Komplex illúziók, illúziók a művészetben Vizuális illúziók Komplex illúziók, illúziók a művészetben vizualisilluziokurzus@gmail.com BME Kognitív Tudományi Tanszék

Óravázlat Mélységészlelés, perspektíva Mozgás, szem, retina Művészek

Mélységészlelés, perspektíva

https://www.youtube.com/watch?v=PhRbsaSMMVU

Shephard asztal Megfigyelések Magyarázat alapjai A függőleges asztallap keskenyebbnek látszik Magyarázat alapjai a 3Dimenziós tárgyak felületeit nem úgy interpretáljuk, mint a 2Dimenziós formákat a perspektíva által nyújtott információkat is belekalkuláljuk az „asztallap” méretével kapcsolatos számításainkba/becsléseinkbe Való életben nem lennének ugyanakkorák Michael Bach’s comments (http://www.michaelbach.de/ot/sze_shepardTables/index.html): The two table tops certainly do not look alike! This phenomenon plays on the interchange of 2- and 3-dimensional interpretation of the figure. If the figure depicted a real-world scene, the real tables certainly would have a different shape. Roger N. Shepard originated a number of beautiful illusions, which he drew himself, many of which are now “floating around the internet” without proper attribution (e.g., the elephant with the impossible feet), his “Terror Subterra” is also in the present collection. He also invented the “ever rising scale” auditory illusion. The original of the present illusion is called “Turning the Tables”. Source Shepard RN (1981) Psychological complementarity. In: Kubovy M & Pomerantz JR (eds) Perceptual organization. 279–342. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates Shepard RN (1990) Mind Sights: Original Visual Illusions, Ambiguities, and other Anomalies, New York: WH Freeman and Company  

Lehetetlen háromszög (R. Shepard) Megfigyelések lokálisan „jó” szögek, párhuzamos élek csak hosszabb (elemzőbb megfigyelés) után válik világossá, hogy valóságban lehetetlen ilyen tárgy Magyarázat alapjai 3D-snek tűnik, úgy próbálja rekonstruálni Össze nem illő jegyek, információk (pl. mélység) Ismerjük a megoldást és mégis (nincs jó ellenőrző eljárás) Arcnál: szem, száj, orr  arc (fusiform arc terület) Michael Bach’s comments (http://www.michaelbach.de/ot/cog_imposs1/index.html): Our brain reconstructs an internal 3-dimensional world model from the flat retinal image. The oldest –known to me– example of an impossible scene: “Madonna and Child ~ Adoration of the Magi” from the Pericope of Henry II around 1025. The impossible architecture in that painting, however, seems not purposefully to me, in contrast to Hogarth’s ‘Frontispiece’. Often the first impossible object is attributed to Reutersvard (a design for a Swedish stamp), however Albers and Hogarth were clearly earlier. After the Penroses formally described the phenomenon, examples abound, beautifully drawn for instance by Escher. Sources Oscar Reutersvard (1934) “Opus 1” William Hogarth (1754) ‘Frontispiece’: Satire on False Perspective Josef Albers (1931) “Falsch gewickelt” Magritte (1965) “Carte blanche” Penrose & Penrose. Impossible objects: A special type of illusion. Brit J Psychol 1958;49–31 M. C. Escher (1960) “Belvedere” or “Ascending and descending” (Lego version for the latter) More on perspective: Chris Tyler

M. C. Escher

M. C. Escher

Perspektíva a művészetben

Perspektíva a részletekben Hans Holbein

Ramon Bruin

Patrick Hughes – Reverspective

https://www.youtube.com/watch?v=Dmq9gdtGErk https://www.youtube.com/watch?v=275_rNJN1tI

https://www.youtube.com/watch?v=OHuStlT1RM8

Kulturális különbségek térérzékelésben Hudson Ismerős méret támpontja Átfedés támpontja Perspektíva támpontja Egyes kultúráknál nehezen érzik a mélységet

Kulturális különbségek elbeszélései Dr Laws: nem ismeri fel az állatot, csak ha elmagyarázzák, mit kéne látnia Fraser (1932): profilkép és valóság (~ókori ábrázolás) Loyd (1904): az elefánt kivetített képe és az ijedt tömeg Nem látják a családtagokat, tárgyakat Forge(1970): gyerekek könnyebben felismerik, de ők is sokat foglalkoznak vele előtte

