Leercentrum : we krijgen soms vragen van studenten, wetenschappers...

Heeft u een vraag?

We horen ze graag. U mag ze echter niet te vaag houden. Vermeld ook uw leeftijd en studierichting, zodat we gepast kunnen antwoorden. Vragen gingen o.a. over :

De antwoorden daarop liggen klaar. U kan ons vanalles vragen via : info@illuseum.be
Alvast een inleidende tekst met beschouwingen over "illusie" : nu downloaden

Vraagje van Lucas

Bestaan er illusies in verband met de zon?

Dit gedeelte is samengesteld uit de lectuur van Chaisson & McMillan (c1997), Lynch & Livingston (c1995), en Lang (c1995).

ILLUSIES van de ZON in 10 punten :

Dag Lucas, ik zal maar met de deur in huis vallen. Je gaat sterretjes *** zien...

1.

De keren dat de zon zichtbaar is, zie je ze op de verkeerde plek staan: als je de zon aanwijst, dan mag je zeker zijn dat ze daar niet staat. Dat dank je aan de eindige lichtsnelheid en aan de lichtbreking in de aardse atmosfeer. Lees maar mee.

De zon heeft steeds ongeveer 2 boogminuten voorsprong op waar jij ze ziet. Dat is zomaar eens eventjes zes zonnediameters voorsprong! (Waarom? Het licht heeft zowat 8 minuten nodig om van de zon tot hier te geraken. In 24 uren doorloopt de zon 361° - iets meer dan 360°, want een aard-dag duurt 23u56 minuten - , dus op 8 minuten is dat (361°/(24x60))x8 = 2 graden van de gradenboog. Wanneer je het licht van een punt van de zon ziet, is dat punt al 2 graden doorgeschoven. De diameter van de zon is van op de aarde ongeveer 32 boogminuten. Dus... het beeld van de zon sleept 6 diameters achter de werkelijke zon aan! Opgelet, ’s morgens en ’s avond maakt de zon op jou een subjectieve indruk van heel groot te zijn, zie verder; het blijven evenwel 32 boogminuten, net zoals op de middag.) Dus het beeld van de zon (dat je hebt als je er voorzichtig naar kijkt) loopt achterop. De oorzaak is dat het zonlicht tot bij jou komt van zo ver met ongeveer 8 minuten vertraging. Dat is te zeggen: van de fotosfeer, een flinterdun laagje van hooguit 500 kilometer in de zon, tot aan het aardoppervlak. Dat licht is ontstaan dank zij de radioactieve gammastraling in de kern; die straling doet er gemiddeld 170000 jaar over (jawel, al botsend tussen de opeengeperste elektronenbezittende deeltjes) om de convectieve laag tussen de fotosfeer en de kern te bereiken! In die convectieve laag wordt alle energie omgezet in beweging - enorme geordende stromingen - die 10 dagen later uitmondt in die schil die jij aanziet voor het oppervlak. Daar is de densiteit van de materie te dun om nog convectie mogelijk te maken, en te dun om de straling te reabsorberen, en dus kan pas daarvandaan weer de straling van de moleculen (ionen) ongehinderd naar buiten vertrekken. Alhoewel, als een foton botst op een atoom (in de fotosfeer, of met minder waarschijnlijke kansen erbuiten) kàn het weer geabsorbeerd geraken (naargelang de hoeveelheid van de aanwezige elementen - 67 waren er geïdentificeerd in 1995 - en hun typische elektron-energieniveau's), weer uitgezonden, weer geabsorbeerd, totdat het helemaal bovenin de fotosfeer eindelijk weg kan. Deze verlate fotonen zijn in het gedetailleerde spectrum te zien als tienduizenden donkere streepjes (omdat het daar 500° C koeler is dan beneden in de fotosfeer). tekening verplaatsing van de zon Als je de zon 's avonds juist boven de horizon ziet, op zeeniveau en in droge atmosferische omstandigheden, bevindt zij zich in feite nog een diameter méér onder die horizon: je bent namelijk het slachtoffer van een luchtspiegeling. De gradiënt in dichtheid van de boveneen liggende luchtlagen breekt immers de lichtstralen naar het aardoppervlak toe. Via deze luchtspiegeling kijk je feitelijk onder de einder, daar de zonnestralen in de atmosfeer een gekromde baan volgen (zie FIGUUR). De zon lijkt alleen maar in rechte lijn voor je te staan! Deze luchtspiegeling bereikt zelden meer dan 39 boogminuten verplaatsing (minder bij hoger vochtgehalte in de lucht), in dit geval is dat iets meer dan de 32 boogminuten diameter van de zon. (Zie ook verder: haar ellipsvorm.) En bij zonsopgang hinkt het beeld natuurlijk ook ruim 7 diameters achterna... Op minder dan een uurtje heeft het beeld echter die 39‘ nagenoeg ingelopen. Pas in het zenit is er geen enkele breking meer, alleen staat de zon op de Belgische breedtegraden nimmer in het zenit. Die 2° tijdseffect kunnen echter nooit worden ingelopen.

