Frank van Hertrooij
Scivolemo 17 Januaro 2018
Pliaj artikoloj
Dum milionoj da jaroj la cerbo adaptis sin al freneza mondo. Por travivi ĝi devis rekoni paternojn, agi rapide kaj precize kaj kunlabori kun limigita korpo. Por ŝpari energion kaj povi reagi tuj al danĝeroj, ĝi do ne provas krei precizan bildon de la mondo ekstere, sed bildon kiu funkcias. Tio sufiĉas por kavernulo, sed la cerbo facile trompeblas. Oni povas fari tion per ludi kun lumo, aŭ la maniero kiel la okuloj kaj la cerbo prilaboras signalojn. Tia trompo por la sensoj nomiĝas iluzio kaj oni renkontas ilin pli ofte ol oni eble ŝatus konfesi. Feliĉe oni povas lerni de oniaj malfortoj kaj scii kiam oni ne fidu la okulojn.
Fiksitaj bildoj
La konekto inter la cerbo kaj la okuloj estas tre komplika. Se oni vidus la mondon tiel, kiel la lumo trairas la okulojn, oni vidus ĝin inversite, kvazaŭ oni starus sur la manoj. La cerbo tuttempe ŝanĝas la bildon kiun oni vidas por igi ĝin kiel eble plej logika. Tio signifas ke ĝi inversigas la bildon, sed ĝi faras multe pli. Oni ekzemple ne vidas konstantajn signalojn, kiel la nazon. Tio okazas kun ĉiuj sensoj kaj ankaŭ klarigas kial oni ne sentas siajn vestaĵojn la tutan tagon. Inverse, la cerbo provas ankaŭ plenigi la bildon kiam informoj mankas, ekzemple en la blinda makulo (la loko kie la opta nervo forlasas la okulon, kie ne estas sensoĉeloj). La cerbo uzas informojn el la ĉirkaŭaĵoj por diveni kio povus esti en tiuj lokoj, sed ne ĉiam sukcesas.
Ĉi tiu bildo montras kiel la cerbo plenigas la blindan makulon. Se oni kovras la maldekstran okulon per la mano kaj rigardas la krucon maldekstre pli malpli 30cm for de la ekrano, la punkto dekstre malaperos (plej facilas per komputilo). La cerbo plenigas la blindan makulon per la koloro ĉirkaŭ ĝi, kio igas la punkton blanka. Tiu efiko funkcias kun ajna koloro.
Kelkfoje la iluzio rekte influas la okulojn, antaŭ la interpreto. Tio okazas en la kazo de ”postbildoj”. La okulo havas tri malsamajn specojn da sensoĉelojn, kiuj nomiĝas konusaj ĉeloj, por detekti kolorojn. Ĉiuj respondecas pri unu koloro, nome ruĝa, verda aŭ blua. Per kombini la signalojn de ĉiuj specoj de ĉeloj, oni povas vidi tutan kolorspektron. La ĉeloj tamen ne estas perfektaj. Ili ĥemie reagas al lumo kaj bezonas tempon por ripozi.
Ĉi tio estas “Meisje met de parel”, pentrita de Johannes Vermeer. La nura diferenco estas ke la koloroj ne kongruas kun la originalo. Ĉiuj koloroj estas ŝanĝitaj al tiuj rekte trans la kolorcirklo. Ruĝa do iĝis cejana, blua iĝis flava kaj tiel plu. Rigardu la bildon dum kelkaj sekundoj sen movi la okulojn kaj poste rigardu helan, blankan fonon. Tiel la originala pentraĵo videblas. Blanka lumo enhavas ĉiujn kolorojn, sed kiam la sensoĉeloj por specifa koloro laciĝas, oni vidas nur la kolorojn kiuj restas. Tial oni vidas inversitan bildon.
Niaj okuloj povas klarigi multajn iluziojn, sed la plejparto el ili kreiĝas en niaj cerboj. La bildoj en onia menso ne estas absolutaj, kiel tiuj kreitaj per digitala kamerao. Oni ne vidas bilderojn kiuj ĉiuj havas la saman koloron kaj helecon kiel tiuj en ekrano. Prilabori ĉiujn detalojn de bildo kostus multe tro da tempo kaj energio. Por povi rapide kaj efike konkludi, la cerbo ne vidas bilderojn, sed formojn kaj paternojn. Ĝi plenigas bildojn laŭ tio kion ĝi spertis kaj vidis antaŭe. Se oni bone komprenas kiel la cerbo funkcias, oni povas trompi ĝin. Eblas vidi movojn, kolorojn kaj formojn kiuj ne ekzistas.