Kulturális különbségek Újdonság? Fényképen nem ismerik fel valójában igen Orvostanhallgatók és röntgenképek Munkások új alak-háttér elkülönítési (emocionális stressz!) USA gyerekek elmosódott kép + eszközök képe és a használatuk (!) Zambiai nők modell és kép párosítás

Kulturális különbségek Ponzo-illúzió USA: minél több támpont, annál nagyobb illúzió Guami: gyengébb illúzióhatás Ökológia

Mozgás, szem, retina

https://www.youtube.com/watch?v=Hfrb94mKCJw

Mozgás indukálta vakság Megfigyelések Sárga pontok eltűnnek (az idő ~40%-ában) Bal felső gyakrabban Nagyon lassú, nagyon nagy esetén is (http://www.michaelbach.de/ot/mot-mib/index.html) Magyarázat alapjai Agy (valamiért) figyelmen kívül hagy dolgokat 1. valójában adaptáció, a mozgás csak felgyorsítja  cáfolták (nem mozdulatlan a szem) 2. a maszk (dorzális vizuális rendszer - hol) és a cél (ventrális vizuális rendszer – mi) máshol van reprezentálva az agyban  spontán figyelmi váltás dominancia miatt (Donner és mtsai, 2008) 3. „motion streaks”: a vizuális információt időben dolgozzuk fel  mozgásos információt néha el kell nyomni (Wallis és Arnold, 2009) This is assumed to occur via adaptation. It is possible that the moving mask in MIB alters or reduces fixational eye movements causing image stabilization. However, a careful investigation revealed that this is not so (Bonneh et al., 2010) We conclude that awareness of the target is tightly linked to the strength of its representation in ventral visual cortex, and that the mask representation in dorsal visual cortex plays a crucial role in the spontaneous suppression of the target representation during MIB. We have linked MIB to a process that suppresses motion streak perception by showing that MIB is enhanced at the trailing edges of movement and that MIB is sharply reduced at equiluminance. Furthermore, we have shown that motion streak suppression also fails at equiluminance. Previous data from our lab [20] has shown that MIB has a comparable temporal sensitivity to the spiking rates of V1 cells as they respond to motion streaks [11]. Taken together, these observations suggest that MIB is driven, at least in part, by a mechanism that helps to suppress motion streaks from awareness and, thereby, to facilitate the clear perception of moving form in daily life.

Kávézófal illúzió Megfigyelések Magyarázat alapjai Elcsúszott vonalak és élek Valójában a vonalak párhuzamosak, a négyzetek szabályosak és azonos méretűek Magyarázat alapjai Retinális és komplex kérgi feldolgozás Retina „on-off” sejtek  átlós vonalak Vonalak: irányérzékenény sejtek a striatális kéregben  újraértelmezik a vonalakat  egy hosszú, amik dőlnek az átlók irányában Michael Bach (http://www.michaelbach.de/ot/ang_cafewall/index.html) What to observe. Above, the tiles are moving left and right in alternating rows. In the ‘half-shifted condition’, the ‘mortar lines’ (the horizontal lines between the tiles) appear to slope alternately upward and downward. This gives the impression that the tiles are wedge-shaped. As seen when the tiles align or make up a chequerboard, the lines are actually parallel, and all tiles are perfectly square and of the same size. So during the movement, the illusion “comes and goes”. Origin. The Café Wall Illusion was first reported by Richard L. Gregory and Priscilla Heard in 1979. A member of Gregory’s lab had noticed that the front of a café (St Michael's Hill, Bristol, England) had been adorned with black and white ceramic tiles. The mortar between adjacent rows of tiles was visually apparent, and the black/white pattern was offset by half a tile width in alternating rows. Comment. This illusion demonstrates the effect of some simple image processing occurring at the retina combined with some complex processing in the cortical cells of the striate cortex. The incoming image is first filtered by the centre-surround operator of the retina. The apparent tilt of the mortar lines is caused by orientation-sensitive simple cells in the striate cortex. The cells interact with one another to interpret the diagonal bands produced by the retina as a single continuous line, tilted in the direction of the diagonal bands. Sources Gregory RL & Heard P (1979) Border locking and the Café Wall illusion. Perception 8:365–380 on-line, reprint (PDF) Lulich DP & Stevens KA (1989) Differential contributions of circular and elongated spatial filters to the Café Wall illusion. Biol Cybernetics 61:427–435 Nice Java Applet at <www.cs.ubc.ca/nest/imager/contributions/flinn/Illusions/CW/cw.html> For an explanatory text see Brain Connection  

