AKUSTICKÉ A OPTICKÉ KLAMY

V lidové mluvě slovo iluze tak zdomácnělo, že se pod ním skrývá řada jiných významů. Říkáme například: "Nedělej si iluze" a myslíme klamné naděje. Co však to slůvko správně znamená? Iluze jsou šalebná vnímání, kdy vjem neodpovídá podnětu. Nejběžnější jsou iluze z nedostatečné pozornosti. Nějaký zvuk považujeme za zazvonění telefonu, mihnoucí se stín za běžícího psa ap. Iluze vznikají rovněž ze zvýšené pozornosti. Očekáváme-li návštěvu, zdá se nám každou chvíli, že už někdo zvoní, milovanou bytost vidíme na každém rohu. Nejčastější jsou emoční iluze. Bojíme-li se ve tmě, zdá se nám, že každý keř v parku je schoulená postava, každé vrznutí dveří jsou kroky zloděje.
My se ale dneska spolu vypravíme za uměle vykonstruovanými sluchovými a zrakovými iluzemi a klamy, kterým podléhá každý i při sebevíce zostřené pozornosti. Tyto klamy jsou velice oblíbené mezi většinou lidí. Jakoby popírají realitu světa a správnost našeho myšlení a při jejich vnímání se vkrádají myšlenky, nakolik jsou vžitá geometrická měřítka a podněty přicházející skrze naše smysly reálné. Některým slouží jako příjemná hříčka, jiní se snaží přijít věci na kloub. Pragmatici chtějí zase vědět, k čemu je to dobré a jak toho využít. Pokusím se tedy vyhovět všem :-)
Protože pro demonstraci sluchových i zrakových klamů jsou nutné ukázky, pusťte si naše CD, kde najdete nejen to, ale též program k vytváření mozaikových stereogramů.

AKUSTICKÉ KLAMY

Paradox tritónu

Základní motiv, na kterém je patrný paradox tritónu, je tvořen dvěma počítačem generovanými tóny v intervalu půl oktávy (takový interval je nazýván též tritónem). Pokud jsou tóny intervalu hrány jeden po druhém, někteří lidé slyší stoupající motiv. Jiní však, i když slyší tytéž tóny, slyší motiv jako klesající. Stejnou zkušenost udělá i skupina hudebníků, kteří jsou si svým vjemem naprosto jistí, a přesto se nemohou dohodnout, jestli u tohoto páru tónů výška stoupá, nebo klesá.
Paradox tritónu má ještě jeden zvláštní následek. Obecně, je-li melodie hrána v jedné stupnici, a následně transponována do jiné, vnímané vztahy mezi tóny zůstávají zachovány. Představa, že by se melodie mohla změnit po transpozici z jedné stupnice do druhé, je stejně paradoxní, jako že se kruh může změnit ve čtverec, pokud jej posuneme na jiné místo.
Paradox tritónu ale toto pravidlo porušuje. Po zahrání nějakého takového páru tónů (řekněme C - Fis) může posluchač slyšet klesající motiv. Po zahrání jiného páru (řekněme Gis - D) stejný posluchač slyší místo toho motiv stoupající. Jiný posluchač ale může slyšet motiv C-Fis jako stoupající přitom motiv Gis-D jako klesající.
(Tritón vůbec chystá hudebníkům různá nemilá překvapení. Byly doby, kdy církevní moc jeho použití zakazovala jako dílo ďáblovo :-))) ) www.philomel.com/demos/wav/tritone.wav
Tritónová iluze má i příbuzné hříčky, jako třeba Shepardovu stupnici - chromatickou stupnici hranou v umělé barvě tónu volené tak, že stále stoupá, ačkoli 13. tón je přesně identický s prvním. asa.aip.org/demo27.html

