Издательский дом ООО "Гейм Лэнд"ЖУРНАЛ ХАКЕР 117, СЕНТЯБРЬ 2008 г.

Нить Ариадны в лабиринте оптических иллюзий

Крис Касперски



Мир, который мы видим, и мир, существующий на самом деле, это две большие разницы. Обманы зрения встречаются на каждом шагу, искажая наше восприятие. Чтобы не попасться на умелые манипуляции, взятые на вооружение художниками, архитекторами, модельерами и рекламистами, и попутно научиться обманывать других, достаточно разобраться в основах психологии восприятия.

Органы чувств не лгут

«Обман зрения» — всего лишь словесная метафора. Правильнее было бы говорить об ошибках интерпретирования информации, полученной рецепторами и вступающей в сложные биохимические, электрические и психологические взаимодействия с полушариями головного мозга. Универсальных оптических иллюзий не существует, – все они тесно связаны с жизненным опытом, культурным наследием и прочими факторами.

Но железные дороги и авиатрассы взорвали границы, и мир превратился в огромный муравейник. Восток потянулся к западу, запад к востоку. Культурные особенности и национальная самобытность в скором времени рискуют стать достоянием истории. Хорошо это или плохо — нас сейчас не интересует. Важно, что единый культурный фундамент оказывается надежной платформой для создания направленных зрительных иллюзий, искажающих действительность самым дешевым путем — прямым воздействием на сознание.

Обманы зрения от А до Я

В древние времена иллюзиями развлекались в основном художники да архитекторы. Достаточно сказать, что падение Пизанской башни на 90% обусловлено обманом зрения и только на 10% –актуальным углом наклона. Леонардо да Винчи не только рисовал картины с «подвохом», но и настрочил несколько трактатов об особенностях восприятия, однако тогда они остались незамеченными. Впрочем, если копнуть глубже, выяснится, что оптические иллюзии активно использовались еще жрецами и другими религиозными деятелями, демонстрирующими ауру и прочие «тонкие» душевные материи.

С началом научно-технической революции за обманы зрения взялись психологи. Ничего не зная о функциях мозга (о них и сейчас известно немного), двигаясь в кромешной тьме, они ухватились за оптические иллюзии, словно за нить Ариадны, дающую ключ к пониманию основных процессов психофизики восприятия и интерпретации изображений.

Сегодня открыты свыше сотни разновидностей обманов зрения, и чтобы не запутаться в этом зоопарке, принято делить их на три корзины. В первую (самую большую) попадают вполне «натуральные» иллюзии, из-за которых мы видим предмет не таким, какой он есть в действительности (видим с искажением, не видим то, что есть, или, напротив, видим то, чего нет). Во второй (также довольно вместительной) оказываются эффекты, вызванные адаптивными особенностями нашего восприятия. Сюда попадают игры с яркостью, контрастностью, цветами и т.д. Третья корзина хранит оптические обманы, вызванные «познавательными» (когнитивными) способностями нашего мозга, пропускающего всю поступающую информацию через призму жизненного опыта, и потому на одной и той же картинке разные люди видят совершенно противоположные вещи и бесполезно спорить, кто из них прав.

Существует и другая классификация, выделяющая следующие типы обманов зрения: иллюзии восприятия размера, иллюзии соотношения фигуры и фона, иллюзии цвета и контраста, иллюзии восприятия глубины, иллюзии движения, эффект перцептивной готовности, эффект последействия, парейдолические иллюзии, кажущиеся фигуры, невозможные фигуры (уже рассмотренные нами в одном из прошлых выпусков Psycho). И еще куча других эффектов, которые совершенно невозможно втиснуть в рамки журнальной статьи. Поэтому мы решили отобрать только самые интересные, а остальные вынесли в ссылки, по которым настоятельно рекомендуется пройтись, ибо там действительно есть, на что посмотреть.

Иллюзии движения

Двигать изображения научились еще в каменном веке. Круги, нарисованные на бумаге, вращаются! Медленно, но вращаются!

Эффект усиливается, если рассматривать изображение с небольшого расстояния: так, чтобы картинка занимала все поле зрения, и тогда за счет направленного движения глаза и перспективных ошибок восприятия возникает удивительный эффект, ослабляющийся по мере того как ты отодвигаешь голову от изображения. Когда глаз (а точнее, центральное поле зрения) уже в состоянии охватить всю картинку целиком, то он никуда не движется, и круги не вращаются. А если вращаются, значит, пациент под кайфом или слегка пригубил, а потом усугубил, в результате чего по телу прокатилась приятная волна расслабления, и движение глаз приняло хаотичный характер.

