Po co nam dwoje oczu?

Każdy z nas ma pewien sentyment do wybranych zabawek. Ja ze szczególnym sentymentem wspominam „Optik – gabinet 70”, który zapewniał zaplecze mojego laboratorium – „centrum optycznego”. Przy pomocy elementów tam zebranych mogłam zbudować zarówno mikroskop lunetę, jak i specjalną „lornetkę” do oglądania poklatkowej historii misia uszatka. To ostatnie urządzenie, nie tylko zapoznać się z przygodami futrzanego bohatera, ale również pozwalało mi śledzić całą akcję w trójwymiarowym wydaniu!! To tajemnicze urządzenie przypominało lornetkę, z tą różnicą, że na końcu znajdowała się specjalna nasadka, w którą wkładało się „historię misia” w postaci kartonika z 2 kolumnami obrazków. W równorzędnych kolumnach znajdowały się, jak mi się wtedy wydawało, takie same obrazki. Kiedy wkładało się kartonik do nasadki, każde oko nakierowane było na jeden obrazek z pary. I w ten sposób odkryłam stereopary. Zaraz wyjaśnię dla niewtajemniczonych czym one są, ale najpierw wykonajmy pewne doświadczenia.









Na poniższym rysunku zaprezentowanych jest 5 kół. Proszę patrzeć na nie na wprost w takiej odległości, aby zasłaniać je wszystkie wyciągniętą dłonią. Następnie proszę na zmianę zasłaniać raz jedno raz drugie oko. W zależności od tego, które oko jest zasłonięte, widzimy albo czerwone, albo pomarańczowe koła. To doświadczenie pozwoli uzmysłowić nam, że obraz, który dociera do jednego i drugiego oka nie jest identyczny. Każde oko „widzi” nieco inny obraz, ponieważ patrzy z innego punktu przestrzeni, dzięki czemu obrazy tworzące się na siatkówce są przez nas interpretowane trójwymiarowo. Do mózgu trafiają informację o dwóch obrazach, które zostają przetworzone w jedną interpretację, pozwalającą nam odczuwać głębię przestrzeni. Na przykładzie poniżej rozrysowane zostało, w jaki sposób lewe i prawe oko „widzi” sześcian położony na wprost obserwatora.

Dlatego obrazki prezentujące historię misia były ułożone w dwóch kolumnach. Każda kolumna do osobnego oka. Oglądając pary obrazków – stereopary – nie jesteśmy w stanie postrzegać obrazu trójwymiarowego a dopiero przy użyciu przyrządów rozdzielających widzenie dla prawego i lewego oka. Jednak istnieje metoda, aby obyć się bez dodatkowych elementów, która nawet jest polecana specjalistów zachodnich jako lecznicze ćwiczenie dla mięśni oka. Zainteresowanych zapraszam na stronę: http://www.stereos.com.pl/teor.php?id=b02#swob

To co do tej pory było opisywane fachowo nazywa się:

rozbieżność dwuoczna (ang. binocular disparity), przemieszczenie poziome obrazów na siatkówkach obu oczu względem siebie. (źródło PWN S.A.)

Oprócz rozbiezności dwuocznej istnieją jeszcze trzy inne metody, które mózg wykorzystuje do przeprowadzenia procesu postrzegania głębi:

Podczas procesu akomodacji dzięki informacją płynącym z mięśni oczu jesteśmy w stanie określać, w jakiej odległości znajdują się obserwowane obiekty. Praca tych mięśni polega na zmianie kształtu soczewki w taki sposób, aby obraz obserwowanego przedmiotu był ostry. Zmianę kształtu soczewki w zależności od odległości od obiektu prezentuje poniższa animacja

.

Właściwie, prawie każdy obiekt potrafimy widzieć wyraźnie, jeśli odległość nie jest zbyt duża. A co się dzieje, gdy np. ułożymy dłoń bardzo blisko naszych oczu? Uzyskanie ostrego obrazu jest już trudniejsze i odczuwamy pewnego rodzaju napięcie w oczach. Z czym to jest związane?

Teraz możemy przejść do kolejnego punktu: konwergencja. Spójrzmy na poniższą animację: kiedy patrzymy na zbliżający się w naszą stronę obiekt, zmienia się położenie gałek ocznych. Aby uzyskać ostry obraz obiektu, nasze oczy krzyżują się, uzyskując określony kąt konwergencji. Kiedy obserwowana rzecz znajduje się bardzo blisko, kąt wówczas jest bardzo duży, a oczy prawie układają się równolegle w stosunku do siebie. Poprzez takie ułożenie gałek ocznych powstaje niemiłe dla nas napięcie w okolicy czoła. Nasz mózg rejestruje ścieżkę zmian kąta konwergencji oczu i wykorzystuje te informacje do określenia odległości od obserwowanego obiektu.

Jednak te metody odczytywania odległości sprawdzają się jedynie w stosunku do obiektów znajdujących się w miarę blisko nas. Przy dalszych obiektach, zmiana kąt konwergencji jest już bardzo niewielka.

A teraz przenieśmy się do Warszawy do Fotoplastikonu (Keiserpanorama), gdzie znajduje się to kilkumetrowej średnicy cylinder, z 24 wizjerami stereoskopowymi dookoła. Wewnątrz, umieszczona jest okrężną bieżnia, na której znajduje się 48 slajdów stereo dużego formatu. Przed wizjerami przesuwa się skokowo okrąg ze slajdami. Na slajdach znajdowały się fotografie z różnych zakątków świata opracowane w specjalnej technice fotogra­fowania metodą stereo­skopową. Dzięki takiemu zabiegowi widz otrzy­mywał obraz trój­wymiarowy, dający iluzję obco­wania z rzeczy­wistością nieraz bardzo oddaloną, egzotyczną. Na przełomie XIX i XX wieku było ich ok. 250, roz­sianych po całej Europie. Jednak ich popularność wymarła z chwilą pojawienia się kinema­tografu braci Lumière.

