Optische Täuschung
Eine Optische Täuschung oder auch Visuelle Illusion ist eine Wahrnehmungstäuschung des Gesichtssinns.
Optische Täuschungen können nahezu alle Aspekte des Sehens betreffen. Es gibt Tiefenillusionen, Farbillusionen, geometrische Illusionen, Bewegungsillusionen und einige mehr. In all diesen Fällen scheint das Sehsystem falsche Annahmen über die Natur des Sehreizes zu treffen, wie sich unter Zuhilfenahme weiterer Sinne oder durch Entfernen der auslösenden Faktoren zeigen lässt.
Optische Täuschungen werden in der Wahrnehmungspsychologie untersucht, da aus ihnen Rückschlüsse über die Verarbeitung von Sinnesreizen im Gehirn gewonnen werden können. Optische Täuschungen beruhen auf der Tatsache, dass die Wahrnehmung subjektiv ist und vom Gehirn beeinflusst wird (s. Top-down und Bottom-up). Systematisch produziert und analysiert werden optische Täuschungen in der Gestaltpsychologie.
Bekannt für ausgefeilte optische Täuschungen ist der Künstler M. C. Escher.
Beispiele
Relativität von „gerade“ und „parallel“
Das Quadrat im Bild links besteht aus schachbrettartig angeordneten dunklen und hellen Teilquadraten. In einigen der dunklen Teilquadrate sind die Ecken durch kleine helle Quadrate gestört. Es entsteht der Eindruck, als seien die – nachweislich geraden – Trennlinien zwischen den Teilquadraten wellenförmig gekrümmt.
Im Beispiel rechts oben scheinen die gestreiften Querbalken keilförmig zu sein – in Wahrheit sind alle horizontalen Linien exakt parallel, und die Querstreifen sind Rechtecke.
Das dritte Beispiel (Flugzeug) erweckt den Eindruck, die beide angewinkelten Tragflächen verbindende Linie krümme sich.
Im vierten Beispiel (rechts unten) entsteht der Eindruck, die senkrechten Linien seien gekrümmt, tatsächlich jedoch sind sie exakt gerade und parallel.
Dass optische Täuschungen dieser Art auch im Alltag auftreten können, zeigen die beiden Beispiele unten (Illustrationen aus Wikipedia-Artikeln).
Relativität von Farbe
Wenn man etwa eine halbe Minute lang auf das grüne Quadrat im Bild rechts starrt und anschließend auf die freie Fläche daneben sieht, so erscheint darauf ein rötliches Quadrat. Das rötliche Quadrat entsteht, weil wir ein Nachbild auf der Netzhaut sehen. Es hat die Komplementärfarbe zum grünen Quadrat.
Nicht jeder, der zum ersten Mal damit konfrontiert wird, nimmt diese Einfärbung wahr. Offenbar gibt es hier Korrekturmaßnahmen, die diesen Sinneseindruck unterdrücken. Es kann helfen, wenn man etwas länger starrt und die Augen dabei auf unendliche Sehweite einstellt.
Erklärungsansätze für das Entstehen eines Nachbildes finden sich in der Dreifarbentheorie und in der Gegenfarbtheorie.
Relativität von Helligkeit
Die Wahrnehmung von Helligkeitsunterschieden ist sehr subjektiv. Ein Farbton, den wir in der Dämmerung als hell wahrnehmen, erscheint bei Sonnenlicht dunkel. Physikalisch ist diese Interpretation korrekt. Unser Gehirn greift auch beim Betrachten der Beispiele links und rechts auf diese Erfahrung zurück. Links erscheint Grau bei dunkler Umgebung heller, in heller Umgebung dunkler, obwohl der graue Balken überall den gleichen Grauwert besitzt.
Das Quadrat B rechts im Bild liegt im Schatten. Dem Muster folgend muss es ein weißes Quadrat sein, viel heller als das dunkle Quadrat A. Absolut betrachtet sind beide Quadrate jedoch gleich hell.
Schalten wir die Interpretation der Helligkeitsabfolge als Schachbrettmuster aus, vereinfacht sich der objektive Helligkeitsvergleich beider Quadrate: Datei:Optical greysquares proof.png
Überbetonung von Kontrasten
Hermann-Gitter (nach Ludimar Hermann 1870, auch Hering-Gitter, nach Ewald Hering): Beim linken Gitternetz glaubt der Betrachter, im Schnittpunkt der weißen Zwischenräume graue Flecken zu sehen.