2.

Laag boven de horizon zie je de zon ellipsvormig. Dat is weinig bekend, maar let er eens op, in ideale omstandigheden is die afplatting 20%! De oorzaak is diezelfde optica van de atmosfeer: vlakbij de horizon moet je door veel en veel meer luchtmassa kijken, dan een weinig hoger (in elk geval 38 maal meer moleculen dan wanneer u recht naar omhoog in het zenit zou kijken). De lichtbreking is sterker als je doorheen de dichte luchtmassa nabij de horizon naar de onderrand van de zon kijkt, dan wanneer je blik ongeveer 30 minuten hoger gericht is om naar de bovenrand van de zon te kijken. Daardoor wordt de onderrand van de zon het meest naar boven "verplaatst", en de bovenrand iets minder, zodat de zon afgeplat gaat lijken. Van op een bergtop of vanuit de ruimte is dat nog meer het geval!

3.

De zon lijkt niet eens zo ver weg te staan. De 150 miljoen kilometer die ze gemiddeld wegstaat is visueel niet te vatten. De visuele hersenen hebben geen flauw benul van een dergelijke afstand. Dit is een niet-te-ziene (onzichtbare?) afstand. Het is eveneens een onkenbare afstand - want het ontgaat jou en iedereen compleet wat die enorme afstand betekent in ervaringstermen. Enkel het abstracte verstand weet er mee om te gaan, bij berekeningen bijvoorbeeld.

4.