To magiczne miejsce znajduje się 5 minut spacerkiem od dworca Warszawa Centralna. Myślę, że warto odwiedzić to miejsce, gdzie przy przyćmionym świetle możemy obcować ze starodawną optyką, która nieraz zaskrzypi, ale pozwoli nam oglądać niezwykłe obrazy.

Jest wiele sposobów tworzenia iluzji głębi wykorzystujące to rozbieżność dwuoczną.

Poniższa ilustracja zawiera 2 obrazy krzesła – czerwone i niebieskie – ujęte z nieco innego kąta. Obiekt na tej ilustracji może być widziany trójwymiarowo pod warunkiem, że założymy specjalne okulary z czerwonym i niebieskim filtrem. Dzięki zastosowaniu filtrów każde oko „widzi” tylko jeden obraz krzesła. Obrazy takie nazywane są anaglifami. Jeśli jesteście w domu zaopatrzeni w takie okulary, poniżej znajduje się link do filmu wykorzystującego ten efekt: http://3dstereo.com.pl/video.htm. Chociaż obejrzenie tego filmu bez okularów tez wydaje się bardzo interesujące, bowiem lepiej można sobie uzmysłowić różnicę pomiędzy obrazem docierającym do jednego i drugiego oka.

Innym typem obrazów wykorzystujących rozbieżność dwuoczną są tzw.: "wobbling" (od ang.: kiwać się z boku na bok). Są to dwa stereoskopowe obrazy pokazywane na zmianę przez ok. 100 ms. Jest to na tyle krótki czas, że nasz mózg jest w stanie scalić informację obu pokazywanych obrazów w jeden trójwymiarowy obraz. Podobny efekt można uzyskać oglądając film prezentujący widok z jadącego pojazdu lub samolotu.

Źródło obrazka: http://www.stereos.com.pl/main.php#prenum


Wśród istniejących metod rejestracji obrazów stereo, najwyższą jakość wykazują kolorowe diapozytywy (slajdy) i to nawet te najpopularniejsze małoobrazkowe. Właśnie do tej kategorii zaliczane są moje pierwsze misiowe stereopary, które oglądałam w skonstruowanej przez ze mnie specjalnej stereoprzeglądarce. To jednak jest tylko namiastka efektów uzyskiwanych tą metodą.
Największe wrażenie robią kolorowe slajdy stereo wyświetlane na dużym ekranie, gdzie stosuje się polaryzacyjną separację obrazów. Metoda ta wykorzystywana jest w kinach typu IMAX. Kolorowe, wysokorozdzielcze slajdy rzutowane są z dwuobiek­tywowego projektora na specjalny, metalizowany ekran (zwykły zmieniałby polaryzację światła i w efekcie - powodował zanik trójwymiarowości). Widzowie natomiast są zaopatrzeni w okulary polaryzacyjne, dzięki czemu mogą cieszyć się niezwykłymi obrazami 3D. Takie kino dostarcza wielu emocji, zwłaszcza, w sytuacji, gdy np. płynie w naszą stronę olbrzymi, wyglądający jak żywy rekin z otwartą paszczą i mamy wrażenie, że zaraz nas połknie. Nieraz widziałam, jak na tego typu seansach ludzie wyciągają ręce, by spróbować „dotknąć” oglądane obrazy. Sytuacja taka potwierdza, że efekt musi być niezwykle wiarygodny.

Również komputer może być środkiem odbioru stereopar a dokładniej dzięki coraz lepszym parametrom monitorów. Obrazy komputerowe można oglądać podobnie jak na innych nośnikach - metodami swoboglądu, przy użyciu stereoskopów do dużych odbitek (bywają specjalnie adaptowane do monitorów komputerowych) albo po przetworzeniu do formy anaglifów.
Powstały nawet specjalne formaty stereoskopowych plików graficznych: JPS (stereo JPEG) oraz PNS (stereo PNG). JPS-y obsługiwane są przez darmową aplikację DepthCharge f-my VRex, umożliwiającą prezentację stereopary zawartej w tym pliku na wiele różnych sposobów np. swobogląd, anaglify achromatyczne i polichromatyczne do różnych kolorów okularów oraz do tej pory jeszcze nie opisywane okulary LCD. W okularach LCD zaciemniają się naprzemiennie płytki LCD, raz przed jednym raz przed drugim okiem. Zaciemnianie to jest zsynchronizowane z pokazywanymi na ekranie obrazami w taki sposób, że kiedy pokazywany jest prawy obraz, to migawka przed prawym okiem jest otwarta a przed lewym - zamknięta. Dzięki bardzo dużej częstotliwości przełączania obrazów (100 do 140 razy na sekundę), oczy nie dostrzegają migotania, tylko stabilny obraz trójwymiarowy. Takie okulary stosuje się do specjalnie przygotowanych obrazów, filmów oraz gier komputerowych, których atrakcyjność bardzo wzrasta przez prezentowane efekty. Gracz może jeszcze bardziej „zagłębić” się w wirtualny świat gry.