Záhadná melodie
Tato hudební hádanka ukazuje, jak naše znalost hudebního úryvku silně ovlivňuje naše slyšení. Zkušební motiv obsahuje známou melodii (jak pro koho :-). Její tóny (tj. C, D, E, ...) jsou správně, ale jsou náhodně rozmístěny po třech různých oktávách. Zkoušíte-li melodii poslechem rozeznat, zjistíte, že to jde překvapivě těžko! www.philomel.com/demos/wav/mys_scr.wav
Poslechněte si nyní melodii v původní podobě - všechny tóny v jedné oktávě. Bez potíží ji poznáte. Nyní, když víte, co máte slyšet, zkuste původní, roztrhaný motiv - zjistíte, že rozeznat jej je podstatně snazší. www.philomel.com/demos/wav/mys_un.wav Pokud to nepůjde na první poslech, zkuste to ještě několikrát a melodie se nakonec objeví.
Na první pohled to vypadá jako samoúčelné hrátky, ale když se podíváte na tyto stránky, můžete se seznámit s lidmi, kteří využívají ve svých výzkumných projektech sluchových iluzí pro výzkum a léčbu lidí s poškozeným sluchem nebo mozkem. www.mrc-cbu.cam.ac.uk/Research/Attention.html

Iluze proložených stupnic a její varianty
Základem této ilize je motiv, skládající se ze dvou snadno rozpoznatelných melodií (třeba stoupající a klesající stupnice), které jsou však proloženy tak, že jednotlivé jejich tóny přicházejí zprava a zleva (a u druhé melodie samozřejmě opačně).
Při poslechu ze sluchátek takový motiv vyvolává celou řadu iluzí, lišících se posluchač od posluchače. Praváci například často slyší melodii tvořenou vysokými tóny celou z pravého sluchátka a melodii tvořenou hlubokými tóny z levého. Pokud jsou sluchátka zaměněna, jsou vysoké tóny nadále slyšet ze stejné strany jak předtím, stejně tak jako tóny hluboké. Posluchači se tedy zdá, že během obrácení sluchátek se v nich vysoké i hluboké tóny přesunuly do sluchátka opačného. www.philomel.com/demos/wav/chromatic.wav
Stejného efektu lze dosáhnout i motivem odvozeným od chromatické stupnice, např. přes dvě oktávy. Při poslechu na jeden reproduktor (jednoho stereokanálu) jsou slyšitelné jen jednotlivé skoky ve výšce tónu. Když jsou však přehrány oba kanály současně, vyloupnou se ze změti dvě plynulé melodie. Ve skutečnosti - váš mozek vytváří řád ve slyšeném chaosu...

Binaurální efekty

Podobně jako binokulární efekty v prostorovém vidění, se uplatňují binaurální efekty v prostorovém slyšení. Binaurálním rytmům věnoval velkou pozornost a později je využil v tzv. psychowalkmanech i M. Valuch, kdy právě tomuto efektu přikládá, alespoň po zvukové složce psychowalkmana, největší význam, i když dominujícím efektem jsou podle něho optické vjemy. Binaurální rytmus, který Valuch zde použil, je vlastně zvukový podnět vysílaný asymetricky do obou uší.
Analýza rozdílů přijímaných zvukových signálů v mozku poskytuje informace o vzdálenosti a poloze zvuku a zároveň o prostoru, ve kterém se posluchač nalézá. Lokalizaci zdroje (informaci o jeho poloze) je možné extrahovat ze vstupních signálů analýzou některých jevů, jako je třeba meziušní prodleva, rozdil intenzit zvuku v obou uších, odezva boltce a deformace zvukového pole, způsobené tvarem hlavy (HRTF). Pro vice informací o těchto efektech a o modelování 3D zvuku si dojděte na stránku: vyhen.site.cz/view.php3/000225.