Je ziet het oppervlak van de zon..? Wat je voor de zon neemt, is het zichtbare licht dat vertrekt uit één welbepaalde laag van de zon, fotosfeer geheten, niet meer dan 500 km dik, en op bijna 700000 km van de kern van de zon verwijderd. Is dat dan het oppervlak van de zon, dat binnenkant en buitenkant van elkaar scheidt? Geenszins, de zon strekt zich nog zo ver uit dat bij wijze van spreken de aarde eigenlijk ingebed is in haar (invloeds)sfeer. De fotosfeer is uiterst vluchtig, met tienduizend keer minder druk dan op aarde aan zee! Hier zou je dat een vacuüm noemen!
Daarbovenop begint vrij bruusk de chromosfeer, met op elk moment wel een half miljoen uitschieters tot 10000 km en hoger. Daarbovenop strekt zich de corona uit, van waaruit de zonnewind in alle richtingen het hele zonnestelsel omvat. Zijnde uiterst dunnetjes, passeert het meeste licht ongehinderd doorheen de corona. Een kleine fractie komt in botsing met de elektronen van de moleculen in de corona, en dat geeft haar schijnsel toch nog altijd het equivalent van maanlicht - was u maar niet verblind door de fotosfeer. Nu zie je ze enkel als een etherisch waas tijdens een totale zonsverduistering.
De schijnbare grootte van de zon is aan de menselijke soort gebonden; indien je slechts gevoelig was voor gammastraling, dan zou de zon een klein bolletje lijken (gesteld dat die straling doorheen de omgevende zone kon passeren - wat absoluut niet het geval is: geen foton geraakt er door). Indien je uitsluitend in het rood zou kijken (656 nanometer), zou de zon enkele procenten groter lijken: je zou namelijk de chromosfeer onder ogen hebben. Indien je gevoelig was voor elektromagnetische golven van 1 cm tot 100 cm golflengte (=radiostraling), dan zou zij twee keer zo groot lijken. Als je X-stralen kon zien, zou je de zon nog wat groter schatten (de superhete corona vanaf 10000 km boven de fotosfeer). Slangen zien gedeeltelijk in het infrarode spectrum... wat denken zij over de grootte van de zon?
Je ziet de zon doorheen dunne wolken of mist met een haarscherpe omtreklijn – die niet bestaat, want ter plekke is er louter een kolkend overgangsgebied. Onzichtbaar voor het blote oog. Zonnevlekken zijn gebieden die koeler zijn en minder licht afgeven. Onzichtbaar voor het blote oog. De zon roteert; aan de evenaar maken haar buitenste lagen een volledige omwenteling in 25 dagen (een goede 7000 km per uur), aan haar polen in 35 dagen. Onzichtbaar natuurlijk voor het blote oog.
Wat je ook niet ziet, zijn de zonnevlekken op dat oppervlak. Gebieden met lagere temperatuur, en daardoor "objectief" donkerder. Het woord 'vlekken' doet denken aan iets tweedimensionaal. Natuurlijk niet, het gaat om gigantische structuren. Rechtstreeks kijken naar de zon geeft geen resultaat, want gedurende het grootste gedeelte van de dag is de intensiteit van het licht te hoog voor je netvlies, zodat je er onmiddellijk door verblind wordt. Geniet maar niet van het kleurrijk en caleidoscopisch nabeeld..! Niet zozeer de verblinding is schadelijk, wel de hoeveelheid UV straling die je netvlies bereikt, pijnloos maar zeer destructief. En op andere momenten blijft het contrast tussen vlek en omgeving toch te zwak om met het blote oog gezien te worden. Met behulp van een camera obscura zou je ze mogelijks wel zien afsteken in het beeld.

5.

Eigenlijk zie je een zonneschijf, terwijl de fotosfeer bij benadering een bolvorm heeft. Om de bolvorm te zien zou je bijvoorbeeld het plaatje van je linkeroog moeten kunnen vergelijken met dat van je rechteroog; maar op die afstand zijn beide plaatjes in dat opzicht gelijk. Er kan dus geen binoculaire stereodiepte onderscheiden worden, en ook de belangrijkste aanwijzing dat het om een bol gaat ontbreekt, namelijk het graduele helderheidverschil op het oppervlak. Die verschillen zijn er wel, maar niet in waarneembare sterkte. Derhalve zie je een platte schijf.

6.