Czyli posiadanie przez nas dwojga oczu nie jest tylko uwarunkowane symetrycznością naszego ciała, ale ma bardzo duże znaczenie w postrzeganiu przez nas głębi. Kiedy spróbujemy patrzeć tylko jednym okiem, obraz po jakimś czasie stanie się płaski i będziemy mylnie określać odległości od przedmiotów . Posiadanie dwojga oczu pozwala nam swobodnie poruszać się w przestrzeni i określać nasze położenie względem innych przedmiotów. Dzięki wiedzy na temat tego zjawiska w kinach 3D możemy ulegać iluzji i zanurzyć się np. w głębimy morskie i podziwiać z każdej strony rafę koralową bez potrzeby jechania na Hawaje i zakładania stroju płetwonurka. A może właśnie, takie doświadczenie zachęci nas, aby jednak taką przygodę przeżyć naprawdę...

Powyższy tekst jest wstępem do następnego wykładu, w którym zajmiemy się wirtualną rzeczywistością, która powoli zaczyna wchodzić również na rejony związane z:

interfejsem – komunikacją urządzenie człowiek, oraz komunikacją między ludzką, gdzie świat wirtualny staje się miejscem spotkań ludzi, obszarem pozwalającym obcowania ze sobą...

Opowieści o przestrzeni - podróż na księżyc i nie tylko

Opowieść o przestrzeni chciałabym zacząć od pokazania różnicy w jej postrzeganiu przez ludzi widzących i niewidomych. Dla ludzi widzących przestrzeń jest to odległość między jednym punktem a drugim. Natomiast dla niewidomych to czas jaki muszą pokonać przechodząc od jednego punktu do drugiego. W zależności od tego jakimi zmysłami odbieramy bodźce w taki sposób interpretujemy istnienie przestrzeni.

Zastanówmy się: Jakie czynniki wpływają na postrzeganie przestrzeni?. Czy na księżycu, albo ogólniej mówiąc w przestrzeni kosmicznej (gdzie panują całkowicie odmienne warunki niż na Ziemi), będziemy postrzegać przestrzeń tak samo?

Nawet kiedy poruszamy się biernie, czyli w samochodzie czy samolocie, gdzie informacje o ruchu tylko otrzymujemy za pośrednictwem oczu, odbiór otoczenia już jest inny. Przypominam sobie taką sytuację. Stojąc na światłach - w dużym zagęszczeniu samochodów - w pewnym momencie odniosłam wrażenie, że mój samochód posuwa się do przodu. Wcisnęłam mocniej hamulec i nic dalej jadę, zaciągnęłam „ręczny” i nic. Przerażona całą sytuacją, nagle zdałam sobie sprawę, że to tylko tir z prawej strony przesunął się troszkę do przodu. Przez parę sekund byłam przekonana, że to ja jestem w ruchu.

A teraz przenieśmy się do przestrzeni kosmicznej, gdzie brak grawitacji.

Kiedy znajdujemy się w stanie nieważkości docierające do nas sygnały z zewnątrz ulegają zmianie. Mianowicie:

1) narząd przedsionkowy przestaje rejestrować pochylenia głowy w dół,

2) kończyny tracą ciężar,

3) receptory dotyku i nacisku w stopach i stawach skokowych przestają sygnalizować przyciąganie w dół.

Taka sytuacja wprowadza nas w stan pewnej dezorientacji oraz uczucia odwróconej pozycji.

Nie jesteśmy w stanie sprecyzować co jest tak naprawdę u góry a co na dole. Sygnały, które docierają do mózgu wprowadzają go w błąd.

Postrzeganie opadania, związane jest z sygnałami wzrokowymi, przepływem powietrza oraz informacji dostarczonych przez bezpośrednie receptory grawitacji1. A pasażerowie podczas lotu po orbicie pozbawieni pewnych sygnałów już nie czują, że nieustannie opadają.

Dopiero porównanie postrzegania przestrzeni w kosmosie do postrzegania jej na ziemi, uświadamia nam jak ciążenie, które jest nie widoczne na co dzień, wpływa na nasze odbieranie otoczenia.

Przyciąganie spowodowało, że nasz organizm rozwinął wiele odruchowych reakcji, których celem jest właśnie radzenie sobie w warunkach ziemskich. „Zmysły przekazują nam dokładnie informacje na temat lokalizacji środka ciężkości oraz względnego położenia poszczególnych części ciała. Zdolność ta pozwala nam integrować sygnały odbierane przez wzrok i słuch z innymi informacjami, dostarczanymi przez narządy znajdujące się w uchu wewnętrznym oraz mięsnie i stawy, a także receptory dotyku i nacisku.”[1]

To co widzimy, nie jest tylko uzależnione od sygnałów płynących ze zmysłu wzroku, ale również z wielu innych. W przestrzeni kosmicznej zdani jesteśmy głównie na nasze oczy, gdy przestrzeń jest „czarną zasłoną usianą błyszczącymi gwiazdami”[2], pozbawieni zostajemy innych punktów odniesienia. Wtedy postrzeganie odległości i relacji przestrzennych prętów i belek stacji kosmicznej może zostać zaburzone i możemy mylnie je odczytać. Może nawet dojść do takiej sytuacji, że obiekty, znajdujące się dalej od innych będą nam się wydawać, że są bliżej. Wówczas struktura stacji kosmicznej wyda się zniekształcona, ponieważ obiekty które są bliżej nas powinny być większe od obiektów znajdujących się dalej. „Kiedy człowiek posuwa się naprzód dzięki mechanizmowi odrzutowemu z wykorzystaniem podmuch powietrza, (...)przedmioty oddalone, ale widziane przezeń jako bliskie, kurczą się jeżeli porusza się w ich stronę.”[3] Zjawisko to poddano eksperymentowi, podczas którego, zastosowano elektroniczne wytwarzane wzorce, które kurczyły się lub rozprężały wraz z ruchem obserwatora. Obserwator nie dostrzegał, że wzorzec ulega zmianom w trakcie badania do pewnego momentu. Złudzenie to należy wiązać z działaniem stałości oceny rozmiarów, którą „włącza” do działania sam ruch obserwatora.