OPTICKÉ KLAMY

Optické klamy jsou mnohem známější. Kdo cítí potřebu, může optické klamy nejprve roztřídit. Není to však nijak snadné, protože v džungli známých i neznámých, navzájem se prolínajících faktorů bude každé členění víceméně formální.
Velkou kategorií klamů jsou nereálné objekty a obrazy. Vědomým narušením pravidel promítání vznikají obrazy, jejichž zpětná rekonstrukce na prostorový předmět není možná. Vznikají objekty z prostorového hlediska paradoxní, které však nám mohou napovědět mnohé právě o mechanismech našeho prostorového vidění. Známé klamy tohoto typu, se kterými se lze podrobněji seznámit přes již citovaný odkaz jsou nereálný trojúhelník, trojzubec a schodiště. Na přiloženém CDčku máte možnost se seznámit s pěti videoukázkami ve formátu mpeg, které demonstrují názorněji zobrazený klam v pohybu.
Jiným typem 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. Velmi často citované příklady jsou profil dvou tváří, tvořící vázu, obrázek dívky/baby a obrazy s neurčitou hloubkou, které se před očima převracejí naruby.
Pohybové klamy nás zase matou falešnými pohyby objektů z větší části zakrytých, jejichž skutečný pohyb bychom si měli domyslet, zdáním očekávaného pohybu místo atypického (loukoťové kolo), nebo zdánlivými pohyby stojících objektů za určitých okolností. Například Ouchiho klam se projevuje na speciálním způsobem strukturované mřížce připomínající šachovnici, v jejímž středu je vyseknutá kruhová část pootočená o 90 stupňu. Tato střední část zdánlivě vystupuje z plochy šachovnice a při pohybu očima po obrázku působí dojmem, jakoby se mírně otáčela.
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, a podvědomá korekce velikosti zvětší "vzdálenější" části obrázku. Patří sem geometrické hříčky jako Poggendorfův klam, Fraserova spirála nebo Zollnerův klam. Zařadit sem lze třeba i Amesův pokoj - klam pracující s živými lidmi v reálném pokoji (pravda - nad očekávání křivým :-)). Tento typ klamu má dokonce jeden čistě přírodní příklad - klam velkého měsíce (www.grand-illusions.com/moon.htm).
Kamufláže jsou zase 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.
Oblíbenou iluzí je tzv. paobraz. Jedná se vlastně o stopu zrakového vjemu v negativní podobě a trvá několik vteřin. Hledíme-li tedy delší dobu na obrazec výrazně seskupených barev a pak upřeme zrak na bílou nebo šedivou plochu, objeví se nám 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. K demonstraci nám dobře poslouží obrázek Ježíše.
Jsou i jiné klamy příbuzné tím, že jejich hlavní příčinou je změna jasu nebo barvy, avšak zde je to kontrast dvou sousedních ploch obrazce, jako třeba na Hermannově mřížce, nebo různých stínových efektech. 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.
Stereoskopické obrázky a anaglyfy (objekty pro pozorování 3D brýlemi) vlastně nejsou klamem, alespoň svým určením. Jsou nejjednodušší metodou, jak zajistit dojem prostoru při pozorování rovinného obrázku - prostě tím, že zajistí pravému i levému oku ten "jeho" obraz. Trojrozměrné vidění pohybujících se i statických předmětů je, ačkoli většině z nás připadá samozřejmé a snadné, malým zázrakem. Optické principy vidění dokáží na zakřivených sítnicích dvou očí zajistit dva plošné obrázky, z nichž pak už skutečný prostorový obraz viděného předmětu rekonstruuje náš mozek. Ačkoli možných trojrozměrných interpretací je vlastně nekonečně mnoho, mozek se jen málokdy splete. A když ano, nastává optická iluze.
Asi nejrozšířenější optickou iluzí v poslední době jsou stereogramy. Ty, které jsou označovány jako Random-Dot-stereogramy (RDS), na první pohled vypadají jako změť černobílých či barevných bodů. Oproti tomu rozšířenější Single-Image-Random-Dot-stereogramy (SIRDS) jsou takové ty zrnité obrázky zdánlivě periodických ornamentů. Takřka ojediněle se můžete setkat se Single-Image-Random-Text-stereogramy (SIRTS, rovněž známé jako ASCII stereogramy). Na této stránce naleznete dokonce mnoho ukázek ASCII stereogramů.
Ze všech typů stereogramů se správným pohledem vyloupne prostorová silueta. Základem tohoto "správného pohledu" je zaostření za plochu vlastního obrázku tak, aby se do každého oka promítalo jiné místo v mozaice. Drobné rozdíly v kresbě pak simulují odchylky, způsobené při normálním pohledu jiným zorným úhlem pravého a levého oka, ze kterých mozek rekonstruuje prostorový tvar a vzdálenost toho, co vidí. První a třetí - pohled "do blba" a pohled "za" stereogram spoléhají na trpělivost pozorovatele, jehož rozostřený pohled se po chvíli samovolně zachytí na hledané struktuře. Druhá metoda - silné přiblížení stereogramu k očím až do ztráty ohniska a jeho postupné vzdalování - je obvykle nejsnazší, ačkoliv mi přišlo, že poněkud nezdravá. Zeptala jsem se tedy renomovaných oftalmologů a mohu vás uklidnit. Prý si oči nemůžeme stereogramy zkazit, ovšem ani vylepšit :-)
Dobrou ilustrací celého mechanismu prostorového vidění je stránka www.lhup.edu/~dsimanek/3d/3dpage.htm, kde je vysvětlen samotný stereoskopický efekt, oba způsoby prohlížení stereoskopických obrázků a lze tam nalézt mnoho příkladů k nácviku na kresbách i fotografiích i ukázku dalších souvisejících efektů, např. chování některých známých nereálných objektů a zdánlivých zkreslení ve stereoskopickém zobrazení.
Až pro 12% lidí jsou některé z těchto iluzí navždy skryty. Mají potíže s tzv. konvergenčním efektem 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. Oftalmologové tvrdí, že naučit se vnímat takové obrázky je těžší než se naučit mluvit a chodit současně. Důvodů, proč obě oči nepracují synchronně, aby daly tzv. stereoskopické vidění, je více (www.vision3d.com/whycant.html) a některé si lze na daném sajtu též svépomocně otestovat. Jaká část mozku je aktivována stereoskopy zkoumali oftalmologové na japonské Shiga University: www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi
Také vnímání pohybu není tak jednoduché, jak se obecně myslí. Rozšířená představa, že za spojitým vnímáním filmového pohybu je jen setrvačnost oka, bere za své při prostém propočtu. Přetrvávající obraz totiž překrývá jeden, nebo i dva následující snímky a vede spíše k rozmazání, než k navození dojmu pohybu. Ve skutečnosti je však zastavený obraz, třeba na videu, méně ostrý, než ten v pohybu. Pohyb je tedy pravděpodobně opět jen "vysvětlením", které si pro sérii nepříliš se lišících obrázků vytvoří náš mozek. (www.grand-illusions.com/percept.htm)
Počátek tvorby stereogramů se datuje do roku 1838. Byly vytvořeny dvojice obrazů, které musely být pozorovány speciálními brýlemi. Teprve díky této pomůcce bylo dosaženo trojrozměrného efektu. Začátkem šedesátých let americký vědec maďarského původu Bela Julesz objevil, jakým způsobem může člověk vnímat rozdíly v optických obrazcích, jestliže jsou odstraněny všechny známé tvary. Vytvářel na počítači obrazové páry (vždy jeden pro levé a jeden pro pravé oko), které byly identické - kromě centrální oblasti, která byla na pravém obrazci posunuta o několik bodů doprava. Jeho výzkum měl i vojenské pozadí: Juleszovy výsledky dokázaly, že lze objevit skryté objekty, např. tanky nebo budovy, i v případě, že maskování je perfektní a že nemohou být rozpoznány bez zřetele na jejich prostorové rozměry. Juleszovy stereogramy Random-Dot skládaly ze dvou různých obrazů (vždy z jednoho pro levé oko a z jednoho pro pravé oko), vyvinul Angličan Christopher Tyler společně s programátorkou Maureen Clarkovou v roce 1979 na Smith-Kettlewellově očním institutu v San Francisku počítačový algoritmus, který oba vzory překrývá a skládá v jeden obraz. Tvoří ho stovky malých bodů, jejichž přesnou polohu vypočítá počítač.

