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Le illusioni ottiche
Le illusioni ottiche
Una illusione ottica è una qualsiasi illusione che inganna l'apparato visivo umano, facendogli percepire qualcosa che non è presente o facendogli percepire in modo scorretto qualcosa che nella realtà si presenta diversamente.
Le illusioni ottiche possono manifestarsi naturalmente o essere dimostrate da specifici trucchi visuali che mostrano particolari assunzioni del sistema percettivo umano.
In base al meccanismo che ne è causa quindi, si hanno tre categorie di illusioni:
- ottiche, quando sono causate da fenomeni puramente ottici e pertanto non dipendenti dalla fisiologia umana;
- percettive, in quanto generate dalla fisiologia dell'occhio. Un esempio sono le immagini postume che si possono vedere chiudendo gli occhi dopo avere fissato un'immagine molto contrastata e luminosa;
- cognitive, dovute all'interpretazione che il cervello dà delle immagini. Un caso tipico sono le figure impossibili e i paradossi prospettici.
Il cubo di Necker
Il cubo di Necker è una illusione ottica pubblicata per la prima volta dallo studioso svizzero di cristallografia Louis Albert Necker nel 1832.
Il cubo di Necker è una rappresentazione bidimensionale ambigua. Si tratta di una struttura a linee che corrisponde a una proiezione isometrica di un cubo. Gli incroci tra due linee non evidenziano quale linea si trovi sopra l'altra e quale sotto, così la rappresentazione è ambigua: non è possibile indicare quale faccia sia rivolta verso l'osservatore e quale sia dietro al cubo. Guardando la figura si può facilmente passare da una interpretazione all'altra, si ha una percezione multistabile.
L'effetto è interessante perché ogni parte della figura è ambigua per sé stessa e il sistema percettivo umano dà un'interpretazione delle parti tale da rendere l'intera figura congruente. Il cubo di Necker è a volte usato per testare i modelli informatici della visione umana, per comprendere se è in grado di dare un'interpretazione congruente dell'immagine allo stesso modo dell'uomo.
Molte persone percepiscono la faccia in basso a sinistra come la faccia anteriore. Questo dipende probabilmente dal fatto che l'oggetto viene soggettivamente visto da sopra, con la faccia superiore visibile. Il cervello preferisce vedere il cubo da sopra.
Si noti che il cubo di Necker non è un oggetto impossibile in quanto non presenta alcuna incongruenza e può rappresentare perfettamente un cubo reale. Una rappresentazione paradossale di cubo è invece il cubo impossibile.
Figure ambigue
La griglia di Hermann
La griglia di Hermann è un'illusione ottica descritta da Ludimar Hermann nel 1870 dopo avere letto Sound di John Tyndall.
La griglia è costituita da un reticolo di linee bianche spesse su sfondo nero. All'intersezione tra le linee bianche appaiono delle aree grigie che in realtà non esistono.
Un'illusione simile alla griglia di Hermann è la griglia scintillante. La differenza è che nella griglia scintillante sono disegnati dei pallini bianchi nelle intersezioni, e l'effetto è quello di vedere le aree grigie in continuo cambiamento. Nella griglia di Hermann l'illusione è piuttosto statica.
Il triangolo impossibile
Il triangolo di Penrose o triangolo impossibile è un oggetto impossibile, ovvero può esistere solamente come rappresentazione bidimensionale e non può essere costruito nello spazio, poiché presenta una sovrapposizione impossibile di linee parallele con differenti costruzioni prospettiche. Appare come un solido costituito da tre prismi a base quadra uniti tra loro con tre angoli retti a formare un triangolo. Ricordiamo che in geometria euclidea la somma degli angoli interni non può essere superiore a 180° e quindi non può esserci più di un angolo retto.
Fu creato dall'artista svedese Oscar Reutersvard nel 1934 e indipendentemente inventato e reso popolare dal matematico Roger Penrose negli anni cinquanta, che lo ha descritto come l'impossibile nella sua forma pura.
Il triangolo di Penrose compare nelle opere di M. C. Escher, in cui appare l'influenza dell'interesse per gli oggetti impossibili. In particolare nella litografia la cascata, è rappresentato un corso d'acqua a zigzag che fa parte di due triangoli di Penrose allungati, tali che la parte finale del canale sia posta ad una quota più alta dell'inizio e si formi una cascata in grado di azionare una ruota idraulica. Escher ha ironicamente fatto notare che occorre aggiungere periodicamente acqua per compensare l'evaporazione!
Il concetto alla base del triangolo di Penrose può essere esteso a poligoni con più lati, come il quadrato di Penrose, ma l'effetto è meno spettacolare. Un esempio è il logo della Renault.
È possibile costruire nella realtà un oggetto che sembri un triangolo di Penrose. Questo oggetto deve avere una curvatura oppure essere aperto, e l'illusione ottica di un triangolo chiuso si ha solo guardandolo da un preciso punto di vista.
La stanza di Ames è una camera dalla forma distorta in modo tale da creare un'illusione ottica di alterazione della prospettiva.È stata inventata dall'oftalmologo americano Adelbert Ames nel 1946 su un'idea di Hermann Helmholtz.La stanza è costruita in modo che vista frontalmente appaia come una normale stanza a forma di parallelepipedo, con due pareti laterali verticali parallele, una parete di fondo, un soffitto ed un pavimento paralleli all'orizzonte. In realtà la pianta della stanza ha forma di trapezio, le pareti sono divergenti ed il pavimento ed il soffitto sono inclinati. Le inclinazioni e le proporzioni nella dimensione degli elementi posti alle diverse profondità sono calcolate tenendo conto delle regole della prospettiva.
Alcuni studi hanno dimostrato che l'illusione si può avere anche senza l'utilizzo di pareti e soffitto, ma è sufficiente creare un orizzonte apparente (in realtà non orizzontale) su un appropriato sfondo. L'occhio valuta la dimensione degli oggetti in funzione del finto orizzonte.
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