Zjawisko odwrócenia postrzegania jest najbardziej prawdopodobne kiedy nie ma wyraźnego tła, dodatkowych informacji które pozwalają określić ,co jest bliżej, a co dalej. Wpływ na odczytywanie odległości przedmiotów ma ich jasność np. mocniejsze światła będą wydawać się bliżej niż ciemniejsze.

Nawet nie trzeba wyruszać w przestrzeń kosmiczną, żeby przekonać się jak nawet różne warunki atmosferyczne wpływają na nasze postrzeganie. Autor książki, na którą się powołuje, mieszkaniec mglistej Anglii, oglądając pustynię w Nowym Meksyku, uznał, że odległość do gór, znajdujących się po przeciwnej stronie wynosi 25-30 km. W rzeczywistości ta odległość wynosiła w linii prostej 120 km. Suche powietrze pustyni sprawiło, że całkowicie inaczej należy interpretować postrzeganą odległość niż w często zamglonej Anglii.

A co się stanie gdy zostaniemy pozbawieni wszystkich bodźców, które dostarcza nam doznawanie przestrzeni? Przenieśmy się teraz do pracowni D.O. Hebla w Uniwersytecie McGilla, gdzie przeprowadzono doświadczenia, w których osoby badane były przetrzymywane w odosobnieniu. Po kilku godzinach lub dniach, niektórzy badani doznawali halucynacji oraz wykazywali ogólny spadek zdolności skupiania się i rozwiązywania problemów. Układ zmysłów pozbawiony dopływu informacji, zaczyna sięgać po własne, ulegamy wówczas halucynacjom jak w sytuacji skrajnego zmęczenia lub pod wpływem opium lub LSD. [4]

---

[1] autor: Jacek Sleszynski, promotor: ad. Marek Sredniawa, Łagodzenie efektu dezorientacji

w warunkach braku grawitacji, ASP w Gdańsku, Wydział Architektury i Wzornictwa, Trzecia Pracownia Wzornictwa, Gdansk 2005, str 3,5

[2] R.L. Gregory, Oko i Mózg Psychologia widzenia, W-wa 1971, PWN, str 280

[3] R.L. Gregory, Oko i Mózg Psychologia widzenia, W-wa 1971, PWN, str 280

[4] R.L. Gregory, Oko i Mózg Psychologia widzenia, W-wa 1971, PWN, str 278

Przestrzeń budowana kropką i kreską

Dzięki czemu potrafimy postrzegać głębie? Przecież, tak naprawdę obraz rzutowany na siatkówkę jest obrazem dwuwymiarowym. Wiadomo, że postrzeganie przestrzeni w świecie fizycznym jest niezbędne. Ale to jest jedynie przyczyna, a nie element sprawczy.

Według Arnheima: „Podstawowa zasada percepcji głębi wynika z prawa prostoty, i mówi, że wzór wyda się trójwymiarowy wtedy, kiedy można go będzie widzieć jako rzut sytuacji trójwymiarowej, która wydaje się prostsza niż dwuwymiarowa”.[1] A co decyduje o tej prostocie? Czy są odgórne zasady wskazujące, która interpretacja jest prostsza? W kolejnych rozważaniach będziemy omawiać zasady postrzegania głębi.

Zacznijmy od pytania: Obecność jakich elementów powoduje, że postrzegamy przestrzeń? Punkt świetlny poruszający się w ciemności – coś, co z geometrycznego z punktu widzenia jest jednowymiarowe – będzie się wydawał jakby poruszał się w pełnej trójwymiarowej przestrzeni i w stosunku do tej przestrzeni. Prawdopodobnie umysł ludzki nie jest chyba w stanie stworzyć obrazu czysto jednowymiarowego. Nawet zwykła kreska narysowana na kartce papieru nie może być postrzegana w oderwaniu od dwuwymiarowej płaszczyzny kartki i w zależności od tego pustego otoczenia zmienia się jej wygląd. Po za tym tą kreskę widzimy nie na powierzchni kartki, ale raczej leży ona przed, czy na wierzchu nieskończonego tła.

Wyróżniamy trzy rodzaje widzenia linii:

1) kreska samodzielna

2) kreska cieniująca

3) kreska konturowa

1) Kiedy na obrazie pojawia się kilka kresek, to w momencie, gdy suma kresek tworzy figurę prostszą niż postrzeganie każdej kresko oddzielnie, wówczas zobaczymy tą zintegrowana całość

2) Również kreski, które nie stykają się ze sobą mogą być postrzegane jako całość. Dzieje się tak gdy blisko siebie znajdują się równolegle linie, tworzą one wówczas spójną powierzchnię i przestają być osobnymi obiektami. Za pomocą takich linii tworzy się powierzchnie na rysunkach oraz w miedziorytach i drzeworytach (rys1).

rys 1. Rybak z sakiem. Drzeworyt B.Paprocki. Koło rycerskie. Kraków po 1575

rys 2.Naum Gabo

3) Przyjrzyjmy się linii, która tworzy zamkniętą pętelkę. „Linia obejmująca jakiś obszar tworzy widziany przedmiot.”[2] Linia w tym wypadku staje się konturem dwuwymiarowego przedmiotu na tle. Takie wrażenie odnosimy z naszych wcześniejszych doświadczeń, gdzie przedmioty fizyczne występują na tle przestrzeni otoczenia. „Obszar obwiedziony kreską sprawia wrażenie, jak gdyby był gęściejszy i ściślejszy od obszaru na zewnątrz; tło natomiast wydaje się rzadsze.”[3] Co ciekawe, kiedy w obszar objęty konturem umieścimy jakiś przedmiot to trzeba użyć silniejszego światła, aby był widoczny w obrębie konturu.

