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ILLUSIONS VISUELLES (OPTIQUES)
Illusions visuelles (optiques) / Changer de terrain et de perspective

Changer de terrain et de perspective. Encyclopédie des illusions visuelles

À loisir / Illusions visuelles (optiques)

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Plusieurs illusions visuelles intéressantes se produisent lorsque le relief que nous voyons ou la profondeur du motif change. L'émergence de ces illusions est associée, d'une part, aux phénomènes d'accommodation et de convergence des yeux, c'est-à-dire à leur capacité à voir des objets à différentes distances, à la capacité de percevoir l'espace par la luminosité des objets, par leurs ombres. et par le nombre d'objets intermédiaires. D’un autre côté, ces illusions surgissent également dans le processus de compréhension de ce qui est visible. Le cerveau joue un rôle important dans la correction de la perception spatiale. Dans ce cas, le travail du cerveau, dont nous ne sommes pas clairement conscients, se déroule de la même manière que lors de l'inversion des images inversées et du redressement des images curvilignes obtenues sur la rétine de nos yeux.

Des exemples d'illusions de ce type sont présentés dans la Fig. 79-87. Quand on regarde la fig. 80 à 87 changements dans les images en relief que nous voyons peuvent se produire à la fois à notre demande et involontairement et parfois même contre notre désir.

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Riz. 79. Les faces d'un cube dessinées séparément sont incapables de créer l'impression d'une figure spatiale

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Riz. 80. Qu'est-ce que c'est ? Un livre ouvert avec son dos vers nous ou son dos vers nous ?

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Riz. 81. S'agit-il soit d'une plaque avec un évidement (le bord arrière de l'évidement AB), soit de trois parois de la boîte sur lesquelles la plaque est pressée (le bord avant de la plaque AB) ?

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Riz. 82. S'agit-il soit d'un escalier, soit d'une niche, soit d'un « accordéon » fait d'une bande de papier ? Il n’est pas difficile de voir que la visibilité des différents objets dépend ici de la direction de notre regard. Si vous dirigez d’abord votre regard vers le côté gauche de l’image, vous verrez un escalier. Si l’œil se déplace sur le dessin de droite à gauche, une niche sera visible. Si vous regardez en diagonale du bord inférieur droit vers le coin supérieur gauche, vous verrez un morceau de papier plié en accordéon.

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Riz. 83. Le cube de droite semble plus grand que celui de gauche, bien que les trois cubes soient identiques. Nous percevons les lignes convergentes comme un indice de la profondeur de l'espace

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Riz. 84. Regardez de plus près ! Des figures convexes ou concaves sont-elles représentées ici ?

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Riz. 85. Combien y a-t-il de cubes et comment sont-ils disposés ?

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Riz. 86. Combien y a-t-il de cubes et comment sont-ils disposés ?

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Riz. 87. Comment se situe ce prisme ? Quel bord, ab ou bg, est le plus proche de nous ? Quels visages sont étiquetés A et B ?

Par exemple, sur la Fig. 87 montre un prisme de verre et c'est à nous de voir le bord ab comme l'avant, et bd comme l'arrière, ou, à l'inverse, de voir A à l'extérieur du prisme, et B à l'intérieur, ou vice versa. Enfin, le prisme peut être creux et la face A ou la face B peut être totalement absente. Pour résoudre ces questions, une certaine tension dans l’appareil visuel est nécessaire, après quoi nous pouvons voir sur la Fig. 87 ce que nous s'il vous plaît. Si les parties des arêtes cachées par les arêtes n'étaient pas dessinées sur le prisme, nous ne verrions qu'une seule position complètement définie du prisme dans l'espace. De la même manière, si l'on considère seulement deux projections de deux vases en verre transparent (Fig. 88), sans voir la troisième projection, il est difficile d'imaginer lequel des vases est situé le plus proche de nous et si ces vases se touchent. Après avoir construit la troisième projection, nous déterminons avec confiance et rigueur que le vase en forme de tonneau est plus proche de nous et que les vases ne se touchent pas.

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Riz. 88. Après avoir fermé la partie inférieure du tableau (plan en pointillé), essayez de déterminer comment se situent les vases dans l'espace. Est-ce qu'ils se touchent ?

