Iluze měsíčního terminátoru

Ahoj, tady Michael z Vsauce. Tomuhle se říká dolly zoom efekt. Optické jevy,
které jej způsobují, jsou také zodpovědné za to, čemu se říká iluze
měsíčního terminátoru. Terminátor je hranice mezi
osvětlenou a neosvětlenou částí. Světlo přichází ve směru
kolmém na terminátor. Ne vždy to tak ale vypadá.

Možná jste si toho někdy všimnuli. Když je na obloze
Slunce i Měsíc současně, a jsou od sebe
dostatečně vzdálené, směr, ze kterého je Měsíc osvětlen, se občas neshoduje
s polohou Slunce. Jak je to možné? Odpověď na otázku
nám dají zorné úhly. Čím vzdálenější od vás něco je, tím menší se vám to zdá.

z psychofyzikálního pohledu
se zorný úhel předmětu zmenšuje. Úhel, ve vašem zorném poli,
který tento předmět zabírá. To znamená, že všechno,
na co se díváme, je zkreslené. Velikost se zmenšuje
směrem k horizontu, což je nekonečně vzdálená pomyslná čára. Tak vzdálené předměty
jsou natolik zkreslené, že nemají vůbec žádnou velikost.

Toto zkreslení se objevuje
u všeho, na co se díváme. Nepůsobí ale žádné zmatení,
protože o něm náš mozek ví. Dokážeme se podívat na zkreslený předmět
a odvodit si, jak ve skutečnosti vypadá. Dveře mají například tvar obdélníku, když je ale otevřeme, díky zkreslení
vypadají jako lichoběžník. Bližší hrana se zdá být větší,
celý tvar se změní, ale váš mozek nevyšiluje pokaždé,
když se otevřou dveře, protože chápe, že různé vjemy můžou pocházet od stejného předmětu.

Říká se tomu subjektivní stálost. Náš mozek dokáže chytře
zvážit předchozí zkušenosti a informace o perspektivě
z okolního světa, aby ihned spočítal,
jestli jsou změny, které vnímáme, způsobeny změnami
v předmětech, které sledujeme, nebo důsledky jejich umístění a okolí. Já jsem například
na tomto monitoru zkreslený.

Možná byste ale řekli,
že vypadám normálně. Když ale přiblížíme
kameru ještě víc a odstraníme informace
o perspektivě z okolí, můžu najednou
vypadat docela zvláštně. Podivně, trochu děsivě, protaženě. Jsem zkreslený a vy nemáte žádné
okolní informace, které by to prozrazovaly. Tohle je pravděpodobně podstata
iluze měsíčního terminátoru. Podívejte se na tohle!

Čára, kde se setkává tamta zeď
se stropem, je úsečka. No tak, podívejte se! Když se podíváte doprava
i doleva, vypadá pořád rovně. Musíte mi věřit, že tahle budova
byla postavená s vodorovnými stropy. Takto to ale vaše oči nevnímají. Tenhle foťák nám to pomůže objasnit. Jeho obraz není ovlivněn následným
zpracováním, jaké dělá náš mozek. Navíc můžeme obraz přiblížit, abychom
odstranili okolní informace o perspektivě.

Přímo proti nám je ta čára rovnoběžná
s obrazovkou foťáku, je to rovná čára. Podívejte se ale, co se stane,
když se zaměříme na jinou část. Když se otočím tímto směrem,
sklon se změní. Teď to vypadá, že ta čára
směřuje nahoru doleva. A když to otočím na druhou stranu, čára směřuje nahoru doprava. Jak je to možné? Rovná čára nemůže měnit svůj sklon.

To umí jen křivky. Jako křivka, kterou vidíme
mezi Sluncem a Měsícem. Když je ale čára od Slunce k Měsíci
zakřivená kvůli zkreslení, proč nevidíme i tyto čáry jako křivky? Řeknu vám proč. Informace. Víme, jak má místnost vypadat, víme,
jak jsou postavené, máme s nimi zkušenosti. Navíc jsou v okolí další předměty,
které nám pomáhají.

Když se ale podíváte na oblohu,
není se tam čeho chytit. Když nemáme informace
o vzdálenosti a perspektivě, náš mozek předpokládá, že vše,
co vidíme, je od nás stejně vzdáleno. Oblohu si představujeme
jako vnitřní povrch koule. Jako promítací stěna planetária. Jediná informace,
kterou máme, je horizont. Na ten ale není žádný spoleh. Horizont totiž není zkreslený.

Je to místo, kde se kvůli zkreslení
všechno stává nekonečně malé. Brian Rogers a Olga Naumenko prokázali,
že toto způsobuje iluzi terminátoru, když to vyzkoušeli v planetáriu. Na jeho kopuli promítli dva body a požádali účastníky pokusu, aby umístili
třetí bod na čáru, která je spojuje. Stejně jako při iluzi
měsíčního terminátoru lidé umístili třetí bod nesprávně. Byli ovlivněni nutkáním zůstat
rovnoběžně s horizontem, jako by byl horizont
ovlivněn stejným zkreslením.

Náš mozek nedokáže ani správně
vnímat zkreslení u paprsků mezi mraky. Zdá se nám, že vycházejí
ze stejného místa, jako by Slunce bylo
jen několik tisíc metrů nad Zemí. Slunce je ale samozřejmě
v mnohem větší vzdálenosti a tyto čáry jsou ve skutečnosti
víceméně rovnoběžné. Je to tak! Zdá se, že se sbíhají stejně,
jako se to zdá u železničních kolejí.