Wykorzystując te zależności wielu artystów przy pomocy niewielkich środków, kilku linii buduje niezwykle wyrafinowaną przestrzeń.

A co będzie się działo w momencie, gdy jeden kontur możemy przypisać dwóm figurom? Z przeprowadzonych badań, w których przez ułamek sekundy eksponowane są zamglone figury, wynika, że obserwatorzy skłonni są do nadawania każdemu przedmiotowi oddzielnego, własnego konturu (rys 3)

Kontur, który przynależy do dwóch figur, wygląda zupełnie inaczej w zależności od tego, do jakiej figury go przypiszemy w danym momencie.

Na rysunku obok widzimy dwie sytuacje. W jednej z nich (a) obserwujemy linie zamkniętą tworzącą pewien kształt, który można porównać do prehistorycznych figurek Wenus. W drugiej sytuacji ta sama linia w towarzystwie innych linii odbierana jest już w całkiem inny sposób, nie stanowi już jednego konturu figury, wręcz przeciwnie została rozdzielona na 2 części. Jedną z nich przypisujemy do grup linii tworzących kształt kobiety a drugą do grupy linii tworzących postać mężczyzny. Co ciekawe teraz lewa strona tworzy obiekt, który jest nałożony na obiekt, który współtworzy prawa część konturu z przykładu a.

Jeszcze lepiej to zjawisko ukazuje rysunek Braque’a (rys 5). W zależności od tego, której twarzy przypiszemy, linię profilu tak zmienia się jej odbiór.

rys 5

Te obserwacje przenoszą nas do kolejnego zjawiska figura-tło, które dokładnie opisuje w swojej pracy Edgar Rubin. Tutaj mamy do czynienia sytuacją, w której jeden obraz może być dwojako interpretowany (rys 6). Obie interpretacje przebiegają naprzemiennie, nigdy równocześnie. Raz jeden obiekt staje się tłem dla drugiego i na odwrót. W dawnych kosmologiach uważano, że nocne niebo zakryte jest zasłoną, w której zrobione są małe otwory przez, które prześwieca jaśniejszy, rajski świat. Sytuacja całkiem odwrotna, to nie gwiazdy znajdują się na tle nieba. lecz ciemne niebo staje się obiektem znajdującym się na wierzchu jasnego tła.

Takie postrzeganie opiera się na sumie działań wielu czynników. Wiele z nich określił Edgar Rubin:

1) Jako figurę skłonni jesteśmy widzieć powierzchnię obwiedzioną, natomiast powierzchnię obwodzącą jako bezkresne tło.

2) Jako figurę skłonni jesteśmy widzieć obszar stosunkowo mniejszy.

3) Figura obwiedziona ma większą gęstość od tła, oba te obszary mają inną fakturę.

4) Wykorzystując dodatkowe zabiegi graficzne, czyli wprowadzając dodatkową fakturę na jeden z obszarów, podkreślamy dany efekt lub wręcz przeciwnie odwracamy go (rys 7).

5) W sytuacji gdy pole dzieli się na poziomo na dwa obszary, dolną część jesteśmy bardziej skłonni widzieć jako figurę (rys 8).

6) Również kolor ma wpływ na postrzeganie, w zależności od tego czy danemu obszarowi przypiszemy rolę tła, czy figury. I tak nasycona czerwień bardziej „akcentuje charakter figuralny niż nasycony błękit”.

7) Prostota kształtu oraz symetria również wpływa na to, że dany obszar identyfikujemy jako figura.

8) Prostota orientacji przestrzennej obiektu również wpływa na postrzeganie obszaru jako figury. ( dwa krzyże maltańskie, skłonni jesteśmy widzieć jako figurę ten krzyż którego osie pokrywają się z pionowa i pozioma osią widzenia, (rys 9).

9) Wypukłość sugeruje figurę a wklęsłość tło (rys 10)

rys 7 rys 8

rys 9 rys 10

Przykłady, które do tej pory omawialiśmy, można określić jako przykłady „elementarne”, czyli takie, które w rzeczywistości praktycznie nie występu

ją. Mieliśmy tutaj do czynienia tylko z dwoma obiektami, przy czym jeden z nich był bezkresny.

Kolejnym zagadnieniem, które teraz omawiamy – poziomy głębi – jest rozwinięciem poprzedniego. W zjawisku figura-tło mieliśmy do czynienia tylko z dwoma poziomami głębi. Kolejny prezentowany przykład to drzeworyt Hansa Arpa (rys 11), w którym możemy doszukiwać się kilku rozwiązań przestrzennych. Możliwości interpretacji tego obrazu przedstawione są na rysunku (rys 12). Według wcześniejszych rozważań powinniśmy wybrać - z tych układów - najprostszą wersję, najbardziej ekonomiczną, czyli taka która zawiera jak najmniej warstw. Kolejny rysunek - kwadrat z kołem (rys 13) - potwierdza, że postrzegamy obrazy „ekonomicznie” i interpretujemy dany obraz jako kwadrat z otworem w kształcie koła. Wybór tej „opcji” powoduje, że wyróżniamy tylko jeden poziom głębi.