Nous avons pris l'habitude de croire que l'objet représenté sur l'image a été éclairé par la gauche et que ses ombres dans l'image sont situées à droite et en bas. Sur cette base, nous prenons l'image de la croix de Malte (à gauche sur la fig. 89) comme une figure convexe. Mais par erreur, le cliché de ce dessin a été renversé, et tout le monde dira probablement que la croix de droite est une figure approfondie.

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Fig. 89

Nos yeux s'adaptent en fonction de ce sur quoi nous fixons notre attention, et conformément à cela, nous voyons certaines parties de la figure plus proches et d'autres plus éloignées.

Les objets situés à une grande distance de nous nous paraissent petits du fait que l'angle formé par les rayons tombant des points extrêmes de l'objet sur la pupille de l'œil diminue. Cet angle est appelé angle visuel.

Laquelle des lignes verticales représentées sur la Fig. 90, le plus long ? Il semble que ce soit celui qui se trouve à l'extrême gauche. Cependant, toutes les lignes verticales ont la même longueur. Cette figure explique la formation de l'angle visuel, et l'illusion s'explique par le fait que la ligne gauche sous-tend l'angle visuel le plus grand, et que les autres angles n'en sont que des parties.

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Fig. 90

Le phénomène de convergence visible de lignes parallèles au loin (voie ferrée, autoroute, etc.) est appelé perspective. Pour représenter dans un dessin une certaine partie de l'espace remplie d'objets, et pour que ce dessin donne l'impression de réalité, il faut pouvoir utiliser les lois de la perspective. Toutes les lignes de ce dessin, qui sont en réalité parallèles à la surface de la Terre, doivent être représentées comme convergeant en un point de l'horizon, appelé « point de fuite ». Le choix du niveau de la surface et de l'horizon terrestres, ainsi que du « point de fuite » peuvent être arbitraires. Les lignes allant sous des angles différents doivent converger d’un côté ou de l’autre du « point de fuite », plus on s’en éloigne, plus l’angle par rapport à la ligne de vision directe qu’elles passent est grand. De ces points, le plus remarquable est le point de convergence des lignes faisant un angle de 45° avec la ligne de vision directe ; ce point est appelé « point de retrait ». Il est remarquable en ce qu’il est éloigné du « point de fuite » par la distance à laquelle l’œil de l’artiste était éloigné du tableau lorsqu’il le peignait.

Pour regarder un tableau, il est préférable de placer son œil au « point éloigné ». Il est facile de comprendre à quel point cela est important en regardant la figure. 91. Si vous regardez ce dessin de loin, il donne l'impression d'être plat. Si vous placez votre œil face au « point de fuite » à une distance de 3,5 cm du dessin (égale à la distance du « point de fuite » au « point de retrait »), alors le dessin donne une impression de volume*. Le couloir qui y est représenté est profond, son sol est constitué de carrés réguliers et le plafond semble voûté. Le choix de la hauteur de l'horizon et du point de distance détermine grandement l'apparence des objets représentés dans le dessin et le réalisme de l'ensemble de l'image. Par exemple, on connaît la « perspective grenouille », lorsque le point de fuite est très bas, et la perspective « oeil d’oiseau ».

* (Si vous utilisez une loupe, elle doit être fermement appuyée contre l’œil.)

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Fig. 91

En plus de la perspective linéaire, la peinture prend également en compte la perspective aérienne, c'est-à-dire la luminosité différente des objets au premier plan, au milieu et à l'arrière-plan de l'image en raison de l'absorption et de la diffusion de la lumière dans l'air.

Une personne transfère la perception perspective de l'espace, développée par l'évolution séculaire de la vision, aux peintures et photographies qu'elle examine, qui représentent des objets à différentes distances (Fig. 92-94). À côté de la perspective normale de la peinture moderne, il existe une perspective dite inversée. Il est facile de vérifier qu’une telle perspective existe en réalisant l’expérience suivante. Placez la boîte d'allumettes devant les Yeux au niveau du bout du nez et à une distance de 10 cm de celui-ci de manière à ce que le côté avec le motif soit vers le haut. En regardant la boîte dans cette position avec les deux yeux, on constate que son extrémité la plus éloignée semble plus large que la plus proche. Cela peut s'expliquer par le fait que la largeur de l'objet dans ce cas est inférieure à la distance entre les yeux, et nous avons affaire à une illusion de vision.