Взаимодействие центрального и периферического зрения также способно вызывать различные иллюзии, которые легко продемонстрировать на примере… кофейных зерен, расположенных определенным образом. Создается впечатление, что рисунок «дышит», совершая волнообразные колебания, существующие только в нашем сознании.

Слепой глухому не товарищ

Как известно из школьного курса анатомии, в глазу каждого человека есть так называемое «слепое пятно» — область на сетчатке, через которую выходит зрительный нерв, препятствующий образованию светочувствительных окончаний. В обычной жизни слепое пятно незаметно тебе по двум причинам: а) мы просто привыкли к нему и не воспринимаем на сознательном уровне; б) слепые пятна правого и левого глаза расположены в разных местах – а за счет перекрытия таких противоречивых данных мозг восстанавливает до 99% процентов потерянной информации. Приведенная цифра, естественно, условна и срабатывает не всегда. На рисунке 3 изображен диффузный круг с красной точкой в центре, сосредоточив внимание на которой, мы через десяток-другой секунд с удивлением обнаружим, что круг… в буквальном смысле слова тает, сливаясь с окружающим фоном, и, наконец, полностью исчезает. Как это можно использовать для введения легковерных людей в заблуждение, надеюсь, подсказывать не надо? Особенно, если вдоль круга нанести магическую символику, зажечь свечи и нараспев произнести заклинания…

Иллюзии контраста, цвета и фона

Все. Сейчас автора будут бить. Потому что он скажет то, во что здравый смысл категорически оказывается верить. Ведь признать, что поля А и B, в действительности совершенно идентичны по яркости и цвету — это же просто крышу сорвать можно!

Компьютерный вариант этого изображения (en.wikipedia.org/wiki/Image:Grey_square_optical_illusion.PNG) производит намного более сильное впечатление, поскольку в любую секунду в оба квадрата можно ткнуть «пипеткой» и убедиться, что они одинаковые.

А все потому, что понятие яркости, с точки зрения мозга, сугубо локально. Мозг оперирует отнюдь не абсолютными величинами, а относительными, сравнивая яркость всякой заданной точки с окружающими ее объектами. Фотографы, художники, скульпторы и другие деятели искусства уже давно это просекли. То же относится и к программистам, которые работали на динозаврах машинной эры. Зажатые ограниченной цветовой палитрой (представленной в те времена оттенками серого), они создавали удивительные демки, используя особенности психофизики восприятия. Сейчас это, конечно, не так актуально, но по-прежнему очень интересно.

Эффект последействия

Считается, что мозг удерживает изображение порядка 1/24 секунды. Отсюда, дескать, и пошли 24 кадра в секунду в кинематографе. Спору нет, все верно. А правда ли, что Иванов выиграл в лотерею «Жигули»? Правда. Только не Иванов, а Козлов. И не в лотерею, а в карты. И не «Жигули», а 100 рублей. И не выиграл, а проиграл. Вот так и тут. Прославленные 24 кадра появились только в зрелом кинематографе, когда упали цены на пленку – и по причинам, совершенно отличным от психофизики восприятия. Просто, чем больше кадров в секунду, тем больше фаз движения способна запечатлеть камера, хотя в фильмах с драками даже 60 полукадров NTSC-стандарта уже не хватает и приходится снимать на повышенной скорости, а затем вручную набирать пакет кадров, захватывающих максимальное количество фаз движения.

Возвращаясь к теме разговора, отметим, что мозг удерживает изображение довольно продолжительное время (десятки секунд). И сейчас мы это проверим. Если с минуту втыкать в негативный портрет Че Гевары, а потом перевести взгляд на белый фон, то на нем возникнет вполне позитивное изображение и не только возникнет, но еще и не захочет уходить.

Иллюзии глубины пространства

Кафельный пол римского собора имени Святого Иоанна Латеранского (рисунок 6) вымощен плоской плиткой, которая за счет ошибочно выбранной схемы интерпретации двумерного изображения воспринимается мозгом как нагромождение трехмерных кирпичиков. Кстати говоря, это явление встречается на практике повсеместно, поскольку нещадно эксплуатируется художниками и дизайнерами (ведь им тесно в застенках плоской поверхности, с которой они вынуждены работать — будь то холст, экран монитора или еще что).

