Почему иногда кажется, что колеса автомобиля вращаются в обратную сторону
В свое время в кинематографе всерьез решалась проблема иллюзии остановки или вращения колес в обратную сторону у едущего экипажа. При всей кажущейся простоте современного объяснения этой иллюзии, она до сих пор побуждает к исследованиям механизмов зрения.
Когда возникает иллюзия
Оптические иллюзии – это искаженные образы действительности, возникающие в процессе зрительного восприятия. И искаженный, и «действительный» образ являются продуктами деятельности мозга при обработке сигналов падающего на сетчатку электромагнитного излучения, прошедшего через оптическую систему человека. Объяснения искажений в восприятии зрительных образов строятся как на выявленных практически, так и предполагаемых механизмах восприятия, относящихся скорее к анализу, а не синтезу зрительного восприятия.
Простейшим и наиболее частым проявлением зрительных иллюзий остаются иллюзии, объясняемые стробоскопическим эффектом. Кинематограф, телевидение, световые эффекты шоу-представлений, «зависание» лопастей вертолета в реальном полете, «зависание» вращающихся кругов, имеющих контрастные радиальные метки - все это проявления стробоскопического эффекта. Суть - в прерывистом наблюдении за движущимися объектами.
Как человек воспринимает движущиеся объекты
Иллюзии, связанные с восприятием движения, самые интересные, самые массовые и самые воспроизводимые. Для объяснения зрительного восприятия движения привлекаются механизмы зрительных и вестибулярных ощущений, а также и проприоцептивных (то есть ощущений относительного положения частей тела и их движения). Недостаточно того факта, что в подкорковых образованиях и коре мозга обнаружены многочисленные детекторы движения — нейроны, чувствительные к перемещению стимулов в зрительном поле. Восприятие движения может быть даже без восприятия предмета, который движется.
Например, в живописи движение передается тем, что гений художника «заставляет» наблюдателя выделять своим вниманием участки картины один за другим не хаотично, а в той последовательности, которая и воспринимается как движение. Зона четкого видения составляет 2 градуса зрительного поля человеческого глаза, поэтому переход внимания от участка к участку при знакомстве с картиной неизбежен. Таким образом стробоскопический эффект формируется самим мозгом.
Но человеческий глаз – не камера. Почему же проявляется визуальная непрерывность? Почему кадры вообще работают? Известны два феномена, ответственные за это: инерция зрения и фи-феномен. Инерция зрения определяет затухающий след изображения на сетчатке глаза в течение 40-50 миллисекунд. При этом и максимальная интенсивность воздействия достигается не одномоментно. Фи-феномен уже является результатом обработки мозгом этой информации и заключается в специфическом переживании, которое не связано со зрительным ощущением объекта в начальном и конечном положениях движения.
Что происходит на практике
Посмотрим на колесо с восемью одинаковыми спицами, расположенными радиально через равные промежутки. По спицам мы и будем ориентироваться. В первый момент видим положение спиц А. Затем следует зрительная пауза. Мы ничего в это время не видим, а колесо в это время совершает полный (например) оборот. То есть колесо успевает обернуться на 360° относительно оси. И в следующий момент мы видим спицы в том же положении. Нам кажется, что колесо не вращается.
Но тот же эффект восприятия «замершего» будет при других скоростях, когда за промежуток между наблюдениями спицы успевают занять свое место (относительно оси) через один, два и так далее оборотов. А также, если они успевают занять место (других спиц), отстоящее от первоначального положения на 40°, 80°, 120°, 160°, 200°, 240°, 280°, 320°. Если зрительная пауза чуть короче, появляется эффект обратного вращения, если пауза чуть длиннее – эффект медленного вращения колеса. При больших неравномерных скоростях автомобиля можно наблюдать чередование всех этих эффектов, а также эффект «визуального размазывания спиц».
Побуждающими раздражителями визуальной непрерывности являются прерывистые наблюдения. Далее наше сознание синтезирует последовательную динамику даже несуществующего перемещения, поскольку мгновенный перескок противоречит естественному положению дел.