Op art B.Riley: Fall (1963)

Cataract 3, Bridget Riley, 1967

Op art Megfigyelések Magyarázat alapjai Élénk mozgás érzete periodikusan sokszor ismétlődő mintázat a „normálistól” eltérő szakkád-mintázat

Szakkádok A szakkádok gyors hirtelen szemmozgások, amikor mozdulatlan tárgy megfigyelésekor vagy olvasásnál tekintetünk egyik fikszációs pontról a másikra ugrik. Az információ-felvétel a szakkádok közötti szünetben történik. A szakkádok ideje alatt az érzékelés küszöbe emelkedik,s az információfelvétel szünetel.

Szakkádok A szakkádok gyors hirtelen szemmozgások, amikor mozdulatlan tárgy megfigyelésekor vagy olvasásnál tekintetünk egyik fikszációs pontról a másikra ugrik. Az információ-felvétel a szakkádok közötti szünetben történik. A szakkádok ideje alatt az érzékelés küszöbe emelkedik,s az információfelvétel szünetel.

Szakkádok

Szakkádok

Mikroszakkádok Jellemzően hosszabb fixáció során fordulnak elő, (nem csak humánspecifikus: foveális látással rendelkező állatoknál is) A mikroszakkádok amplitúdója 2-120 szögperc között változik Miért kell? Stabilizált képek eltűnhetnek akár pár másodperc után is (ld. Utóhatások óra)– szóval a szem, így a retina kiselmozdulása ezt megelőzheti

Kísérletes igazolás (Troncoso et al., 2008) A kísérleti személyeknek jelezniük kellett egy gombnyomással,amikor szubjektívan mozgást éltek meg a képen Felvételek készültek a szemmozgásokról (500/sec) Erős korreláció az illúzió erőőssége(mozgás érzete gyakoriság) és a szemmozgás gyakorisága között Enigma, Isia Leviant, 1981.

A. Kitaoka

A. Kitaoka

A. Kitaoka

A. Kitaoka

A. Kitaoka

Kitaoka illúziók Megfigyelések Magyarázat alapjai forgó mozgás észlelhető hosszabb fixáció esetén eltűnik a hatás Hullámzó mozgás Fontos a kontraszt! Magyarázat alapjai 1. „resetting” (szemmozgás, pislogás) 2. időben máshogy dolgozza fel a luminanciát (nagyobb kontraszt gyorsabb) 3. idői-téri integráció a perifériás látásban Michal Bach (http://www.michaelbach.de/ot/mot_rotsnake/index.html) on Kitaoka Background – In the image above the strong (and beautiful) rotation of the “wheels” occurs in relation to eye movements. On steady fixation the effect vanishes. For an explanatory hypothesis, view the animation on the right. You may wish to press the ‘Stop’ button after a while … it gets on one’s nerves ;-). See also Backus & Oruc 2004 for their explanation. What to observe Even when fixating steadily, illusory motion occurs on appearance/ disappearance Illusion does not depend on colour Rotation direction depends on the polarity of the luminance steps (I arranged these to evoke a “gearbox effect” here, by mirroring the images appropriately) Strength of illusion depends strongly on background luminance. The background luminance slowly ramps from 0% to 100% automatically, or you can use the slider. The illusionary rotation is strongest for 50% gray (exact value will depend on your monitor ‘gamma’). Comment As Kitaoka & Ashida (2003) describe, asymmetric luminance steps are required. Presumably appearance of these triggers motion detectors (as in the animation on the right). I assume that the actual mechanism is quite similar to the “Rotating Spokes” illusion, where asymmetric luminance steps occur as well. Gregory & Heard (1983) were the first to describe that asymmetric luminance steps cause illusory movement. Sources Backus & Oruc 2004 VSS presentation abstract + background material Kitaoka A, Ashida H (2003) Phenomenal characteristics of the peripheral drift illusion. VISION 15:261–262 Gregory RL, Heard PF (1983) Visual dissociations of movement, position, and stereo depth: Some phenomenal phenomena. Quarterly Journal of Experimental Psychology 35A:217–237  