Powracając do obrazu Hansa Arpa: czy tutaj również zwycięży „ekonomiczny” aspekt? Wówczas jednak, pojawia się inny problem k

omplikujący cały obraz, mianowicie postrzegany obiekt byłby bardziej skomplikowany, można powiedzieć „rozdarty”.[4] W tym momencie postrzeganie większej ilości poziomów głębi wydaje się prostsze i zdecydowanie w tym wypadku wygrywa interpretacja a, gdzie tworzy się piramida. Kiedy pierwszy raz spojrzałam na ten obraz - właśnie odczytałam go jako 3 elementy leżące jeden na drugim. Każdy może we własnym zakresie próbować rozstrzygnąć ten spór. Taka niejednoznaczność często była wykorzystywana przez artystów, zostawiając widzowi pewną swobodę w interpretacji.

rys 11 rys 12 rys 13

Przyjrzyjmy się teraz innemu obrazowi, w którym mamy dwie figury: prostokąt i figurę w kształcie litery L. Częściowo mają one wspólny kontur. Kiedy jednak przyglądamy się temu obrazowi mamy nieodparte wrażenie, że prostokąt przysłania drugi prostokąt. Mamy do czynienia z dwoma poziomami głębi, tylko w tym wypadku kształt obiektu znajdująceg

o się na spodzie dopowiadamy sobie, uzupełniając jego „niedokończony” kształt. Kształt, który sobie dopowiadamy jest prostszy od kształtu litery L – działa tutaj zasada prostoty. Teraz warto zadać sobie pytanie: W jakich warunkach kształt wydaje się niedokończony? Czy wystarczy, jak dwa kontury stykają się i jedna linia urywa się a druga ciągnie się dalej? A co decyduje o tym, który przedmiot znajduj

e się przodu? Philburn Ratoosh ujął ten warunek w formułę matematyczną: „Wskazówki, który przedmiot znajduje się na przedzie, a który za nim, mogą dostarczyć tylko te punkty, gdzie kontury dwóch przedmiotów stykają się”. Przedmiot o nieprzerwanym konturze będzie widziany z przodu. Kolejne przykłady (rys 16) nie przedstawiają tak wyraźnie tego zjawiska, ale ujawniają pewne czynniki, które wpływają na ten proces. I tak w przykładzie b sprzeczne warunki powodują, że nie potrafimy jednoznacznie stwierdzić, który przedmiot leży z przodu.

Kiedy jeden obiekt przykrywa drugi wywołuje to pewnego rodzaju napięcie wzrokowe. „Czujemy, że figura zakrywana dąży jak gdyby do pozbycia się intruza i ukazania w całości. Należy więc do środków, za pomocą których artysta nadaje dziełu konieczną dynamikę”.

rys 14

Podsumowując wszystkie do tej pory zebrane informację nasuwa się jeden podstawowy wniosek, że tworząc kompozycję, obraz itd., trzeba zawsze zwracać uwagę na tło, które również odgrywa ważną rolę. W końcu przez przypadek może zostać błędnie odczytane jako figura. Trzeba dbać o relację pomiędzy wszystkimi obiektami, o to aby przestrzeń między nimi była tak dobrana, aby podkreślała zamierzoną przez nas sytuację przestrzenną, aby nasz cel wizualny został osiągnięty. Idealnie przedstawia to przykład loga z pandą, gdzie białe tło zostało częściowo „wciągnięte” w tworzenie obrazu zwierzęcia.

„Chytrość malarza zasługuje na podziw” – słowa te wypowiedział grecki sofista Filostrat.[5] Cała sztuka polega na tym, aby przy pomocy minimalnych środków uzyskać maksymalny pożądany efekt. Świetnie linearnie rozwiązuje wiele sytuacji przestrzennych na dwuwymiarowej płaszczyźnie Gustav Klimt, Henride Toulous-Lautrec czy Rembrandt. Niektórych elementów danego obiektu nie trzeba wyrysowywać w całości, aby zostały poprawnie odczytane. Autor musi wiedzieć, które elementy są niezbędne, a które można ominąć bez strat dla odbioru obrazu, tak jak wcześniej zostało to zamierzone.

A teraz zapraszam do obejrzenia kolejnej animacji, która powstała na bazie opisanych wcześniej refleksji http://www.percepcja.yoyo.pl/anim03.swf

---

[1] Rudolf Arnhaim, Sztuka i percepcja wzrokowa Psychologia twórczego oka, Wydawnictwo Artystyczne i Filmowe, W-wa 1978, str 251

[2] Rudolf Arnhaim, Sztuka i percepcja wzrokowa Psychologia twórczego oka, Wydawnictwo Artystyczne i Filmowe, W-wa 1978, str 225

[3] Rudolf Arnhaim, Sztuka i percepcja wzrokowa Psychologia twórczego oka, Wydawnictwo Artystyczne i Filmowe, W-wa 1978, str 225

[4] Rudolf Arnhaim, Sztuka i percepcja wzrokowa Psychologia twórczego oka, Wydawnictwo Artystyczne i Filmowe, W-wa 1978, str 237-239

[5] Rudolf Arnhaim, Sztuka i percepcja wzrokowa Psychologia twórczego oka, Wydawnictwo Artystyczne i Filmowe, W-wa 1978, str 255

Niejednoznaczność percepcji

Kiedy pojawia się wybór wywołuje on w nas moment zawahania a czasem nawet niemoc podjęcia jednoznacznej decyzji. Sytuacja, w której możemy coś wybrać z jakiejś grupy możliwości z jednej strony jest atrakcyjna a z drugiej może wprowadzać pewnego rodzaju chaos, niejednoznaczność. Podobna sytuacja zachodzi również w procesie percepcji wzrokowej, gdy bodźce, które do nas docierają mogą być dwojako interpretowane. Np. gdy podczas zakupów widzimy na wieszaku sklepowym kawałek materiału i zastanawiamy się czy to jeszcze spódniczka czy już pasek ;). Podobną sytuacją prezentuje przykład rys 01, gdzie raz widzimy kontury postacie a raz rząd kolumn. Przypomina mi to sytuacją, jak na ringu bokserskim. Zawodnicy - 2 interpretacje obrazu rywalizują między sobą o naszą uwagę, aby jak najdłużej widzieć jedną z opcji.