En ĉi tiu iluzio, la kvadrato kun la ”B” aspektas pli hela ol tiu kun la ”A”, sed ĝi ne estas. Se oni rigardas la bildon per komputilo, ĝi scias ke la du kvadratoj havas ekzakte la saman koloron, ĉar ĉiu bildero estas ekzakte priskribita en la kodo. Kontraste, homoj vidas diferencon, pro tio ke la cerbo ne nur provas vidi la bildon, sed ankaŭ kompreni ĝin. Ĝi vidas ŝaktabulon kun klara paterno, do ĝi povas deveni ke kvadrato B devus esti blanka. Ĝi vidas ankaŭ la ombron de la verda cilindro, kiu igas ĉion malpli hela. La cerbo igas la kvadraton pli hela por ke ĝi kongruu kun tio kio oni kutimas vidi, eĉ se tio donas neveran bildon.
Klaras ke oni ne povas fidi la cerbon kiam temas pri ombroj. Kvankam tio povas esti amuza ludo, ĝi ankaŭ povas kaŭzi praktikajn problemojn. Specife kiam oni legas mapojn.
Ĉi tiu bildo, farita per Google Maps, montras strangan strukturon. Al multaj homoj ĝi aspektas kiel ampleksa montaro, sed ĝi fakte estas parto de la Granda Kanjono en Usono. La fonto de tiu iluzio estas ke la cerbo ne havas sufiĉe da indikojn por krei tridimensian bildon de la mapo, kio signifas ke ĝi vidas unu el du eblaj intrepretoj. Oni ne povas vidi la sunon, do oni ne scias kie la fonto de la lumo troviĝas. En la ĉiutaga vivo, la suno neniam brilas de sube, do la cerbo alkutimiĝis al la ideo ke lumo venas de supre. Tio povas krei problemojn sur mapoj, ĉar tie la fonto de la lumo povas esti ie ajn. Aldone, la ombro de valo, kiam la lumo venas el la sudo, aspektas simile al la ombro de monto, kiam la lumo venas el la nordo. Ĉi tiu mapo montras valon, sed la lumo venas el la sudo, do de sube. Oni pensas ke la lumo venas de la alia flanko kaj misinterpretas la konkavecon de la valo. Por certigi ke homoj ne misinterpretas mapojn, oni ofte aldonas lumfonton permane. Tio plej ofte okazas en la maldekstra supra angulo de la bildo. Tio ja igas la mapo pli bone interpretebla, sed ĝi ofte ne estas realisma, ĉar la suno neniam brilas el la nordo kiam oni rigardas lokon norde de la ekvatoro.
Kiel la percepto de ombroj montras, konteksto estas tre grava kiam temas pri interpreti bildojn. Tio estas specife vera por la grando de malsamaj objektoj en bildo. Sur ekrano aŭ papero, oni ne povas uzi la malsamajn perspektivojn de la okuloj por vidi tridimensie, do la cerbo serĉas aliajn indikojn por diveni kiuj objektoj estas pli proksimaj kaj kiuj estas pli for.
En ĉi tiu bildo, desegnita de Roger Shepard kaj originale publikigita en ties libro ”Mind Sights”, La antaŭa monstro aspektas malpli granda ol la malantaŭa monstro, sed ili fakte estas same grandaj. La maniero per kiu la muroj de la tunelo estas desegnitaj indikas ke la malantaŭa monstro estas pli for. La cerbo kombinas la informojn de la perceptita grandeco de la monstroj kaj la divenita distanco kaj konkludas ke ĝi do devas esti pli granda ol la antaŭa monstro.
Ankaŭ la fama Ebbinghaus-iluzio ludas kun relativa grando. La oranĝkoloraj diskoj en la bildo estas same grandaj, sed la dekstra aspektas pli granda. Sciencistoj ne konsentas pri la ekzakta kialo malantaŭ la iluzio. Povas esti ke la cerbo interpretas grandon laŭ la kontrasto kun ĉirkaŭaj diskoj, sed ankaŭ la distanco inter la oranĝkolora kaj la ĉirkaŭaj grizaj diskoj povas havi gravan rolon. Eksperimentoj ja montris ke universitataj studentoj estas multe pli influataj de la iluzio ol infanoj kiuj aĝas dek aŭ malpli. Tio montras ke la kreskita senco por konteksto de la studentoj kaŭzas ke ili estas pli severe efikataj de la iluzio.
Moviĝo
La plej utila kaj ofte uzata iluzio restas tiu de moviĝantaj bildoj. La ”stroboskopa efiko” okazas kiam oni rigardas serion de bildoj tre rapide. Kiam oni rigardas, oni mallonge memoras la bildon kiun oni ĵus vidis, por pli rapide povi intrepreti la sekvan bildon, sed se la bildoj aperas tre rapidaj, la memoro kaj la bildo miksiĝas, kio donas la iluzion de moviĝanta bildo. Jam antaŭ filmado oni povis doni vivon al fotoj kaj desegnaĵoj tiel pere de zootropo. Tio estas cilindra ujo en kiu oni povas meti paperon kun bildstrio. En la vando de la cilendro estas fendoj tra kiuj oni povas vidi po unu bildo. Tiuj fendoj preventas ke la bildo iĝas svaga per kovri la bildon dum parto de la tempo. Per rapide turni la cilindron, oni povas vidi bildon post bildon, ĝis ili kunfandiĝas kaj iĝas animacio.