Zorný úhel vzdálenosti, která je odděluje,
je tím menší, čím dál se díváte. Někdy to ale
náš mozek udělá opačně. Počítá se zkreslením,
i když tam ve skutečnosti žádné není. Jako v této iluzi, kde se zdá,
že jsou auta různě velká, ale ve skutečnosti
jsou všechna stejně velká. Všechno ostatní na obrázku
je ovlivněno zkreslením, proto náš mozek předpokládá,
že u aut to také platí. A jestliže zaujímají
všechna stejný zorný úhel, ty vzdálenější musí být
ve skutečnosti větší.

Poměr, ve kterém se zorný úhel
pozorovaného předmětu mění, není konstantní. Aby se zorný úhel
zmenšil o polovinu, musí se jeho
vzdálenost zdvojnásobit. To znamená, že u velmi
vzdálených předmětů se musíme mnohem více pohnout,
aby se jejich úhel změnil ve srovnání s blízkými předměty. Tomu se říká paralaxa.

Proto nám pohyb umožňuje zjistit
mnohem víc o vzdálenosti předmětů. Proto se věci na okraji cesty
jen rychle míhají, když kolem projíždíte, ale vzdálené body v krajině
se pomalu posunují. Velmi vzdálené předměty,
jako třeba Měsíc, 384 tisíc kilometrů daleko, se vůči vám zdánlivě
pohybuje tak pomalu, že to vypadá,
jako by vás pronásledoval. To samozřejmě nedělá.

Je to jen geometrie. Ze stejného důvodu má
pohyb kamery na blízké předměty, třeba tento Vsauce hrneček, mnohem větší
vliv než na vzdálené předměty, jako třeba CD Jakea Chudnowa
opřené o zeď. Jeho velikost se skoro nemění,
když se přibližujeme a oddalujeme. Na rozdíl od přibližování ale zoom zvětšuje
všechno stejně bez rozdílu vzdálenosti. Všimněte si, že při zoomování
se album zvětšuje stejně jako hrneček. Když se přibližujete,
zatímco snižujete zoom nebo naopak, zoom bude mít větší
vliv na vzdálené předměty a přibližování na blízké předměty.

Důsledky můžou být velmi zvláštní. Tady stojím v místě, kde se
oba dva jevy vzájemně vyruší. Všechno okolo se ale mění. Další iluze, která využívá paralaxu,
je hvězdné pole nebo iluze chodby. Zakryjte si střed videa a vypadá to,
že se pohybujete mnohem rychleji. Když ale zakryjete okraje, vypadá to,
že se pohybujete mnohem pomaleji.

Ovlivňujete tím totiž příjem informací
o perspektivě, které váš mozek zpracovává. Bližší objekty u okraje
mění polohu mnohem více, než vzdálené objekty uprostřed. Když si tedy zakryjete
pomalé, vzdálené předměty, váš mozek může vypočítávat rychlost
jen podle rychlých okrajů. Zakryjte ale rychlé okraje a pomalé objekty se stanou tím,
co je pro vás teď nejblíže. Váš mozek si spočítá,
že se pohybujete pomaleji.

Optice a matematice těchto problémů
rozuměli už před několika tisíci lety. V období renesance
tyto znalosti využívali malíři, aby vytvořili malby,
které velmi dobře znázorňovaly realitu. Jejich perspektiva
vážně odpovídá skutečnosti. Ale proč až renesance? Proč lidem tak dlouho trvalo,
než na to přišli? Podívejte se na tento obraz
namalovaný před renesancí. Co to má vůbec znamenat?

Perspektiva je úplně špatně. Takhle by to vůbec vypadat nemělo. Umělci i ostatní lidé v té době
vnímali svět úplně stejně jako my. Viděli zkreslení. Jinak to nejde. Zkreslení vidíte na první pohled. Ne, zkreslení je vlastně
pohled samotný. Tak čím to je?

Byli středověcí malíři pětileté děti? Ne. Ne ve smyslu,
že tato otázka není správná. Realistické malby se objevovaly
už dlouho před renesancí. Nemusela to vždy být
matematicky přesná perspektiva, ale lidé zkreslení chápali. Západní umění se dostalo
od tohoto k tomuto ne proto, že by lidé
najednou zmoudřeli, ale protože měli jiné požadavky.

Co se nám dnes zdá
nerealistické a tedy špatné, bylo tehdy záměrné a oblíbené. Posun k tomu, že se svět
začal znázorňovat matematicky, jako by šlo o pohled z okna, byl spíše kvůli kulturním zájmům,
objektivitě a jednotlivci, než kvůli tomu, že by
najednou byli umělci chytřejší. Iluze perspektivy nám navíc ukazují,
že to, co si myslíme, že vidíme, není vždycky to,
co skutečně vidíme.

Dětský obrázek
se nám může zdát mizerný z pohledu objektivního
matematického znázornění, ale na světě jsou i jiné věci
a zkušenosti, které stojí za to znázornit. Naznačit něco, co není úplně zjevné,
abychom tím vyjádřili své pocity, je často mnohem těžší
než dodržovat pravidla perspektivy. Picasso jednou řekl: "Trvalo mi čtyři roky
naučit se malovat jako Rafael," "ale zabralo mi celý život,
abych se naučil malovat jako dítě."

A jako vždycky... Díky za sledování. Překlad: Zarwan
www.videacesky.cz