Overdag geeft de zon een samenstel van velerlei golflengten af, de meeste Watts in de vorm van zichtbaar licht. Jij noemt dat wit licht. En zo ziet de zon er ook uit, 's middags, of vanuit de ruimte, of doorheen dunne wolken en mistslierten. Het licht van de 5780 graden Kelvin van de fotosfeer wordt natuurkundig ook als 'wit' gedefinieerd (al behoort de zon tot de gele dwergen). Toch wil de conventie dat je de zon geel tekent... Helemaal onjuist is dat niet. Naarmate de zon daalt van het hoogste punt aan de hemel, dus voor- of namiddag, doorboren haar lichtstralen alsmaar meer lucht en worden er steeds meer van de korte golflengten weggekaatst uit de rechte lijn naar jou toe (verstrooiing, heet dat) en in tweede instantie geabsorbeerd (door waterdamp en zuurstof), dit alles in toenemende mate van 1 (zenith) tot een factor 38 (horizon). Zodoende blijven de langere golven over, die een gelig en rood beeld geven, zoals je 's morgens en 's avonds overduidelijk bemerkt.
Daarnaast spelen ook de gevoeligheid van het oog en simultaan contrast een rol:
Er wordt in de gele 450-550 nanometer band wel degelijk meer straling uitgezonden, en na filtering door de atmosfeer blijft de band tussen 500 en 600 nm energetisch overwegen! (De meeste energie vanwege de zon is geconcentreerd in de golflengten tussen 220 en 3200 nm; maar daarvan bereiken alleen die tussen 320 en 2200 nm massaal het aardoppervlak, doorheen de transparante atmosfeer. Op de golflengten tussen 400 en 700 nm reageert je oogzintuig.) De gele kleur komt voort uit het feit dat het netvlies in zijn geheel het meest reageert op juist die frekwentieband, met een bewustwording van geel. Bepaalde combinaties van frekwenties ervaar je verder ook nog als geel! Bij een zekere ouderdom filtert het oog (hoornvlies, lens, macula lutea) zelf ook nog eens een percentage van de korte golflengten weg. Uit een overmaat aan kleur signaleert het oog derhalve het hevigst de gele aanwezigheid.
En tussen al dat blauwe getintel van de lucht en de zee, kan iets "wit" (de zon) toch een gele tint aannemen, bij wijze van kleurcontrast bij de kleurperceptie door het oog en het brein.
En de maan? Haar natuurlijke kleur is donker roest bruin. Overdag zie je haar echter als vaal wit en 's nachts eerder als geel. Kleurzien is complex, en ik heb hiervoor geen overtuigende verklaring gevonden. Vermenging of contrast met de blauwe lucht? Atmosferische effecten van waterdruppeltjes? Nachtelijke verblinding?
Er is een helderheidverschil tussen de gesteenten van haar donkerste gebieden (de zogenaamde maria of "zeeën") en van de bergketens, maar afgezien van deze vlekkerigheid lijkt zij merkwaardig plat en egaal. Van een belichte bolvorm zou je verwachten dat de middelste gebieden het helderst zijn, en de randen steeds minder. Maar hier speelt het zeer oneffen reliëf een rol: aan de randen van de volle maan kijk je vooral op de goed weerkaatsende bergflanken, terwijl je centraal in de donkere dalen kijkt. Het een compenseert min of meer het andere. Bij schuine belichting, halve maan dus, wordt er minder licht dan bij oppositionele belichting naar de aarde gezonden (per eenheid oppervlakte). De schaduwen van de bergen maken de binnenrand waarschijnlijk iets donkerder. Tijdens de dagen van nieuwe maan, wanneer zij door de zon niet rechtstreeks beschenen wordt, is ze soms toch goed te zien: de aarde reflecteert licht op de maan, die het terugkaatst naar de aarde. Dit geschiedt des te meer wanneer wolken over het juiste aardse werelddeel hangen, en het zal je roodachtig toeschijnen omdat die langere golflengten het best door de aardse atmosfeer in rechte lijn over en weer geraken. Niet alleen staan ze min of meer recht tegenover elkaar, een goede "spiegel"positie, maar het is dan ook "volle aarde". Een paar dagen later is het al "halve aarde" gezien van op de maan, zodat er veel minder licht naar ginder gekaatst wordt.
De meeste sterren zijn gekleurd; naargelang hun oppervlakte temperatuur verschijnen ze rood (tot 4000° C), oranje (tot 5000° C), geel (tot 6000° C), wit (tot 10000° C) of blauw (boven 11000° C). Dat zie je slechts bij enkele heldere sterren in jouw hemisfeer, omdat alle andere van de maximaal 3000 zichtbare sterren 's nachts, te weinig licht geven om de lichtgevoelige kegeltjes te stimuleren. Je ziet ze met de staafjes, ongevoelig voor kleur. Het helpt als je door een verrekijker kijkt en er een beetje mee over en weer zwaait. (P.S. 6000° Celsius is eigenlijk officieel wit, maar wegens het Dopplereffect verschuift die kleur naar geel.)

7.

