Лиловый охотник: оптическая иллюзия и восприятие цвета

Введение

Оптическая иллюзия

"Лиловый охотник" – это визуальная иллюзия, также известная как иллюзия "Pac-Man". Она состоит из 12 лиловых (или розовых, пурпурных, малиновых) размытых дисков, расположенных по кругу (как цифры на часах) вокруг маленького черного центрального креста на сером фоне. Один из дисков кратковременно исчезает (примерно на 0,1 секунды), затем следующий (примерно на 0,125 секунды позже), и так далее, по часовой стрелке. Если смотреть на крест не менее 30 секунд, можно увидеть три иллюзии:
Разрыв, идущий по кругу лиловых дисков;
Зеленый диск, движущийся по кругу лиловых дисков на месте разрыва; и
Зеленый диск, движущийся по серому фону, при этом лиловые диски исчезают последовательно. Иллюзия была создана Джереми Хинтоном до 2005 года, а затем широко распространилась в интернете. Это визуальная иллюзия, демонстрирующая адаптацию цвета или особенности человеческого зрительного восприятия. Эффект "охотника" является результатом иллюзии феномена фи, в сочетании с эффектом послеобраза, при котором появляется противоположный или дополнительный цвет – зеленый – когда каждое лиловое пятно исчезает (если бы диски были синими, можно было бы увидеть желтый), и затуханием лиловых дисков по Трокслеру.

История

Иллюзия была создана Джереми Хинтоном где-то до 2005 года. Он случайно обнаружил эту конфигурацию, разрабатывая стимулы для экспериментов по восприятию движения. В одной из версий программы для перемещения диска вокруг центральной точки он по ошибке не стирал предыдущий диск, что создавало впечатление движущейся щели. Заметив движущееся послеизображение зеленого диска, он подобрал цвета переднего и заднего плана, количество дисков и временные интервалы, чтобы оптимизировать эффект. В 2005 году Хинтон размыл диски, благодаря чему они исчезают, если зритель пристально смотрит на центральный крест. Хинтон представил иллюзию на конкурс визуальных иллюзий Европейской конференции по визуальному восприятию, но был дисквалифицирован из-за отсутствия регистрации на конференции в том году. Хинтон обратился к Майклу Баху, который разместил анимированный GIF иллюзии на своей веб-странице иллюзий, назвав её "Lilac Chaser", а затем опубликовал настраиваемую версию на Java. В 2005 году иллюзия стала популярной в интернете.

Пояснение

Иллюзия лилового охотника сочетает в себе три простых, хорошо известных эффекта, описанных, например, Бертамини. Феномен фи – это оптическая иллюзия восприятия непрерывного движения между отдельными объектами, просматриваемыми быстро последовательно. Этот феномен был определен Максом Вертхаймером в гештальт-психологии в 1912 году и, вместе с остаточным зрением, лег в основу теории кино, примененной Хьюго Мюнстербергом в 1916 году. Изначальными визуальными событиями в иллюзии лилового охотника являются исчезновения лиловых дисков. Затем визуальные события становятся появлением зеленых послеобразов (см. далее). Когда лиловый стимул, предъявляемый в определенной области зрительного поля в течение длительного времени (например, около 10 секунд), исчезает, появляется зеленое послеобразное впечатление. Послеобраз длится недолго и в данном случае стирается повторным появлением лилового стимула. Послеобраз является следствием нейронной адаптации клеток, передающих сигналы от сетчатки глаза в остальной мозг – ганглиозных клеток сетчатки. Согласно теории цветового оппонентизма, зрительная система человека интерпретирует цветовую информацию, обрабатывая сигналы от ганглиозных клеток сетчатки в трех оппонентных каналах: красный против зеленого, синий против желтого и черный против белого. Реакции на один цвет в оппонентном канале антагонистичны реакциям на другой цвет. Следовательно, лиловое изображение (комбинация красного и синего) вызовет зеленое послеобразное впечатление из-за адаптации красного и синего каналов, что приводит к ослаблению их сигналов. Любое уменьшение количества лилового воспринимается как комбинация других основных цветов – зеленого и желтого. Когда размытый стимул предъявляется в области зрительного поля, и мы удерживаем взгляд неподвижным, этот стимул исчезает, даже если он физически присутствует. Это явление называется затуханием Трокслера. Сочетание этих эффектов создает иллюзию бегущего по кругу зеленого пятна на сером фоне, хотя предъявлялись только неподвижные, мигающие лиловые пятна.

The lilac chaser illusion combines three simple, well known effects, as described, for example, by Bertamini. The phi phenomenon is the optical illusion of perceiving continuous motion between separate objects viewed rapidly in succession. The phenomenon was defined by Max Wertheimer in the Gestalt psychology in 1912 and along with persistence of vision formed a part of the base of the theory of cinema, applied by Hugo Münsterberg in 1916. The visual events in the lilac chaser initially are the disappearances of the lilac discs. The visual events then become the appearances of green afterimages (see next). When a lilac stimulus that is presented to a particular region of the visual field for a long time (say 10 seconds or so) disappears, a green afterimage will appear. The afterimage lasts only a short time, and in this case is effaced by the reappearance of the lilac stimulus. The afterimage is a consequence of neural adaptation of the cells that carry signals from the retina of the eye to the rest of the brain, the retinal ganglion cells. According to opponent process theory, the human visual system interprets color information by processing signals from the retinal ganglion cells in three opponent channels: red versus green, blue versus yellow, and black versus white. Responses to one color of an opponent channel are antagonistic to those of the other color. Therefore, a lilac image (a combination of red and blue) will produce a green afterimage from adaptation of the red and the blue channels, so they produce weaker signals. Anything resulting in less lilac is interpreted as a combination of the other primary colors, which are green and yellow. When a blurry stimulus is presented to a region of the visual field, and we keep our eyes still, that stimulus will disappear even though it is still physically presented. This is called Troxler fading. These effects combine to yield the sight of a green spot running around in a circle on a grey background when only stationary, flashing lilac spots have been presented.

Психофизика

Психофизические исследования использовали свойства иллюзии "лилового охотника". Хинтон оптимизировал условия для всех трех составляющих иллюзии, прежде чем представить её. Он также отметил, что цвет зеленого диска может выходить за пределы цветового охвата монитора, на котором она создана (поскольку монитор никогда не отображает зеленый диск, а только лиловые). Версия иллюзии, разработанная Майклом Бахом, позволяет зрителям изменять некоторые её параметры. Легко убедиться, что иллюзия возникает и с другими цветами.