Optických iluzí vlastně využívá každý výtvarný styl. Zdůrazněné kontury kreseb a karikatur, stíny postav a věcí v evropském malířství (mimochodem, víte, že klasické výtvarné umění Východu dodnes stíny nepoužívá?), barevný tón a kontrast, to vše pomáhá malíři vnutit divákovi svůj výklad obrazu.
Klasikem žánru je bezesporu Holanďan M. C. Escher, hlavní náplní grafik, ale také uznávaný matematik a krystalograf-samouk. Ačkoli zemřel již v r.1972, jeho dílo má dodnes obrovské množství obdivovatelů, jak dokládá i otevřeně komerční sajt www.worldofescher.com.
Mezi klasiky nereálných objektů lze rovněž zařadit Švéda Oscara Reutersvarda, který vytvořil svůj první op art objekt již v r.1934 a jeho více či méně složitým variacím zasvětil celou svou tvorbu. www.sandlotscience.com/EyeonIllusions/Reutersvard.htm.
Italský umělec Guido Moretti vytváří bronzové sochy, měnící se z jednoho neskutečného objektu v jiný podle úhlu pohledu.
István Orosz je tvůrcem tzv. anamorfních pokřivených obrazů. Tyto obrazy jsou zkreslené tak, že jsou srozumitelné jen ve správně zakřiveném zrcadle nebo v něm dávají jiný smysl.
Sandro del Prete je mistr tvorby neskutečných scén, které vždy dovolují více než jednu interpretaci. Ačkoliv mnoho lidí věří, je jeho práce inspirována Escherem, ve skutečnosti se Escherův a del Pretův styl výrazně liší. www.sandlotscience.com/EyeonIllusions/Prete.htm
Další optoiluzorní mág - Scott Kim - se soustředil na šálení písmem a tvoří tzv. ambigramy, neboli dvojznačné nápisy, které jsou buď zrcadlově symetrické, lze je různě převracet, nebo skrývají další význam.
Shigeo Fukuda je nejplodnější a nejuniverzálnější tvůrce dvojrozměrných i trojrozměrných optických iluzí všech kategorií, včetně nereálných objektů, dvojznačných soch a anamorfního umění.
Galerii podobně zaměřených umělců můžeme najít zde: www.exploratorium.edu/exhibits/f_exhibits.html.
Jedním z těch, kteří k iluzím přistupují z vědeckých hledisek, zejména elektrofyziologie, neuroanatomie a obecně funkce nervových sítí, účastnících se vidění, je Al Seckel (neuro.caltech.edu/~seckel/), spoluator putovní výstavy obsahující interaktivní modely zkoumaných jevů a soubornou výstavu příbuzných (a již zmíněných) výtvarníků.
Optickými iluzemi se zabývají i vědci - např. v r.1996 byla ve Štrasburku uspořádána na toto téma konference, kde se probíraly problémy psychofyzikální optiky, mechanizmy prostorové orientace a vliv veličin jako jas, kontrast, barva a pohyb na optické vnímání. www.pion.co.uk/perception/19ecvp/prog.html
Jestliže vás nějaká nehmatná iluze nevychýlí z křesla a nevěříte ničemu, co si nemůžete vzít do rukou a nechcete si ani vytvořit nějaký objekt pomocí prográmku, které jsem vám tady věšela na udičku na našem CDčku, můžete si třeba objednat hračky, založené na iluzích. Neuvěřitelná lžička s optickou čočkou a fotografií, pero, jehož hrot se vysunuje ohnutím uprostřed, magická zrcadla a jiné roztomilé blbinky můžete vidět zde: www.grand-illusions.com/shop.htm