Laag boven de horizon of boven een bergkam lijkt de zon bijzonder groot. Er is geen natuurkundige of optische oorzaak, zoals blijkt uit metingen op foto's. Dit is voor 100% een psychologische illusie. Dit effect wordt de maanillusie genoemd, want het geldt evenzeer voor de maan als voor de zon. De hemellichamen staan 's middags niet merkbaar verder weg van jou dan 's morgens of 's avonds. De ochtend- , middag- of avondzon beneemt ongeveer 32 boogminuten doorsnee op je netvlies, net zoals de maan doet. Het visuele systeem interpreteert dingen op afstand kort boven de horizon echter als verder weg - gesuggereerd door een heleboel aardse elementen die zich tussen u en de horizon bevinden; onbewuste mechanismen van diepte-beoordeling zorgen daarvoor. Meteen komt er een vorm van compensatie tot stand: zò ver weg, en zò groot op mijn netvlies (32°), dàn moet dat ding zeer groot zijn. In je bewustzijn beleef je de zon en de maan dan als veel groter dan de grootte waarop ze “recht” hebben gezien de hoeveelheid oppervlakte op het netvlies. Diezelfde 32° hoog in het zenit ervaar je als "klein" (of gewoon). In uitgebreide onderzoekingen bekijken proefpersonen via periscopische omleiding van het beeld de avondzon schijnbaar hoog in de lucht - de zon lijkt klein; of de middagzon laag over de einder - ze lijkt groot. Of kijk je naar de avondzon doorheen een buis die de context uit beeld houdt: wat een gewoon zonnetje! Dat bewijst dat het zien van de horizon een essentieel element is. Als de maanillusie je onverhoeds treft, schrik je van het effect. Onbewust weeg je de schijnbare grootte af tegen je herinnering. Juist omdat je haar klein voorstelt in je gedachten, verbeelding, herinnering, verrast ze je met haar omtrek. Je kan je afvragen waarom het omgekeerde zich niet voordoet: schrikken als je de maan of zon hoog in de lucht zo “klein” waarneemt! Je zou ze dan vergelijken met je herinnering aan de avondlijke of ochtendlijke toestand... In de praktijk echter zie je de hemellichamen veel meer in de lucht dan in het gebied rond de einder. Laat ons voor het gemak eens stellen dat de hemelboog 180° bedraagt voor een toeschouwer aan de evenaar. Dus van al de tijd dat zij zichtbaar zijn bevinden ze zich 70% hogerop, en slechts 50/180 = 30% bij de horizon in een gebied van +- 25°. In de herinnering overwegen dan inderdaad de geheugenbeelden van kleine hemellichamen. Vermoedelijk liggen de verhoudingen niet anders op de breedtegraden waar nooit het zenit bereikt wordt. Vergeet even de velen die niet het geluk hebben op het platte land te toeven; voor de stadsbewoners is er beduidend minder gelegenheid om opkomst of ondergang (van hemellichamen) te aanschouwen!
Het concept 'grootteconstantie' wil die compensatie verklaren. Je beleeft tekening van de Ponzo-illusie een ding dat zich van je verwijdert, bijv. een dier, als "nog altijd even groot", ook al verkleint de visuele hoek waaronder je het ziet, terwijl het zich verwijdert. Een equivalente formulering legt beter uit wat er gebeurt bij de maanillusie: bij een gegeven visuele hoek wordt een ding als vergroot ervaren naarmate zijn waargenomen, geschatte of onbewust erkende afstand groter is. Je kan het effect oproepen met de Ponzo-illusie (FIGUUR): even grote rechthoeken tussen schuine lijnen lijken van grootte te verschillen, omdat je onbewust hun subjectieve afstand drastisch anders percipieert. Een nabeeld bijvoorbeeld neemt op je netvlies een welbepaald onveranderlijk oppervlak in, maar je oordeelt de vlek groter naarmate je ze op een verder afgelegen oppervlak projecteert (zie de wet van Emmert).
Paradoxaal genoeg lijkt die zon of maan in je bewustzijn echter dichterbij gekomen, “aangezien ze zo groot lijkt”. (Een kronkelredenering?)
Hetzelfde verschijnsel doet zich naar verluidt voor met de sterrenbeelden. Tegen de horizon ga je ze groter, wijder uiteenstaand, beoordelen dan hoog in het zwerk. Menig amateur astronoom heeft zich daarover verwonderd... De maanillusie geldt evenzeer voor een warme luchtballon die je eensklaps achter de bomen ontdekt, of voor een watertoren die opdoemt. Dit illusoir effect is voor het aardse leven onschadelijk, integendeel, het is nuttig, want het is voor mens en dier altijd interessant iets aan de gezichtseinder groot genoeg te zien.
Mocht je vinden dat de illusie sterker is bij een lichte sluier van mist, dan speelt de atmosferische perspectief je parten: door het verminderd contrast met de omgeving – wegens de filtering door de vochtige lucht – interpreteert jouw onbewust ruimtelijk beoordelingsvermogen de maan of de zon extra ver weg, waardoor de grootteconstantie nog meer “volume” in je bewustzijn steekt.
Misschien valt het je op dat op veel foto's het avond- of ochtendzonnetje er maar pover bij hangt (hangen, want waarom zou ze staan?). Maar opgelet, wanneer de fotograaf ingezoomd heeft, dan kan die zon heel uw blad vullen... laat je daardoor niet misleiden! Dat is niet de maanillusie! Om het even welk groot voorwerp kan klein lijken tegenover het beeld van de zon, een huis bijvoorbeeld. Daarvoor gaat de fotograaf ver genoeg naar achteren, totdat het te fotograferen huis een stip geworden is van zeg 2 boogminuten op zijn pellicule. Terwijl de zon in de achtergrond hoedanook waardanook altijd zowat 32 minuten gezichtsveld in beslag neemt, hoe ver de fotograaf ook weggaat. Als hij met de juiste apparatuur inzoomt op die constellatie, dan staat achter dat huis natuurlijk een reuzengrote zonneschijf op de pellicule, daar je onbewust de overdreven grootte van de zon afmeet aan de proporties van een bekend ding (in casu dat huis).

