OPTICKÉ KLAMY A STEREOGRAMY Jana Grillová a Klára Jechová 4. D, Gymnázium Na Vítězné pláni 1160, Praha 4, 140 00, šk. rok 2005/2006 Abstrakt: V prvním článku se budeme zabývat optickými klamy. Optická iluze je klam spočívající v matoucím či nesprávném vnímání vybraného obrázku. Obraz vnímaný okem interpretuje mozek jinak, než odpovídá realitě. Ve druhém se budeme zabývat speciálními optickými klamy stereogramy. Optické klamy Úvod Optické klamy dělíme podle charakteru obrazu na [1]: a) barva, b) délka, c) dvojsmysl, d) objekt, e) paobraz, f) pohyb, g) prostor, h) velikost, i) zkreslení a j) různé. Barvy Existují takové klamy, jejichž hlavní příčinou je změna jasu nebo barvy. Může se jednat o obrázek, který budí dojem velkého množství barev. Příkladem může být také kontrast dvou sousedních ploch na obrazovce nebo různých stínových efektů. Zejména na okraji zorného pole se barvy a jas jednotlivých ploch mění nebo se dokonce objevují celé zdánlivé plochy nové, vzniklé snahou oka a mozku korigovat rozdíly v odstínu podle každodenní zkušenosti - viz Obr. 1. Podobně na Obr. 2 - při podrobnějším pohledu zjistíme, že barev je na obrázku mnohem méně, než se na první pohled zdálo. Obr. 1: Ovál uvnitř plochy má stejnou barvu [1]. Obr. 2: Vznikající černá barva místo bílé [1]. 74
Délka U těchto zdánlivých zkreslení délky oko vnímá stejné velikosti jako různé. Takový obrázek nás donutí vidět perspektivu tam, kde doopravdy vůbec není viz Obr. 3. Obr. 3 Délka horní úsečky se shoduje s dolní [1]. Dvojsmysl Jedním typem optických klamů jsou klamné obrazy s možností víceznačného výkladu. Hezky demonstrují, jak mozek odmítá přijmout takovou víceznačnost a střídavě vidí v obrázku ten, nebo onen možný význam - viz Obr. 4. Objekt Obr. 4: Dvojsmysl [1] Tyto kamufláže jsou pokusy zabránit v rozpoznání objektu v obrázku proti jeho pozadí, většinou rozbitím jeho obrysu. Ukazují jak silný je vliv toho, co v obrazci vidět chceme po patřičné nápovědě je najednou obraz znatelně jasnější viz Obr. 5. Obr. 5: Optická kamufláž [1]. 75
Paobraz Jedná se o stopu zrakového vjemu v negativní podobě a trvá několik sekund. Hledíme-li tedy delší dobu na obrazec výrazně seskupených barev, a pak upřeme zrak na bílou nebo šedivou plochu, objeví se nám daný obrazec v doplňujících barvách. Co bylo červené, je zelené. Co bylo modré, je žluté. Co bylo fialové, je oranžové. A co bylo černé, vidíme jako bílé a naopak viz Obr. 6. Obr. 6: Delší dobu se upřeně díváme na tečku uprostřed srdce a poté vzhlédneme na holou stěnu [1]. Pohyb Pohybové klamy nás matou falešnými pohyby objektů z větší části zakrytých. Pozorujeme zdánlivé pohyby stojících předmětů za určitých okolností viz Obr. 7. Prostor Vědomým narušováním pravidel promítání vznikají obrazy, jejichž zpětná rekonstrukce na prostorový předmět není možná. Vznikají objekty z prostorového hlediska paradoxní, které nám však mohou napovědět mnohé především o mechanismech našeho prostorového vidění - viz Obr. 8. Obr. 7: Zdánlivý klam otáčejících se kruhů [1]. Velikost Jedná se o zkreslení velikosti. Pomocí nejrůznějších jednoduchých triků se nám podaří obelstít oko i mozek natolik, že objekty shodných rozměrů pozorujeme jako nestejné viz Obr. 9. 76
Obr. 8: Prostorový klam [1]. Zkreslení Obr. 9: Obrazce uprostřed soustav jsou pro každou dvojici stejně velké [1]. Zdánlivá zkreslení jsou klamy, u kterých oko vnímá stejné velikosti a úhly jako různé. Často nás takový obrázek nutí vidět perspektivu tam, kde ve skutečnosti není viz Obr. 10. Různé Sem zařazujeme hry s písmeny, světly, více symboly v jednom apod. viz Obr. 11. Obr. 10: Zobrazené kruhy vidíme jako spirálu, která nám vytváří zdánlivou perspektivu obrazu [1] Obr. 11: Trojúhelník rozřežeme na čtyři části a ty přeskládáme zase do trojúhelníku. Z obrazce nám zmizí jeden čtverec [1]. Vysvětlení: Základna (nejdelší strana trojúhelníku) není rovná, ale mírně vyklenutá, což však částečně kryje tlustá černá čára na okraji trojúhelníku. V první části je tlustá černá čára propadlá-konkávní a po přeskládání vypouklá-konvexní. A právě do této rezervy ( vypukliny ) se vejde ztracený čtverec. 77
