Optilised ehk visuaalsed illusioonid: määratlus, tüübid ja seletus

Avasta optilised ehk visuaalsed illusioonid: määratlus, peamised tüübid (optilised, füsioloogilised, kognitiivsed) ja aju seletused — miks meie tajud mõnikord petavad.

Optiline illusioon (mida nimetatakse ka visuaalseks illusiooniks) on kujutlus, mis näitab tavalisest tegelikkusest erinevaid pilte.

Silma poolt kogutud teavet töödeldakse ajus, et anda tajumine. See on normaalne, kuid sellistel juhtudel ei vasta välimus stiimuliallika füüsilisele mõõtmisele.

On olemas kolm peamist visuaalse illusiooni tüüpi:

1. sõna otseses mõttes optilised illusioonid, mis loovad pilte, mis erinevad neid moodustavatest objektidest
2. füsioloogilised illusioonid: need on heleduse, värvi, suuruse, asendi, kallutatuse, liikumise liigse stimulatsiooni mõju silmadele ja ajule.
3. kognitiivsed illusioonid, mis on teadvustamata järelduste tulemus (aju teeb vale otsuse).

Enamiku illusioonide üldine seletus on viis, kuidas aju töötab meelteandmete põhjal, et tekitada mõtestatud tajusid. Suur 19. sajandi psühholoog Hermann von Helmholtz kirjeldas tajumist kui "alateadlikke järeldusi meelteandmetest ja varasematest kogemustest". Richard Gregory arutas, kuidas aju püstitab hüpoteesi selle kohta, mis on seal väljas, ja mõnikord ei lähe see hüpotees päris paika. Tema tajumuse mudel on interaktsioon meeleorganite andmete ning varasemate teadmiste ja kogemuste vahel.

New Yorgis asuva Rensselaer Polytechnic Institute'i teadlane Mark Changizi arvab, et optilised illusioonid on tingitud "neuraalsest hilinemisest". Kui valgus tabab võrkkesta, kulub umbes kümnendik sekundist, enne kui aju tõlgib signaali maailma visuaalseks tajumiseks. Teadlased on teadnud sellest viivitusest ja arutanud, kuidas inimesed seda kompenseerivad. Mõned arvavad, et meie motoorne süsteem muudab meie liigutusi, et kompenseerida viivitust.

Changizi väidab, et inimese visuaalne süsteem on arenenud nii, et ta suudab kompenseerida neuraalseid viivitusi, luues pilte sellest, mis toimub ühe kümnendiku sekundi pärast tulevikus. See ettenägemine võimaldab inimestel reageerida sündmustele olevikus, võimaldades neil sooritada refleksiivseid toiminguid, nagu näiteks lennupalli püüdmine, ja manööverdada sujuvalt läbi rahvahulga. Illusioonid tekivad siis, kui meie aju püüab tajuda tulevikku ja need ettekujutused ei vasta tegelikkusele.

Põhimõtteliselt on Helmholzi, Gregory ja Changizi ideed sarnased. Me ei muuda meelteandmeid mehaaniliselt maailmapildiks, nagu mõned arvasid. Me kasutame oma aju selleks, et välja selgitada, mida me näeme. See hõlmab mälu ja loogika kasutamist, kuigi kiirelt. See protsess on väga hea, kuid mitte lollikindel. Kui see ebaõnnestub, saame illusiooni.

Tüübid ja näited

Kolm peamist tüüpi illusioone võib täpsemalt lahti seletada koos tuntud näidetega:

• Sõna otseses mõttes optilised illusioonid — pildid, mis tekitavad visuaalselt teistsuguse kuju või mustri kui neid moodustavad osised. Näited: Müller–Lyer (jooned tunduvad erineva pikkusega), Ponzo (perspektiiv mõju), Kanizsa kolmnurk (taju täidab puuduvaid servi).
• Füsioloogilised illusioonid — tekivad närvisüsteemi liigsest või spetsiifilisest stimulatsioonist. Näiteks värvide ja heleduste järelpiltide efektid (vaata intensiivset värvi ja seejärel valget pinda), liikumise illusioonid (staatilised mustrid, mis näivad liikuvat, nt Fraser’i spiraal või "rotating snakes"), samuti glare- või kontrastiefektid.
• Kognitiivsed illusioonid — põhinevad aju tõlgendustel ja eeldustel. Siia kuuluvad kontekstist sõltuvad hinnangud (nt Ebbinghausi illusioon: ümbritsevate ringide suurus mõjutab keskse ringi tajutud suurust) ja nägemise „täiendamine” (aju täidab puuduvad osad; näiteks näeme pildi sees tuttavaid kujundeid ka siis, kui need on ebatäielikud).