8.

De zon draait per 25 dagen omheen haar as, althans aan haar evenaar. Aan de polen (bovenop en onderaan, van op de aarde gezien) is dat in 35 dagen. Voor het oog onzichtbaar dus. Maar... wie naar de zon kijkt, op een moment dat ze net niet verblindt, heeft misschien de illusie dat de schijf snel rond haar middelpunt wentelt (1 à 2 toeren per seconde). De uitleg is misschien te zoeken bij het astigmatisme van de ogen dat tot onsystematische bewegingen van de zonneschijf op het netvlies leidt, tezamen met de nabeelden die je rond de zonneomtrek ziet alsof het protuberansen zijn, die eveneens over het netvlies verschuiven. Die beweeglijkheid van het beeld kan gemakkelijk door het visueel systeem foutief als een rotatie geïnterpreteerd worden.

9.

Misschien meen je ook te zien dat de zon rond de aarde draait... Dat is niet mogelijk. Om precies te zijn: de rotatie van de aarde is net iets te langzaam om de zon te kunnen zien bewegen, tenzij misschien vlakbij de referentie horizon. Je deduceert die beweging uit de achtereenvolgende standen van de zon aan het uitspansel: uw horizon blijft ongewijzigd, dus moet het wel de zon zijn die zich verplaatst (heeft). Als je het verschijnsel aanvaardt als een visuele illusie, dan is dit een voorbeeld bij uitstek van 'u mag gerust een illusie hebben”, want het is voor het praktische leven totaal irrelevant wie er nu rond wat draait.

10.