Im rechten Gitternetz erscheinen an den Schnittpunkten der Linien helle Punkte.
Die Überbetonung der Kontraste rührt aus der Verschaltung der Rezeptoren im Auge her (laterale Hemmung). Sie bewirkt eine verstärkte Wahrnehmung von Kanten und lässt Bilder schärfer erscheinen, siehe Machsche Streifen.
Relativität von Größe
Das Bild links ist ein Beispiel für viele ähnliche Schemazeichungen, die die menschliche Wahrnehmung verwirren. Die linke blaue Kugel ist kleiner als die umgebenden roten, bei der rechten ist es umgekehrt. Die Übertragung von relativ kleiner und relativ größer auf die beiden blauen Kugeln in direkten Vergleich ist falsch. Beide blauen Kugeln sind gleich groß.
Das Bild rechts zeigt einen Säulengang und drei Schwesternpaare. Das Paar im Vordergrund erscheint kleiner als das mittlere Paar. Das hintere Paar erscheint am größten.
Ein Nachmessen beweist, dass alle drei Paare gleich groß sind. Unser Auge liefert das Bild auf der Netzhaut, seine Bedeutung erschließt sich jedoch erst durch die Verarbeitung der Bildinformationen im Gehirn. Obwohl das Bild zweidimensional ist, erkennen wir einen Weg, der von vorne nach hinten verläuft und den Eindruck räumlicher Tiefe vermittelt. Wir folgern, dass sich Gegenstände am unteren Rand in unserer Nähe befinden und Gegenstände in der Bildmitte weiter von uns entfernt sind.
Die Bildverarbeitung im Gehirn geht davon aus, dass Gegenstände mit zunehmender Entfernung kleiner werden. Daher wundern wir uns nicht darüber, dass die Frau hinten rechts im roten Mantel verglichen mit den Personen links im Bild extrem klein ist. Sie ist nur weiter entfernt als die Personen im Vordergrund.
Das Paar im Vordergrund wirkt sehr klein, denn die Entfernung wird als gering interpretiert. Wäre es in Wirklichkeit genauso groß wie das mittlere Paar, müsste es auf dem Bild größer erscheinen. Da es auf dem Bild aber exakt genauso groß wie das mittlere Paar ist, folgert das Gehirn, dass die Personen in Wirklichkeit kleiner sein müssen.
Das gleiche gilt für das hintere Paar. Eigentlich müsste seine Größe der der Frau im roten Mantel entsprechen. Statt dessen sehen wir es in mehr als doppelter Größe. Durch unseren Bildverarbeitungsprozess sind diese beiden Personen im Hintergrund folglich Riesen.
Siehe auch optisches Quadrat
Relativität des Blickwinkels
Dreieck
Eine andere Art der optischen Täuschung entsteht durch den Blickwinkel des Betrachters. So lassen sich Objekte konstruieren, die aus einem bestimmten Blickwinkel völlig anders wahrgenommen werden. Im Bild ist rechts eine merkwürdige Anordnung von Objekten zu sehen. Schaut man links in den Spiegel, glaubt man, ein vollständiges Piano vor sich zu haben. Auf einem ähnlichen Effekt beruhen Modelle, die scheinbar "unmögliche Objekte" darstellen.
Siehe auch: Penrose-Dreieck.
Nicht vorhandene Objekte
Bei manchen Sinneseindrücken glaubt der Betrachter Objekte wahrzunehmen, die nicht vorhanden sind. Ein Beispiel dafür ist das nebenstehende Muster (links) aus durchbrochenen Linien. Der Betrachter glaubt an den Schnittstellen weiße Scheiben zu sehen.
Im Beispiel rechts sieht der Betrachter einen Würfel. Die Kanten, die auf dem Bild gar nicht vorhanden sind, werden bei der Bildverarbeitung im Gehirn ergänzt. Beim Kanizsa-Dreieck (benannt nach Gaetano Kanizsa) im Bild darunter glaubt der Betrachter, ein weißes Dreieck zu entdecken, obwohl das Bild nur Linien und Kreissegmente zeigt. Die gedachten Linien sind in der Literatur auch als "kognitive Konturen" (cognitive contours) bekannt geworden.
