллюзии - это искаженное,
  неадекватное отражение свойств
  воспринимаемого объекта.
  В переводе с латыни слово "иллюзия"
  означает "ошибка, заблуждение".
  

• 9 слайд

  Причины иллюзий
  Три основных причины иллюзии:
  наши глаза воспринимают идущий от предмета свет, что в мозг приходит ошибочная информация;
  при нарушении передачи информационных сигналов по нервам происходят сбои, что опять же приводит к ошибочному восприятию;
  мозг не всегда правильно реагирует на сигналы, проходящие от глаз.
  Часто иллюзии возникают сразу по двум причинам: специфическая работа глаз и ошибочное преобразование сигнала мозгом.
  
  Оптические иллюзии
  

• 10 слайд

  Виды иллюзий
  По происхождению оптические иллюзии делятся на три вида:
  естественные, или созданные природой ;
  
  искусственные, или придуманные человеком ;
  
  смешанные, то есть естественные иллюзии, воссозданные человеком.
  
  Оптические иллюзии
  

• 11 слайд

  Естественные или природные иллюзии
  

• 12 слайд

  Искусственные иллюзии
  

• 13 слайд

  Смешанные иллюзии
  

• 14 слайд

  Между естественными и искусственными иллюзиями есть существенное различие. Если иллюзия придумана человеком, то она обязательно имеет конструктивный секрет и после сообщения его наблюдателю во многом теряет свою загадочность. Естественные же и смешанные иллюзии не изменяют силы своего воздействия, независимо от того, знает наблюдатель их секреты или нет.
  

• 15 слайд

  
  Оптические иллюзии можно классифицировать если не бесконечно, то очень долго. Это иллюзии размеров, движения, цвета, формы и так далее. А если конкретизировать, то можно разделять эти группы и дальше.
  
  - зрительные искажения:
  
  
  
  - двойственные изображения:
  
  Иллюзия кафе "Wall"
  Параллельны ли горизонтальные линии?
  Да, параллельны!
  Оптические иллюзии
  

• 16 слайд

  Оптические иллюзии
  - иллюзии восприятия размера:
  
  
  
  
  
  
  соотношение фигуры и фона:
  
  Иллюзия Эббингауза (1902).
  Какой круг больше? Тот, который окружен маленькими кругами или же тот, который окружен большими?
  Они одинаковые.
  Особенностью восприятия предмета в пространстве является контраст предметов.
  Ваза Рубина (1915)
  Классический пример соотношения фигуры и фона.
  Можно увидеть как вазу, так и два лица.
  

• 17 слайд

  кажущиеся фигуры:
  
  
  
  
  
  
  
  иллюзии восприятия глубины:
  
  
  Оптические иллюзии
  Квадрат, которого нет.
  Лестница Шредера (1858).
  Это лестница, ниша или просто серая полоска бумаги, сложенная гармошкой?
  

• 18 слайд

  -иллюзии движения:
  
  
  
  
  
  
  
  -невозможные фигуры:
  Оптические иллюзии
  Иллюзия Оучи (1977).
  Пристально смотрите на шар в центре.
  Кажется, что узор на нем движется из стороны в сторону?
  Не отрывая взгляда от центра круга, подвигайте головой.
  Возникла иллюзия, что узор вокруг шара сдвигается
  Сколько тут полок?
  
  Три или четыре?
  

• 19 слайд

  -иллюзии лица (следящие картины, перевернутые портреты):
  
  
  
  
  
  
  
  эффект последействия:
  
  Оптические иллюзии
  Автор А. Родченко, 1923.
  Если 30 секунд неотрывно смотреть на левое изображение, а затем перевести взгляд пустой то должно возникнуть лицо Че Гевары.
  

• 20 слайд

  Зрительные иллюзии в жизни:
  в архитектуре (расширение пространства,
  3D картины, рисунки на асфальте)
  
  

• 21 слайд

  В живописи:
  (картины Сальвадора Дали, Ван Гога…,
  современный боди-арт рисунок на теле человека)
  
  

• 22 слайд

• 23 слайд

• 24 слайд

  в живой природе (игра цвета и линий в каньонах, горах, в узоре бабочки)
  
  

• 25 слайд

  В игровых иллюзиях и головоломках:
  (картины со скрытым рисунком, обманки)
  
  

• 26 слайд

• 27 слайд