Pro evoluoj en la kampo de filmteĥniko, la zootropo perdis sian utilon, sed ĝi ankoraŭ estas bela por vidi. Modernaj teĥnikoj ja plifaciligis konstrui tridimensiajn zootropojn. Per rapide turni diskon kun etaj plastaj figuroj oni povas kaŭzi la saman efikon kiel en la tradicia zootropo. Oni povas uzi fendojn por rigardi la figurojn, sed oni ankaŭ povas rapide ŝalti kaj malŝalti la lumon, aŭ filmi ĝin per kamerao. Ĉi-sube estas bildo de malnova tridimensia zootropo.
Kompreneble ja estas diferencoj inter filmoj kaj veraj moviĝoj. Filmoj havas specifan bildfrekvencon. Tio estas la kvanto da bildoj, kiuj estas montrantaj ĉiusekunde. Se oni filmas objektojn kiuj turniĝas same rapide kiel la bildfrekvenco, ĉiu punkto de la objekto estas en la sama loko sur ĉiu bildo. La rezulto estas ke malgraŭ la rapida moviĝo, la objekto aspektas fiksa en la filmo. Tio ofte okazas kun radoj de veturiloj en filmoj. Pro tio ke ili estas tro rapidaj por kapti per normala kamerao, ili ŝajnas malpli rapidaj aŭ fiksaj, aŭ la direkto laŭ kiu ili turniĝas iĝas inversa. Se nur temas pri rado, tio ne estas problemo, sed kiam io tre rapida estas la celo de la filmo, oni bezonas kameraon kiu povas filmi pli da bildojn ĉiusekunde.
Alia problemo kiam oni filmas aŭ fotas rapidajn objektojn estas ke la plejparto de kameraoj ne fotas la tutan bildon samtempe. Plej ofte la kamerao unue fotas la supran vicon de bilderoj kaj iras suben, ĝis ĝi fotis ĉiun vicon. Tiusence ĝi multe similas al skanilo. Kiam oni fotas ion kio moviĝas tre rapide, ĝi havas malsaman pozicion kiam la kamerao fotas la supron de la bildo, ol kiam ĝi fotas la subon, kio kaŭzas strangajn deformojn. Tre bonaj por montri tiun efikon estas helicoj, ĉar ili tre rapide rondiras kaj kaŭzas interesan paternon.
Laste, oni ne bezonas kameraon por krei la iluzion de moviĝo. Ekzistas multaj ekzemploj de bildoj kiuj trompas la cerbon por ŝajnigi ke ili moviĝas. Unu el ili estas la iluzio de la rotaciantaj serpentoj. Tiu ĉi iluzio estas ekzemplo de ”Periferia drivo” kaj utiligas kontrastojn.
La bildo ĉi tie estis kreita de Akiyoshi Kitaoka. Aspektas kvazaŭ la cirkloj, el kiuj el bildo konsistas, moviĝas sendepende. Kiam oni vere fokusiĝas je unu cirklo, la moviĝo ĉesas. Nur la plej eta moviĝo de la okuloj necesas tamen, por denove ekigi la moviĝon. Sciencistoj pensas ke la efiko estas kaŭzata de la diferencoj inter la kontrastoj inter la malsamaj koloroj. La nigraj kaj blankaj eroj havas tre akran kontraston, kiu tuj aktivigas specifajn nervojn en la cerbo. La flavaj kaj bluaj partoj havas malpli akran kontraston, kio kreas malpli rapidan respondon en la cerbo. La diferenco inter tiuj du signaloj vekas la nervojn, kiuj respondecas pri moviĝo, kio kaŭzas la iluzion. Alia grava faktoro estas la diferencoj inter malsamaj partoj de la okulo. Oni povas plej bone distingi detalojn per la centro de la okulo, sed aliaj partoj de la bildo iĝas svagaj kaj kunfandiĝas. Tial la bildo ĉesas moviĝi kiam oni ne movas la okulojn kaj vere fokusiĝas.
Finfine la cerbo estas multe pli facile trompebla ol oni pensas, sed tio ne gravas. Ĉi tiel la cerbo estas plej efika kaj aldone oni povas ĝui la diversajn iluziojn. La plej grava afero por lerni tamen, estas ke ni ne forgesu ke la mondo ne ĉiam estas kio ĝi ŝajnas.
Por ankaŭ trompi la orelojn oni povas malfermi la suban ligilon en sia retumilo kaj ŝalti la sonon. La sono kiun oni aŭdas iom pensigas min pri veturi trajne trans tunelon. La iluzio estas ke la sono ŝajne senĉese malaltiĝas, kvankam tio ne eblas. Por atingi tiun efikon, la sono uzas tre unikan sinsekvon de tonoj kiuj iras suben kiel ŝtuparo. Oni aŭdas multajn ŝtuparojn samtempe kiuj ĉiuj estas oktavon pli altaj ol la antaŭa. Tiel la tonoj iĝas malpli altaj ĉiun individuan momenton, sed ne ĝenerale. La sono nomiĝas la Shepard-tono.
http://www.fallingfalling.com/