Ähnlich lassen sich auch die Marskanäle oder das Marsgesicht auf das Bestreben des Gehirns zurückführen, bei der Mustererkennung Bekanntes wieder zu entdecken.
Mehrfach wahrgenommene Objekte
Die multistabile Wahrnehmung ist ein Beispiel, wie die Erfahrung die Bildwahrnehmung beeinflusst.
Siehe Kippfiguren
Bewegungsillusionen
Es gibt eine Reihe optischer Täuschungen, in denen der Betrachter meint, dass sich Teile des Bildes bewegen. Dabei muss manchmal der Kopf selbst bewegt werden und manchmal nicht. Letztere Variante funktioniert am besten mit peripherem Sehen, das heißt, die Bewegung ist an den Stellen zu erkennen, die gerade nicht fokussiert werden.
Eine Bewegungsillusion tritt auch auf, wenn man ein kleines Objekt vor einer Umgebung betrachtet, die keine Anhaltspunkte für die räumliche Lage gibt. Ein einsamer Stern am dunklen Himmel scheint sich zu bewegen.
Optische Täuschungen im Alltag
- Beim Film erzeugt das schnelle Hintereinander von statischen Einzelbildern die Illusion einer Bewegung.
- Unter bestimmten landschaftlichen Gegebenheiten scheinen Straßen, die in Wirklichkeit bergabwärts verlaufen, bergaufwärts zu führen und umgekehrt (z.B. der Electric Brae in Schottland).
- In der illusionistischen Malerei werden mittels Trompe-l'oeil Räume optisch vergrößert...
Siehe auch
- Pulfrich-Effekt (Carl Pulfrich 1922)
- Poggendorff-Täuschung (Johann Christian Poggendorff 1860)
- Fata Morgana
- Vexierbild
- Anamorphose
- Mondtäuschung
- Machsche Streifen (Ernst Mach 1865)
- T-Figur-Illusion
- Op-Art
- Fehlendes-Quadrat-Puzzle
- Mueller-Lyer-Illusion (Franz Müller-Lyer 1889)
- Optisches Quadrat
- Stürzende Linien und Sonnenstrahlen
- Raumwahrnehmung, Bewegungssehen
- Ames-Raum (Adelbert Ames, Jr. (1880-1955) 1946)
Literatur
- Mach, E. (1865): Über die Wirkung der räumlichen Verteilung des Lichtreizes auf die Netzhaut. Sitzungsberichte der mathematisch-naturwissenschaftlichen Classe der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, 52, 303-322.
- Hermann, L. (1870): Eine Erscheinung simultanen Contrastes. Pflügers Archiv für die gesamte Physiologie 3, 13-15
- Müller-Lyer, Franz C. (1889): Optische Urtheilstäuschungen. Archiv für Physiologie Suppl.: 263-270
- Ames, A. (1952): The Ames Demonstrations in Perception, New York: Hafner Publishing
Weblinks
- Ausführlicher Fachartikel über Optische Täuschungen
- interaktive Animationen
- Neue optische Täuschungen Viele neue, bisher unveröffentlichte Designs. Mit Informationen zu Hintergrund und Wirkungsweise (englisch).
- Blog: Bilder und Animationen
- Bildersammlung
- Colour Perception Drei beeindruckende Beispiele, die beweisen, dass die Farbwahrnehmung eines Objekts von seiner Umgebung abhängt (interaktiv).
- Quarks-Sendung vom 14.06.2005
- Optische-Täuschungen-Projekt der GHS Hausen
- Kuriositäten und visuelle Effekte - zusammengestellt von Erwin Purucker
- Sammlung von Michael Mündelein
- Unmögliche Konstruktionen und andere optische Illusionen - zusammengestellt von Kay Estler
- Realität oder Illusion? - Experimente zur Wahrnehmung und Täuschung Seminararbeit von Mike Födisch und Gerhard Schuster
- "magische" Bilder
- Prägnanztendenz
- Anamorphosis 3D Doppelte/ Optische Illusionen - Architektonisch trompe-lóeil