Claude Monet

A pointilizmus Pointilizmus: a palettán történő színkeverést az optikai keveréssel váltották fel, amelynél az egymás mellé helyezett színpöttyökből alakul ki a kép Magyarázat –Az emberi szem felbontóképessége átlagos körülmények között durván 1 szögperc, igen jó megvilágításnál 0,5 szögperc körüli (központi látásra vonatkozó adat). A retina éleslátásnak megfelelő, kb. 1 mm átmérőjű körzetében (fovea) gyakorlatilag csak csapok vannak. A csapok középpontjai közötti távolság 2-2,5 m. Mivel a szem ekvivalens fókusztávolsága kb. 1/58 m=1,72 cm, a 2,5 m csap-távolság pontosan 0,5 szögperc látószög különbséget ad. Ez azt jelenti, hogy a látásélességet valóban a receptorok geometriai kiterjedése határozza meg. Ami egy feldolgozandó egységbe esik – az kiátlagolódik

Egy retinális ganglionsejt receptiv mezeje Festék pontok Receptorokra eső kép Látásérzet c c c c

Pointilizmus - másként: Vic Muniz A kép kis pontjait szines magazinokból tépkedett kis fecni alkotják Pictures of Magazine Series Joao I

Vic Muniz

Vic Muniz Self Portrait as a Drowned Man, after Hippolyte Bayard, 1870

Portrait of Abraham Lincoln

Hibrid képek

Eredeti kép Magas téri frekvanciára szűrt  Alacsony téri frekvanciára szűrt

Mérges/Mosolygós

Hibrid képek Egymásra helyezett képek A két kép más-más téri frekvenciára van szűrve A képhez közelitve illetve tőle távolodva egyik majd a másik kép (jelen esetben arc) válik dominánssá Látásban lévő frekvencia-hangsúlyok

A Margaret Thatcher illúzió Megfigyelések Fejjel lefelé fordított, eltorzított arc első látásra ‘normálisnak’ tűnik Magyarázat alapjai Fusifrom Face Area (FFA) Ha fordított  nincs meg a specifikus gyors feldolgozás  különbség kevésbé észrevehető Biológiai mozgásnál is megfigyelhető az alapelv FFA Preferred Nonprefer.

Művészek

Salvador Dali Slave Market with the Disappearing Bust of Voltaire

Vasarelly

Octavio Ocampo „metamorfikus” stílus El Quijote de la Mancha

Octavio Ocampo Calvary

Octavio Ocampo Marlena

Octavio Ocampo Hány fej látható a képen? A tábornok családja

Sandro del Prete ~Escher, más hangulat és stílus

Sandro del Prete

Sandro del Prete

Sandro del Prete

SANDRO DEL PRETE Message of Love from the Dolphins Felnőtt szemlélők ölelkező párt vs. Gyermek nézők delfineket látnak

Rob Gonsalves Here Comes The Flood

Rob Gonsalves High Park Pickets

Rob Gonsalves High Park Pickets

Rob Gonsalves On the Upswing

Shigeo Fukuda Duett c. szobor

Shigeo Fukuda Mit látsz a tükörben?

Árnyékszobrok

Árnyékszobrok 848 kanál, villa, kés összehegesztve Milyen árnyékot vethet ez a „kavalkád”???

Árnyékszobrok

Leandro Erlich

Julian Beever

Edgar Mueller

Erik Johansson

Damien Gilley

Damien Gilley

Felice Varini

Felice Varini

Kortárs művészek, akik vizuális illúziókra támaszkodnak a műveikben: http://www.pastemagazine.com/blogs/lists/2013/09/look-twice-10-artists-who-specialize-in-optical-illusion.html?a=1