Neįmanomi objektai: optinė iliuzija — apibrėžimas ir pavyzdžiai

Neįmanomas objektas yra optinė iliuzija, kuri vaizduoja trimatės erdvės struktūrą, neįmanomą egzistuoti realiame pasaulyje. Tokie vaizdai kartais vadinami neišsprendžiamomis figūromis arba paradoksinėmis konstrukcijomis. Stebint dvimatį piešinį, mūsų regos ir suvokimo sistema automatiškai interpretuoja jį kaip trimatį objektą – tai vyksta daugiausia pasąmoningai ir greitai. Dėl to atsiranda stiprus trimatės formos įspūdis, nors objektas realiai negali egzistuoti.

Kaip susidaro ši iliuzija?

Neįmanomų objektų iliuzija grindžiama tuo, kad vietinės erdvės užuominos (perspektyva, šešėliavimas, uždengimas, briaunų ryškumas) yra suderintos taip, kad kiekvienas mažas paveikslo fragmentas atrodo logiškas vietoje. Tačiau sujungus šiuos fragmentus į visumą atsiranda prieštara – cikliška ar topologinė nesuderinamumo grandinė, dėl kurios objektas negali būti suvoktas kaip nuosekli trimatė struktūra.

Pavyzdžiai ir žymiausi variantai

  • Penrose trikampis (Penrose triangle) – vienas žinomiausių neįmanomų objektų, sukonstruotas taip, kad kiekviena kampinė jungtis atrodo teisingai, bet visos trys sąsajos sudaro uždarą trikampį, kurį neįmanoma realizuoti 3D erdvėje.
  • Penrose laiptai (Penrose stairs) – begalinio kilimo ir leidimosi iliuzija: laiptų ratas, kuris vizualiai sugrąžina atsidūrimą tame pačiame aukštyje, nors lokalūs laiptų ruožai atrodo įprasti.
  • Neįmanomas kubas (impossible cube) ir neįmanomas kvadratas – kiti dažni piešiniai, kuriuose briaunos ir kampai prasilenkia tokiu būdu, kad sukuria nenuoseklią erdvės topologiją.
  • XX a. pradžioje Oscar Reutersvärd piešė daugybę variantų; vėliau idėjas populiarino Lionel Penrose ir jo sūnus Roger Penrose, o garsiausias jų panaudojimas – M. C. Escher grafikos darbai.

Kai kurie atvejai yra subtilūs

Ne visi neįmanomi objektai yra akivaizdūs iš pirmo žvilgsnio. Kai kurie piešiniai slepia prieštarą giliau – žiūrovas turi atidžiai išanalizuoti objekto geometriją ir suprasti, kaip vietinės erdvės santykiai viena su kita prieštarauja. Net suvokus, kad objektas neįmanomas, trimatės iliuzijos pojūtis gali išlikti, nes smegenys vis tiek siekia pritaikyti pažįstamus erdvės modelius.

Kodėl tai domina mokslininkus ir menininkus?

Neįmanomi objektai patraukia psichologus, matematikus ir menininkus, nes jie leidžia tirti regos sistemos taisykles ir jų ribas. Psichologijoje ir kognityviniuose moksluose tokie paveikslai padeda atskleisti, kaip smegenys sujungia vietines užuominas į globalų vaizdą ir kaip formuojamas erdvės suvokimas. Matematikai ir topologai nagrinėja šių objektų savybes ir klasifikacijas, o menininkai – panaudoja įdomų estetinį efektą kūryboje.

Kaip atpažinti neįmanomus objektus?

  • Sekite briaunas ir kampus: jei sekdami kontūrą atsiduriate prie pat pradžios taško per neįmanomą maršrutą, tai požymis, kad yra ciklinis prieštaravimas.
  • Analizuokite gylio tvarką (depth ordering): bandykite nustatyti, kuris elementas yra „priekyje“, o kuris „už“ – jei gaunate prieštarą (A prieš B, B prieš C, C prieš A), tai neįmanomas objektas.
  • Rotacija ir mastelio keitimas: pasukus vaizdą arba pakeitus mastelį, konstruktorius klaidos vieta gali išryškėti.
  • Pažvelkite iš arti ir iš toli: vietinės užuominos gali priversti smegenis užmiršti globalius neatitikimus.

Pritaikymas ir reikšmė

Neįmanomi objektai naudojami meno kūriniuose, grafinio dizaino sprendimuose, iliuzijų eksperimentuose ir mokymo medžiagoje, siekiant iliustruoti suvokimo procesus. Jie taip pat turi pritaikymą vizualinio mąstymo lavinime, problemų sprendimo užduotyse ir kartais net architektūros bei interjero dizaino provokuojančiose instaliacijose (naudojant perspektyvines apgaules arba specialias konstrukcijas).

Trumpai

Neįmanomi objektai yra įdomūs ir daugiasluoksniai vizualiniai fenomenai: tai dvimatės iliuzijos, kurias smegenys supranta kaip trimates, nors jos negali egzistuoti realioje erdvėje. Jie parodo, kaip stipriai mūsų suvokimas remiasi vietinėmis erdvės užuominomis ir kodėl kartais matome tai, ko fiziškai nėra.

Žiūrint tam tikru kampu, atrodo, kad šis kubas prieštarauja geometrijos dėsniams.Zoom
Žiūrint tam tikru kampu, atrodo, kad šis kubas prieštarauja geometrijos dėsniams.

Dvi garsios neišsprendžiamos figūros - Penrouzo trikampis ir velnio kamertonasZoom
Dvi garsios neišsprendžiamos figūros - Penrouzo trikampis ir velnio kamertonas

Istorija

Švedų dailininkas Oskaras Reutersvardas pirmasis nupiešė daugybę neįmanomų objektų. Jis vadinamas "neįmanomų figūrų tėvu". 1934 m. jis nupiešė Penrozės trikampį, keleriais metais anksčiau nei Penrozės. Taip, kaip jį nupiešė Reutersvärdas, trikampio kraštinės suskaidytos į kubus.