Obr. 12: Zdánlivé rozbíhání slunečních paprsků [2]. Praxe Ukázka praktického jevu optického klamu Občas můžeme pozorovat, že se svazky paprsků slunečního světla radiálně rozbíhají na všechny strany (viz foto Obr. 12). Kdy tento jev pozorujeme? Sluneční paprsky dopadající na Zemi by měly být prakticky rovnoběžné. Jak je to možné, že se tedy rozbíhají a že tyto paprsky vůbec pozorujeme. [2] Vysvětlení: Uvedené rozbíhání slunečních paprsků pozorujeme, pronikají-li svazky paprsků slunečního světla mezerami mezi mraky. Rozbíhání je však pouze zdánlivé, jedná se o optický klam, stejně jako se nám zdá, že se sbíhají železniční koleje. Pozorujeme je díky jejich rozptylu na prachu a nečistotách [2]. Závěr Optické klamy nalézáme všude kolem nás. Setkáváme se s nimi v praxi či je uměle vytváříme. Ovlivňují nás pozitivně i negativně. Častokrát jsou součástí našeho běžného života. V mnoha směrech nám pomáhají. Vytvářejí perspektivy, mnohopohledovost, dvojsmysl apod. nebo slouží jako forma zábavy a rozvíjení naší fantazie. Stereogramy Něco málo k historii V roce 1838 byly provedeny první pokusy s trojrozměrným viděním. Byly k tomu použity dva obrázky položené vedle sebe, které se pozorovaly speciálními brýlemi. A první trojrozměrný efekt byl na světě. Postupem času se metoda stále více a více zdokonalovala, až se začaly natáčet první 3D filmy. Ovšem hlavní boom stereogramů se zaznamenal někdy v šedesátých letech, kdy se využívala již mnohem modernější technologie než tehdy. Například kniha Toma Bicceiho Magické oko se na celém světě probojovala mezi bestsellery. Tento Američan ale žádné trojrozměrné obrázky nevynalezl. V roce 1991 objevil stereogram v technickém odborném časopise, experimentoval s touto metodou a začal obrázky nabízet pomocí inzerátu. Knihy se stereogramy začaly být velice populární, v Japonsku dosáhly několika milionů výtisků. Jedna populární japonská televizní stanice převzala Bicceiho obrázky a dala tak podnět ke vzniku opravdové kultury stereogramů; vznikly kluby stereogramů, a dokonce umělecký směr, který se zabývá pouze stereogramy [3]. 78
Stereogram mezi lidmi Proč jsou tyto stereogramy tak populární? Určitě v tom hraje roli to tajemství, které tento zakódovaný obrázek skrývá. Co člověka podněcuje k tomu, aby šilhal na zdánlivě nesmyslný obrázek? Prostá touha spatřit to, co při normálním pozorováním neuvidíme. Problémy s prostorovým viděním Efekt v trojrozměrných grafikách nerozpozná každý: přibližně deset procent lidí má potíže při vnímání hloubky. Ti se musejí i při běžném trojrozměrném vidění spoléhat na jiné efekty, např. na perspektivu. Ne však každý, kdo na první či druhý pohled nevidí na magických obrazech nic jiného než plochý obrazec, trpí oční chorobou. V drtivé většině případů je takový člověk postižen jenom nedostatečnou dávkou trpělivosti nebo příliš malou schopností soustředit se. Jak se dívat? Když se umíte dívat, je to skvělý způsob jak vidět 3D obrázek i bez použití speciálních brýlí. Stačí správně zašilhat z velmi krátké vzdálenosti na obraz, poté pomalu oddalovat zrak a náhle se ve shluku obrazců nedávajících zpravidla smysl vyjeví trojrozměrný obrázek [4]. Zde uvádíme jednoduchý příklad: Při správném zahledění se do tohoto obrázku se vám vyjeví jedno roztomilé zvířátko. Uhodnete jaké? 79
Závěr Doufáme, že každého, kdo si přečte tento článek, stereogramy učarují natolik, že si nějaké rád vyhledá. Pro zajímavost uvádíme v literatuře několik internetových adres. Literatura [1] http://www.cz-milka.net/opticke-klamy/ [2] http://www.pef.zcu.cz/pef/kof/diplomky/diplomka/html/dopln.htm [3] http://www.fi.muni.cz/~xkolcar/stereo/ (ke dni 17.9.1999) [4] kniha Magic 3D (speciální příloha počítačového časopisu CHIP) http://www.fi.muni.cz/~xkolcar/stereo/ http://cat.rulez.cz/3d-sis.htm http://www.foto-ceckogml.unas.cz/stereogramy.html http://mujweb.cz/www/skywalker/3dobraz.htm http://stereogram.jonyx.com/galerie/ 80