Иллюзия ценой в миллион долларов

А ведь как все хорошо начиналось! Запустили ученые вокруг Марса всякие спутники и стали его снимать. Вот и сняли. Плохой камерой с низким разрешением. Такое сняли, что и сами не рады. Человеческое лицо в стиле маски фараона на поверхности соседней планеты (рисунок 7), представляющее собой колоссальное сооружение, воздвигнутое то ли марсианами, то ли еще какими инопланетными существами.

«Фараон» прорисовывается вполне отчетливо, и публика (на деньги которой, собранные в виде налогов, и строится вся космическая техника) рвет и мечет, требуя развернуть остальные спутники, оснащенные камерами высокого разрешения, и заснять сенсацию во всех подробностях. Специалисты из NASA сначала игнорировали общественное мнение, а когда оно приняло характер планетарных масштабов, уже поздно было доказывать, что «фараон» – всего лишь внебрачный ребенок игры света и тени. Таких «фараонов» на Марсе и на Луне — десятки, а то и сотни. Увидеть их можно, как правило, только однажды. Слегка другой угол падения света – и все, изображение исчезает. Снимать его еще раз — бессмысленно, да и накладно. Разворот спутника — серьезная инженерная операция, которая в случае ошибки оператора рискует закончиться полным крахом. Да даже без всякого краха — количество топлива маневровых двигателей ограничено и невосполнимо, а потому расходовать его следует очень бережно. Вот только… кому это объяснишь… Ну, отсняло NASA еще серию снимков этого «искусственного сооружения внеземных существ». Что толку? Все равно общественность уверена, что NASA прячет марсиан на секретной военной базе.

Эффект перцептивной готовности

Или неготовности. Это как посмотреть. Мы видим в первую очередь то, что хотим или ожидаем увидеть. Обратим свой взор на рисунок 8 и попробуем ответить: какой символ изображен в центре — буква «B» или число «13»? Зависит от того, в каком направлении читать. Психологические учебники буквально кишат примерами подобного рода, часть из которых явно надумана, а часть — позаимствована из реальных текстов, сложность распознавания которых имеет фундаментальную природу.

Человек распознает текст в контексте окружающих символов. Машина же — думать не обучена, а шаблонные методы, увы, во многих случаях не работают. Кстати, вместо того, чтобы делать каптчи на рваном цветом фоне, который даже нормального человека приводит в ярость, граничащую с суицидом (что же говорить о людях с ограниченными возможностями?), давно пора задействовать чисто психологические эффекты, использовав такое начертание шрифта, которое только человек способен проинтерпретировать единственно правильным образом (фактически, это тест на IQ — даны: ушанка, валенки и милицейская фуражка. Вопрос: какой из предметов здесь лишний? Ответ — фуражка, потому что валенки и ушанку нормальные люди носят).

Красавица и чудовище

Почему симпатичные девушки бессознательно выбирают себе страшных подруг? Наверное, затем, чтобы смотреться на их фоне «интереснее», ведь как уже говорилось, сознание оперирует не абсолютными, а относительными оценками.

Так, оранжевые круги на рисунке 9 вопреки здравому смыслу имеют совершенно идентичный диаметр, легко измеряемый линейкой. Но один и тот же круг в окружении кругов побольше словно «сжимается» – и, наоборот, раздувается от гордости на фоне младших товарищей.

Оптические иллюзии правят миром

Скрыться от них невозможно. Даже зная об их существовании, очень трудно в очередной раз не оказаться жертвой обмана, а обманываем мы себя постоянно. Коварство сознания в том, что даже после объяснения «фокусов» иллюзии продолжают работать. Прими как данность: научиться воспринимать мир таким, какой он есть — невозможно. Однако в наших силах делать «поправки на ветер», то есть учитывать существование обманов зрения, когда мы пытаемся судить об истинной природе вещей.

Интересные ссылки

INFO

  • Хотя Пизанская башня наклонена, колокольня, построенная во второй половине XIV века наверху башни, стоит ровно.
  • Парейдолические иллюзии — это иллюзорное восприятие реального объекта. Парейдолии возникают при восприятии самых обычных объектов. Например, при рассматривании рисунка обоев или ковра, трещин и пятен на потолке можно внезапно увидеть изменчивые, фантастические пейзажи, лица людей, необычных зверей и т.п.
  • Нить Ариадны – в древнегреческой мифологии нить, которая помогла афинскому герою Тесею выйти из лабиринта Минотавра. В переносном смысле – это способ, помогающий выйти из затруднительного положения; путеводная нить.
Содержание
ttfb: 23.998975753784 ms