Další užitečné linky:
Videoukázky zvýrazňující optické efekty jednotlivých klamů:
www.volny.cz/dejavu/krabice.mpg
www.volny.cz/dejavu/matice.mpg
www.volny.cz/dejavu/triplan.mpg
www.volny.cz/dejavu/maska.mpg
www.volny.cz/dejavu/vaza.mpg
Programy na tvorbu stereogramů:
www.bluechillies.com/details/4781.html
stereoskopické fotografie:
www.stereoscopy.com/gallery
Word Trade Centrum - fotografie demonstrující křížové vidění:
www.ray3d.com/WTC29_jpg.html
Stereogramy mozaikové:
www.vision3d.com
Optické klamy:
www.geocities.com/SoHo/Museum/8716/images.html
www.geocities.com/SoHo/Museum/8716/images.html
vyuka.panska.cz/reichl/fyzika/popular/optika/opticke_klamy.htm - Zde jsou vysvětleny jednotlivé klamy
www.liquidgeneration.com/sabotage/optical_sabotage.asp
web.quick.cz/iveta_kulhava/Opticke-klamy.htm
www.optillusions.com/
blog.lide.cz/xxx_29
www.gendzo.sk/optoklamy/
cat.rulez.cz/k-klamy.htm - prvních pár iluzí je tam poměrně dobře a rozsáhle vysvětleno
www.sandlotscience.com/ - hodně klamů, stojí za to se tam mrknout
www.kurtwenner.com/street/ - malby na chodník /www.mentalillusion.com - točí se? Netočí?
www.zevzek.com/illusion/
/www.thegreatillusion.com/ - I když jsou to spíše obrazy, ale je to pěkné.
www.ekamarad.cz/magazin/index.php?cid=3060 - Kniha 3D Optické hlavolamy
geometrické klamy:
www.archimedes-lab.org/atelier.html

 <= zpět <=