1956 m. britų psichiatras Lionelis Penrose'as ir jo sūnus matematikas Rogeris Penrose'as žurnale "British Journal of Psychology" pateikė trumpą straipsnį "Neįmanomi objektai: ypatinga regėjimo iliuzijos rūšis". Jį iliustravo Penrouzo trikampiu ir Penrouzo laiptais. Straipsnyje buvo minimas Ešeris, kurio darbai paskatino juos susidomėti šia tema, bet ne Reutersvardas, kurio jie nežinojo. Straipsnis buvo paskelbtas tik 1958 m.

Nuo 1930-ųjų olandų dailininkas M. C. Escheris sukūrė daug piešinių su perspektyvos paradoksais. 1957 m. jis sukūrė pirmąjį piešinį, kuriame buvo tikras neįmanomas objektas: Ešeras Ešeras sukūrė kubą su stebuklingomis juostelėmis (Cube with Magic Ribbons). Jis sukūrė daug kitų piešinių su neįmanomais objektais, kartais visas piešinys būdavo neapibrėžta figūra. Jo darbai labai padėjo atkreipti visuomenės dėmesį į neįmanomus objektus. Su neįmanomomis figūromis eksperimentuoja ir kai kurie to meto menininkai, pavyzdžiui, Jos de Mey, Shigeo Fukuda, Sandro del Prete, Istvánas Oroszas (Utisz), Guido Moretti, Tamásas F. Farkasas ir Mathieu Hamaekersas.

Grožinėje literatūroje

  • "Žvaigždžių kelio: naujos kartos" epizode "Aš, Borgas" buvo sukurtas planas sunaikinti visą Borgų rasę - piktavalius kibernetinius ateivius, kurių protai buvo tarpusavyje susiję, - parodant vienam iš Borgų labai sudėtingo neįmanomo objekto nuotrauką. Šis vaizdas būtų perduodamas atgal į borgų avilį, perkraunant jo sąmonę vis didesniais ir didesniais bandymais suprasti vaizdą. Šis planas buvo atmestas kaip genocidas, todėl galimi jo rezultatai niekada nebuvo pastebėti.
  • Kompiuteriniame žaidime "Diablo II" "Arcane Sanctuary" regionas buvo paremtas neįmanomais piešiniais.
  • Alano Moore'o 1963 m. mini serijoje vaizduojamas veikėjas, vadinamas Hipernautu, gyvenantis kosminėje stotyje, kurios forma primena neįmanomą daiktą.
  • Vaizdo žaidime "Eternal Darkness": Xel'lotath esencija, Xel'lotath Sigil, yra neįmanomas artefaktas, primenantis iškreiptą angelą.
  • Simpsonų epizode "Treehouse of Horror VIII" (liet. "Siaubo namelis VIII") ant profesoriaus Frinko kiemo prekystalio galima pamatyti blivetą (arba velnio kamertoną). Filme "Simpsonai" Homeris, patirdamas apsireiškimą, nukrenta nuo kilometrų mylios neįmanomų begalinių laiptų namo.
  • PSP ir PS3 konsolėms skirtame vaizdo žaidime "Echochrome" vaizduojamas manekenas, kuris turi įveikti daugybę neįmanomų objektų.
  • 1986 m. Jimo Hensono režisuoto fantastinio filmo "Labirintas" kulminacinės scenos goblinų karaliaus pilyje dekoracijos sukurtos pagal M. C. Ešerio "reliatyvumą", kuriame yra neįmanomų laiptų ir perspektyvų.
  • "Pokemon Platinum" žaidime yra sritis, pilna tokių neįmanomų dalykų.

Susiję puslapiai

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra neįmanomas objektas?


Atsakymas: Neįmanomas objektas - tai optinės iliuzijos rūšis, kai žmogus, žiūrėdamas į dvimatį paveikslėlį, interpretuoja jį kaip trimatį objektą, nors iš tikrųjų tai neįmanoma.

K: Kaip kitaip vadinami neįmanomi objektai?


A: Neįmanomi objektai taip pat vadinami neišsprendžiamomis figūromis.

K: Kaip smegenys interpretuoja neįmanomus objektus?


A.: Smegenų regos centras didžiąją dalį darbo atlieka pasąmoningai ir automatiškai, interpretuodamas figūrą kaip trimatį objektą.

K: Kas nutinka, kai žiūrovas žiūri į neįmanomą objektą?


A: Paprastai žiūrovas netrukus po to, kai pažvelgia į figūrą, supranta, kad toks objektas yra neįmanomas. Tačiau trimatės figūros įspūdis gali išlikti net ir tada, kai žiūrovas žino, kad iš tikrųjų tai neįmanoma.

Klausimas: Ar visi neįmanomi objektai yra iš karto akivaizdūs?


A: Ne, kai kurie neįmanomi objektai yra subtilesni ir iš karto nėra akivaizdu, kad jie yra neįmanomi. Žiūrovas turi atidžiai įsižiūrėti į objekto geometriją, kad įsitikintų, jog jis iš tiesų neįmanomas.

K: Kas domisi neįmanomais objektais?


A: Neįmanomais objektais domisi psichologai, matematikai ir menininkai.

K: Kuo svarbūs neįmanomi objektai?


A: Neįmanomų objektų tyrimas gali padėti suprasti, kaip mūsų smegenys apdoroja vaizdinę informaciją, ir įkvėpti meninei kūrybai bei matematiniams atradimams.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3