Często to zjawisko wykorzystuje wielu artystów w swoich pracach np. Salvador Dali, „który igrał ze zdolnością ludzkiego umysłu do interpretowania na dwa różne sposoby dzieła powstałego w skutek tych samych pociągnięć pędzla.”[1] Obrazy te pozwalają na postrzeganie dwóch odrębnych wizerunków, ale również wywołują wrażenie ciągłego przechodzenia jednego w drugie, co było celem artysty.

Niesamowite wrażenie sprawia obraz, w którym z kilkunastu odpowiednio ułożonych kul wyłania się wizerunek twarzy kobiety. Dzięki takiemu zabiegowi ta twarz pozornie ukryta nabiera całkiem innego znaczenia niż namalowana tradycyjnie. Jej nietypowość intryguje i sprawia, że chcemy na dłużej zatrzymać się przy niej w poszukiwaniu szczegółów, elementów, które budują "architekturę" głowy.

Pytania, które się nasuwają:

2. Od czego zależy, którą z interpretacji obrazu widzimy dłużej?
3. Dlaczego nie potrafimy wybrać jednej z nich, tylko naprzemiennie widzimy raz jeden raz drugi obraz?
4. Dlaczego nie potrafimy obu interpretacji widzieć jednocześnie?

Można wprowadzić pewne manipulacje, aby spróbować przez dłużą chwilę postrzegać tylko jedną z interpretacji. Gdy zbliżymy się do obrazu gdzie na przemiennie raz widać 2 kobiety lub popiersie mężczyzny przewagę ma interpretacja pierwsza. Natomiast, gdy oddalimy się i przymrużymy oczy widzimy popiersie mężczyzny. Gdy patrzymy na obraz bez dodatkowych zabiegów obie interpretacje są równorzędne i trudno stwierdzić, który obraz widzimy dłużej. Jednak na tego typu obraz można wpływać tak, aby zdecydowanie jedna z interpretacji była dominująca. Chociaż w tym wypadku zamysł artysty był właśnie taki, aby obie interpretacje w równym stopniu "kusiły" odbiorcę by dostrzegać jedną z nich.

Na próbę przełamania tej równowagi obu interpretacji można wpływać zmianą kontrastu pomiędzy poszczególnymi elementami. Na prostych przykładach w następującej animacji prezentuje wpływ zmiany kontrastu, barw poszczególnych elementów oraz wielkości obrazu na siłę poszczególnych obrazów. Jest to o tyle istotne w projektowaniu, że przy prostych obrazach, piktogramach gdzie występują 2 rodzaje elementów: obiekt i tło, ich interpretacja może być dwojaka. Na kolejnym rysunku prezentuje jak przy zamianie barw poszczególnych elementów obrazu (pozytyw-negatyw) diametralnie zmienia się ich odbiór – raz tło staje się obiektem a obiekt jego tłem i na odwrót.

Teraz zapraszam do obejrzenia animacji: http://www.percepcja.yoyo.pl/rywalizacja02.swf

Liczę tutaj na komentarze ze strony oglądających, w których obrazach w animacji dostrzegali przewagę jednej z interpretacji lub inne spostrzeżenia na ten temat.

---

[1] Widzenie – okno na świadomość, Nisko K. Logothetis

„spostrzeżenia to hipotezy”

Jak pisze jeden z czołowych badaczy tej problematyki, Richard Gregory „spostrzeżenia to hipotezy”. Cały zatem aparat poznawczy człowieka nakierowany jest nie na fotografowanie otoczenia lecz na nieustanne weryfikowanie sądów o otaczającej rzeczywistości. Jest to wbrew pozorom mechanizm oszczędzający wysiłek umożliwia identyfikację obiektów na podstawie niekompletnych danych, a umysł potrzebuje mniej szczegółów do zrozumienia otoczenia. I tak potrafimy rozpoznać z daleka tylko po sylwetce bliską nam osobę. Oczywiście „weryfikowanie hipotez” nie zawsze przebiega bez błędów. Analizując te błędy można jednak wiele powiedzieć o mechanizmach przetwarzania informacji przez człowieka. Nie raz wydawało mi się, że widzę na chodniku siedzącego pieska a w rzeczywistości okazywało się, że jest to kosz na śmieci czy betonowy kloc. Nie ukrywam, że jestem wielką fanką tych zwierzątek i moje nastawienie na pewno ma wpływ, że łatwiej mi skojarzyć niewyraźny kontur z wizerunkiem psa niż np. kosza na śmieci. Ten przykładowy niewyraźny kontur dla mnie jest psem dla kogoś innego kucającym dzieckiem, a ktoś inny w ogóle nawet nie zwróci na niego uwagi. Bardzo duży wpływ na to jak widzimy mają nasze wcześniejsze doświadczenia. Po 5 latach studiowania na Akademii Sztuk Pięknych zdecydowanie inaczej postrzegam świat. Zwracam uwagę na szczegóły, których wcześniej nie dostrzegałam. Każdy jest inny, każdy ma inne doświadczenia, inne wspomnienia i może się okazać, że każdy z nas tak na prawdę całkiem inaczej widzi świat... Chociaż można doszukiwać się wspólnych cech dla wszystkich odbierania bodźców wzrokowych i tym zajmuje się Pracownia Badań Wizualnych.