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Riz. 92. En raison du non-respect des règles de perspective, la figure du vieil homme marchant devant semble beaucoup plus grande que la figure du garçon marchant derrière, bien que les figures soient les mêmes

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Riz. 93. De tous les personnages, le personnage le plus grand est la fille qui marche derrière. Le non-respect des règles de perspective dans tous les détails du dessin déforme les dimensions visibles

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Riz. 94. Quelle distance est la plus grande : AB ou AC ? N'est-il pas vrai que la climatisation est plus grosse ? Mesurez maintenant

Mais pourquoi dans les dessins et les icônes des peintres de la Russie antique tous les objets, quelle que soit leur taille, sont-ils représentés en perspective inversée ? Cela peut être vu en regardant, par exemple, l'image de la « Trinité » de l'iconostase de la cathédrale de la Trinité à Zagorsk, aujourd'hui conservée dans la galerie Tretiakov ; Ce tableau (Fig. 95) a été peint par le grand artiste de la Rus antique Andrei Rublev. Ici les planches sous les pieds des anges de droite et de gauche sont étroites au premier plan et larges au fond, la table est presque parallèle au plan du tableau et est plus large au fond qu'au premier plan. De plus, sur l'icône « Lavement des pieds », également peinte par A. Rublev, même les structures architecturales sont représentées en perspective inversée.

L'artiste russe de la seconde moitié du XVe et du début du XVIe siècle, Denys, peint également de nombreux objets en perspective inversée sur ses fresques. Certains historiens de la peinture soulignent que les artistes de l'Antiquité ne prêtaient aucune attention à la perspective et qu'une nouvelle phase à cet égard aurait commencé au XVe siècle. On sait que la perspective aérienne n'a commencé à être utilisée avec la perspective linéaire qu'au XVIIe siècle.

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Riz. 95. Image de 'Trinity' par A. Rublev, réalisée en perspective inversée

Une « négligence » de la perspective a également été observée chez les peintres de l’Antiquité d’Europe occidentale. Ainsi, par exemple, un certain peintre allemand a représenté en 1420 tous les objets en perspective inversée dans le tableau « Jardin d’Eden ». Cependant, après nous être convaincus de l'existence de la perspective inversée, nous ne pouvons toujours pas conclure que la distance entre les yeux des peintres anciens était supérieure à la taille des structures qu'ils représentaient. Pourquoi utilisaient-ils encore la perspective inversée ? Personne n’a encore donné de réponse satisfaisante à cette question.

Utiliser les règles de la perspective en peinture permet d'obtenir une similitude assez complète entre le relief pictural sur la surface plane du tableau et les dimensions apparentes des objets et du clair-obscur dans la réalité. Connaître et suivre les règles de la perspective présuppose inévitablement une observation fine de la nature.

«Gardez les yeux ouverts», disent-ils à une personne en lui confiant une tâche responsable. Cependant, une personne peut commettre des erreurs en déterminant de grandes distances. Par exemple, un habitant des plaines détermine par erreur la distance dans des endroits montagneux, où, en raison de la grande transparence de l'air et de la taille inhabituelle des montagnes à l'œil, tous les objets semblent beaucoup plus proches.

La vision avec deux yeux est d'une importance décisive dans la perception du relief et de la perspective, ce qui est facile à voir à l'aide de la Fig. 96-99.

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Riz. 96. Les lignes ab et cd vous semblent-elles verticales dans les deux yeux ?

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Fig. 97

Ainsi, sur la Fig. 96 ab droit ne semble pas vertical pour l'œil droit, mais cd droit pour le gauche. Les lignes tracées en segments courts semblent être verticales et perpendiculaires à AB ? Et ??.

Cette illusion se produit parce que lorsque nous voulons baisser notre regard, l'œil se tourne complètement involontairement vers l'intérieur ; lorsque nous suivons notre regard de bas en haut, l'œil se tourne involontairement vers l'extérieur. Par conséquent, le mouvement de l'œil effectué de cette manière nous semble vertical, et si on nous donne une ligne droite vraiment verticale, alors elle devrait nous sembler quelque peu inclinée.