Miks illusioonid tekivad? — lühike kokkuvõte teooriatest

Illusioonide olemus näitab, et nägemine ei ole üksnes valguse peegelduste otsene registreerimine, vaid aktiivne tõlgendusprotsess. Peamised seletused:

• Helmholzi alateadlikud järeldused: aju kasutab varasemaid kogemusi ja meelteandmeid, et teha kiireid järeldusi, mis tavaliselt on kasulikud, kuid mõnikord eksitavad.
• Gregory’ hüpoteetiline mudel: aju koostab hüpoteese sellest, mis on pildil, ja testib neid aistingute järgi — kui hüpotees ei vasta täies ulatuses andmetele, tekib illusioon.
• Changizi neuraalne viivitus ja ettekujutuse hüpotees: visuaalne süsteem püüab kompenseerida närvi- ja töötlemisviivitusi, ennustades lühikest tulevikku; ettekujutused võivad mõnikord erineda tegelikkusest ja tekitada illusoorseid tajusid.
• Bayesia ja ennustava kodeerimise mudelid: kaasaegsed teooriad vaatlevad aju kui statistilist ennustajat: see kombineerib sensoorset infot varasemate ootustega (priorid) ning genereerib parima oletuse välismaailma kohta. Illusioonid ilmnevad siis, kui ootused ületavad või moonutavad sensoorset informatsiooni.

Kus ja milleks illusioone uuritakse?

Optilisi illusioone uuritakse nii põhiteaduses kui rakendustes:

• Neuroteadus ja psühholoogia: illusioonid aitavad mõista tajuprotsesside mehhanisme, silma ja aju koostööd ning neid kasutatakse eksperimentides kontrollitud tingimustes.
• Kunst ja disain: kunstnikud ja graafilised disainerid kasutavad illusioone visuaalse mõju loomiseks; arhitektuuris ja liikumisedukuses arvestatakse perspektiivi ja kontrasti.
• Praktilised rakendused: ohutum liikluskujundus, kasutajaliideste optimeerimine, virtuaalreaalsus ja visualiseerimine — kõik nõuavad arusaamist, kuidas inimesed visuaalset infot tõlgendavad.
• Kliiniline diagnostika: teatud illusioonidele reageerimine võib anda vihjeid neuroloogiliste või silmahaiguste kohta.

Kuidas vähendada eksitavat tajumist?

Mõnikord on soov vältida valeinterpreteeringuid (nt turunduse, ohutuse või meditsiiniliste piltide puhul). Selleks aitavad:

• rohkem sensoorseid vihjeid (nt sügavuse näitajad, varjud, stereoskoopiline info);
• kontrasti ja valguse ühtlustamine;
• liikumise või vaatenurga muutmine, mis paljastab tegelikud proportsioonid;
• selge visuaalse konteksti andmine ja ebaolulise visuaalse müra vähendamine.

Kokkuvõte

Optilised ehk visuaalsed illusioonid näitavad, et nägemine on aktiivne, ennustav protsess — meie aju ei registreeri maailma lihtsalt peegeldusena, vaid koostab sellest kiiresti tähenduse, kasutades nii sensoorseid andmeid kui ka varasemaid kogemusi. Illusioonid on kasulikud uurimisvahendid ning loovad mitmeid rakendusi kunstist tehnoloogiani, samas meenutades, et ka kõige osavam tajusüsteem võib aeg-ajalt eksida.

Küsimused ja vastused

K: Mis on optiline illusioon?

K: Millised on kolm peamist visuaalse illusiooni tüüpi?

K: Kuidas me Hermann von Helmholtzi järgi asju tajume?

K: Mida arvab Richard Gregory sellest, kuidas meie aju asju tajub?

K: Mis põhjustab Mark Changizi arvates optilisi illusioone?

K: Kuidas teadlased seletavad enamikku illusoorsete nähtuste juhtumeid?

Otsing