Academy Of Fine Art in Katowice, Diploma 2007

Program for blind children which supports sensorial development and space orientation.

context
Ours movement is consciously on condition that:

-we perceive the surroundings

-we know our position

-we sense the movement we make.

Blind people can well move in every space on condition that they have developed space orientation. This situation is possible if the rehabilitation of blind/visually impaired people will be started as soon as possible.

Blind children can grow up to become productive, fully functioning, independent members of society. To do this, they need normal expectations for their development, high quality training in the skills of blindness, and exposure to healthy, positive attitudes about blindness and the abilities of blind/visually impaired people. Polish market does not provide many “tools”, “toys” for blind children to improve the process of rehabilitation.

What does it actually mean to be blind? Does it mean a person can't see or can't see well? Does it mean limitations—a person can't do this or can't do that?

Blindness means using alternative skills, methods, and tools to get the job done.

The key is skills. With the alternative skills of blindness, a child will be able to accomplish tasks without frustration and with success.

Children must learn how to perceive the world, the space that is around them. This is connected with:

- developing alternative senses, skills

- describing space with special names (names which show the relations between objects in space).

When they get through this step they will be not so afraid of space witch was unknown and dangerous. This will help them to be more acitve and courageous and to become in future independent person.

Key points of concept

I design a program with special tools to learn blind children the most important things that will be helpful in their grown-up life. During my work on this project I was cooperating with Special Center for blind/visually impaired children in Cracow where I have consult all my ideas with teachers and tested prototype versions with blind children.

The hole idea is to learn children definitions of space relations in small space, which they can grasp. Then they use their knowledge in bigger space. That is way in this program we use elements which are in to scales: small and large.

The children during the program acquire skills:

Purposeful action, movement – they know in what kind of space they are and they know how to move

teaching space sensing – they learn naming relations between objects in space

arrangement – finding objects in the right places, putting objects in the set place, sorting out (sizing), collecting, picking elements that are necessary to complete the task

developing "small" motor activity – developing hands activity

"large" motor activity – exercising all body

calibration – learning how to create the same pattern in small (table) and large (floor) space

locating – finding objects in right place

exploration – studying the features of an object by hands

comparing - examining resemblances or differences

communication – using objects to show/express your needs, questions, thoughts

identification – learning about the connection between objects and its purpose (what can you do using this object)

My educational program develop all mentioned skills in 4 stages ( every stage have different degrees of difficulty and different result of the play):

I - free configurations

II – track

III – boards

IV – game

Development steps

In the beginning when I consult all my ideas with teachers in Cracow I realize that this kind of design must be conduct very carefully and with discipline. Every element is very important and give child a piece of information. That is way I need to realize that every shape, pattern must be very good rethink that the result after examine it by hand will be as I expect.

I have got a lot of issues to solve so I had to divide my project into few stages. The steps of project development are the same as the steps of my program:

I - free configurations - The main idea is to learn children translating the same pattern from the small (table) to large (floor) space.

Children are building patterns using special elements which we call: shapers. This elements are distinguished one from another by shape and texture and they occur in two scales. So there are the same elements which children play on table (small scale) and arrange on the floor (large scale). Children while the play build various patterns, tracks…

While child is building a track on the table, he recognize it’s shape by hand. Play on the floor but with large shapers is connected with recognizing the shape of the track by walking on it. This both situations learns child to translate the gained knowledge from the small to large scale.

There are 3 types of shapers (the names was inspirited by children during they play with the elements):

a) straight - with this elements children can build square and a straight track

b) bend – with this elements children can build circle and a track witch curves

c) askew – using this elements children can build hexagon and a track with turns.

This part of program is very important because it will help children in future how to read special plans, maps. Large space is not available for quick touch explore. Plan is the only way to become acquainted with large space.

This stage provide free play, children find the features of the elements, differences and similarities. And the result can be various.

This kind of play was very good for children who have a lot of problems with shape identification. But for children who have more developed manual skills this step is to ease. I realized that I need to create a program which will include different degrees of difficulty.

The next stage of my program is:
II – track – In this stage the result of play is the same but can be achieve using different elements. Here child learn planning the track with passing round the obstacles. Child must imagine the route and select required shapers.

III – boards - To fill out the space – it is very important to learn children understanding space as a distance between two objects not as a time you need to cover this distance.

Tools: boards with openings - two types:

1) the shape of the opening is developing consequently or

2) the shape of the openings is designed to learn names of relations between objects in space. Children fill in the openings using shapers. There is only one result of the play.

IV – game – in this part children learn to behave by the set rules, it is designed for two players –

Elements of play:

- setting rules of the game,

- finding the place of element on the board

- learning a special commands to communicate.

This game gives children large area of manipulations which are limited in set rules.

The shapers are located in special packaging, which shape is determined by them. So children can only in one way put the shaping in the packaging. When the packaging are closed we give children extra elements (solids). Using them they can built a spatial constructions.

The hole program provide different degree of difficulty, while in the III stage the result can be only one in the I stage there are infinite possibilities. For the I stage author suggest possibilities of exercises but also give it open for children imagination.

The purpose of the project is to improve the process of space studying which includes:

- using properly words that describe the space

- unimpeded movement in space.


Projekt follow-up

The prototype of my project will be given to The Special Center for blind/visually impaired children in Cracow, and during all year will be tested by children. This will give me a full image how my project influence on the process of blind children rehabilitation. I want also to present my project to others Special Centers for blind children in Poland.