L'action de chaque œil s'explique également par une telle expérience, qui conduit également à l'illusion visuelle. Relions les extrémités des index devant nous à une distance de 35 à 50 cm afin qu'ils forment une continuation

les uns les autres, et regardons « à travers nos doigts » le mur lointain. Il nous semblera qu'il y a une petite « saucisse » prise en sandwich entre nos doigts, qui, si nous écartons légèrement nos doigts, pend dans les airs (comme le montre schématiquement la Fig. 97). La longueur du « saucisse » sera d'autant plus grande que l'objet observé « à travers les doigts » est éloigné. Cette illusion s'explique par le fait qu'avec l'œil droit on ne voit pas la partie du mur délimitée par les lignes ABC et KLM, et qu'avec l'œil gauche on ne voit pas la partie du mur délimitée par les lignes ABC et KL. 'M. De ce fait, la partie totalement invisible du mur a l’apparence d’un « boudin ». Enfin, une autre observation intéressante. Si nous regardons un objet à travers le tube avec notre œil droit et que nous utilisons la paume de notre main gauche pour toucher le tube pour protéger l'objet de notre œil gauche, nous avons alors l'impression que l'objet est également visible avec notre œil gauche. mais par un « trou dans la paume » (Fig. 98 ).

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Fig. 98

Si dans un dessin plat on distingue dans une certaine mesure le volume et la distance des objets, alors cela est obtenu grâce à des caractéristiques secondaires liées à l'expérience : la taille apparente des objets, le fait que certains objets bloquent d'autres objets, etc. , nous, en utilisant consciemment l'image conventionnelle de l'objet, déterminons la forme des pièces.

S'il existe deux images d'un objet, obtenues séparément « du point de vue » des yeux droit et gauche, il n'est alors pas difficile d'obtenir une image tridimensionnelle de l'objet. Pour ce faire, il faut regarder ces images en plaçant une cloison (par exemple une feuille de papier) entre les yeux (du plan de l'image jusqu'au nez). Après quelques entraînements, le cube illustré à la Fig. 99, visible en volume. On sait que l'observation la plus claire des images en perspective dans des dessins spéciaux est réalisée à l'aide d'un stéréoscope - un dispositif optique qui combine deux images distinctes d'un objet, obtenues lorsqu'elles sont vues séparément par les yeux droit et gauche d'une personne.

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Riz. 99. C'est ainsi que ce cube de verre apparaît séparément aux yeux gauche et droit. Après une certaine formation, vous pourrez apprendre à voir l’image tridimensionnelle de ce cube. Il suffit de mettre une cloison, en partant du plan de la page (entre les images) et jusqu'au nez

Le premier stéréoscope à miroir a été construit en 1838 par le physicien expérimental anglais Wheatstone.

Faisons attention au phénomène intéressant suivant. Et si vous mettiez une image dans un stéréoscope ? 60 ? Il semblerait que les moitiés droite et gauche de l'image fusionneront et nous verrons une grille de lignes horizontales et verticales. Toutefois, cela n’arrivera pas. Si nous faisons pivoter la moitié gauche de la Fig. 60 pour qu'il n'y ait que des lignes horizontales sur les deux moitiés, alors les dessins fusionneront et nous verrons certaines lignes plus loin et d'autres plus proches, en raison de l'imprécision du dessin. Le phénomène d’inadéquation des modèles observé de cette manière est appelé « conflit du champ visuel ».

Des instruments spéciaux ont été construits sur le principe de l'utilisation de la vision stéréoscopique profonde, à l'aide de laquelle les distances sont désormais mesurées avec une grande précision. Actuellement, à l'aide d'écrans à lentilles spéciales (raster), des paires stéréo d'images de film sont projetées dans des cinémas stéréoscopiques, où pour tous les spectateurs une impression de relief et de perspective des images est créée.

Bien avant l’apparition du stéréoscope, des panoramas ont été construits. Ce sont des peintures qui présentent des paysages ou des scènes au spectateur comme si le spectateur lui-même en faisait partie. Pour ce faire, la toile sur laquelle ils sont appliqués est tendue selon un bâtiment rond et entoure ainsi le spectateur de toutes parts. Dans ce cas, la perspective de l'image est conçue pour que le spectateur puisse la voir dans une certaine position (point de distance). Si vous regardez l'image depuis une position différente, les images de nombreux objets peuvent sembler considérablement déformées. Le degré de distorsion d'un dessin plan peut être si grand que l'on considère ce dessin comme mystérieux ou comme ne représentant pas des objets réels. Par exemple, regardons la Fig. 100. Ici, la maison est représentée d'une manière qu'on ne la verrait jamais normalement : elle a des tuyaux inhabituellement longs, elle est étroite au niveau des fondations et inhabituellement large au niveau du toit. Le belvédère sur la photo tombe, les arbres poussent obliquement et dans des directions différentes, la femme de gauche tombe en avant et le couple qui marche à droite tombe en arrière. Cependant, cette vue mystérieuse a été créée parce que ce dessin plan ne nous donne pas l'impression d'une perspective à vol d'oiseau.

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Fig. 100

Sur ce dessin, à l’aide d’un crayon et d’une règle, vous pouvez trouver le point de fuite. Pour ce faire, il faut continuer jusqu'à l'intersection, par exemple, de deux lignes représentant les bords des coins de la façade - le point de fuite sera en bas. Au lieu de chercher un point de distance en construisant, vous pouvez utiliser la figure montrée à droite sur la Fig. 100. Si une telle figure est découpée dans du papier épais (la distance entre le centre du trou D et la ligne AB est de 53 mm, jusqu'au point C est de 58 mm, le diamètre du trou D est de 6 mm), pliez-la le long de la ligne AB , puis placez-le sur la Fig. 100 pour que le point de fuite soit en haut de l'encoche C, et regarde d'un œil dans le trou D, alors... toute l'image visible va changer.

Le mystère du bâtiment disparaîtra, les arbres et le belvédère sembleront se tenir verticalement par rapport au sol, les promeneurs prendront une position normale. De plus, le dessin deviendra relief, et on dira qu'il ne s'agit pas seulement d'une image, mais d'un panorama. En regardant le dessin, nous serons convaincus que l'artiste a représenté la vue qui lui est apparue depuis une montgolfière - le "point lointain" était plus haut que la maison. La position des figures, des ombres et des lignes individuelles de ce dessin ne peut être perçue par nous comme réelle que lorsqu'elle est observée depuis la position dans laquelle se trouvait l'artiste.

L'écrivain américain Edgar Allan Poe, dans son histoire « Le Sphinx », décrit comment le héros de cette histoire a vu un monstre descendre d'une colline dans la forêt par la fenêtre. En fait, il s’agissait d’un papillon descendant près de la vitre sur une toile d’araignée sur fond de colline sans arbres.

La principale source d'erreur dans de nombreuses études est la tendance d'une personne à attacher une importance insuffisante ou excessive à l'objet étudié en fonction de la distance à cet objet, et cette distance est très souvent mal déterminée.

Une personne ne voit clairement que les objets qui se trouvent dans la partie centrale de son champ de vision. Ainsi, le champ de vision claire est contracté pour la macula d'un angle de seulement 6 à 8°, et pour la partie centrale de la rétine, d'un angle ne dépassant pas 40°. D'autres objets situés en dehors de cet angle sont perçus de manière floue par l'œil - avec une vision périphérique. Mais c'est la vision périphérique qui nous donne la possibilité de « ressentir » l'espace environnant.

Récemment est apparu dans nos villes le cinéma dit « panoramique », dans lequel des films tournés par plusieurs appareils sont projetés sur un écran cylindrique, positionné de manière à ce que leurs angles de vision soient des secteurs d'un même cercle. Ces images remplissent non seulement la partie centrale, mais aussi la partie périphérique du champ de vision, grâce à laquelle est créé ce qu'on appelle « l'effet de présence », c'est-à-dire que le spectateur a l'impression qu'il est lui-même présent aux événements qui se déroulent. se jouent à l'écran.

Auteur : Artamonov I.D.

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L'électricité de la neige 29.11.2022

Les autorités de la ville japonaise d'Aomori ont l'intention de mener une expérience technique pour générer de l'électricité à partir de neige.

Des spécialistes transporteront la neige recueillie lors du nettoyage des rues vers une piscine située dans une des écoles fermées de la ville. Des tuyaux de réfrigérant seront également placés à l'intérieur.

On suppose qu'en raison de la différence de température, un flux de réfrigérant par convection sera créé, qui pourra faire tourner une turbine produisant de l'électricité.

Le professeur de l'Université des communications électriques de Tokyo, Koji Enoki, a souligné que l'efficacité de cette méthode peut être nettement supérieure à l'utilisation de panneaux solaires. Dans le même temps, l'utilisation de la neige est un moyen plus écologique de produire de l'électricité.

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