Wanneer je je verplaatst volgt de zon je, als een daad van volhardende stalking... Je wandelt, je fietst, je rijdt, en in de verte beweegt de zon mee, volgt zij hetzelfde parcours. Ook met de maan heb je dat. Deze prachtige illusie volgt uit de onmetelijke afstand van deze hemellichamen. tekening legt uit waarom de zon u volgt Stel dat de zon juist links van jou “hangt”, exact 90° opzij. Welnu, je mag honderd meter verder westwaarts staan, de zon bevindt zich ook van dat standpunt in quasi exact die hoek ten opzichte van je. Je mag 2 km verder weg staan, je zult de zon andermaal in die positie t.o.v. jezelf zien staan. Strikt genomen is dit niet juist, als die 100 m of 2 km een verplaatsing volgens een lengtegraad is (oost- of westwaarts), maar het gaat om een zodanig minuscule hoekwijziging, dat het onmerkbaar is voor het menselijk systeem (en voor vele instrumenten). Uiteraard eventjes in gedachten houden, dat die hoekwaarnemingen op eenzelfde tijdstip gebeuren, want tenslotte is er de aardrotatie en op die manier wijziging van positie van de zon. Ten tweede volgt de illusie uit de onervarenheid met de enorme afstanden waarop die hemellichamen zich bevinden – zij lijken veel dichterbij, op enkele kilometertjes afstand zo lijkt het wel.
De illusie van stalking volgt hieruit, en is eigenlijk een knap staaltje “logica” in de perceptie. Als een ballonnetje aan je fietsstuur hangt en je ziet het exact 90° naast je, en enkele meter verder ook nog, dan is het wiedes dat het ding je is gevolgd. Je had er lang voorbij moeten zijn, en achterom moeten kijken om het te zien! Dit doet zich nu ook voor met de wat grotere ballon die de zon is. De volgbeweging die je meent te zien, is een deductie op basis van ongewijzigde positie tijdens eigenbeweging.

Zo, je bekijkt de zon nu wel met heel andere ogen..?

Naar boven

Vraagje van Dieter

Als ik naar die foto kijk en opzij ga, beweegt die brug met me mee!

Eerst en vooral, de foto :"

Zicht op een landschap, met brugje over een rivier

Draaien maar!

Het is tamelijk gewoon dat perspectivistische uitgevoerde prenten - tekeningen of schilderijen, foto's enzovoort - een illusie creëren van rotatie. De fundamentele reden ligt bij de neiging van het brein om de ruimte rondom zich driedimensionaal te interpreteren. Tenslotte is het netvliesbeeld steeds tweedimensionaal, en moet je brein dag in dag uit de ruimte rondom verstaan. Dat gebeurt door die 2D prenten van de ogen om te zetten in spatiaal bewustzijn, dat zich in de 3 dimensies uitstrekt. Stel, je staat in de echte wereld en je ziet een echte brug voor je, met echte spijlen van echte leuningen en echte bruggesteunen. Sommige van die dingen staan vooraan, andere achteraan (in de echte wereld hé). Maar op je netvlies is dat allemaal 2D : tegen elkaar aan! Om te kunnen bewegen tussen die spijlen van de echte brug, moeten je hersenen wel een voorste voorgrond, een achtergrond, een achterste achtergrond, enzovoort, detecteren, alsook een tussengrond, waarvan je gebruik maakt om tussen de leuningen of bruggesteunen te laveren. In het dagelijks leven werkt dat prima. Nu en dan sukkel je in een illusie, bijvoorbeeld wanneer je tegen een drempel schopt. Dat heet dan een "fout" of een "vergissing". Een prent van een dergelijke brug, die met een zeker realisme is uitgevoerd, komt bij bekijks natuurlijk op het 2D-netvlies terecht. In plaats van 3D (echte brug) op 2D (netvlies), is het nu 2D (prent) op 2D (netvlies). Het brein doet daarmee zijn werk van alledag - ruimtelijke interpretatie verschaffen aan het bewustzijn van voor, achter, tussen, enz. Ook al besef je heel goed te maken te hebben met een prent op je scherm of op de muur, toch heb je een goede indruk over de onderliggende verondersteld driedimensionele ruimte. Men zegt dat de prent realistisch oogt en al wie ouder is dan pakweg 5 jaar begrijpt ze. Jaja, maar waarom draait ze nu?

Zicht op een brug

Neem nu de bovenstaande foto; je "ziet" respectievelijk "weet" dat die leuningen schuin naar links opzij van je uitkomen. Nu is die indruk niet afhankelijk van waar je naar die prent zit te kijken. Ga je een metertje naar rechts, ook dan lijkt die brug een beetje links van je te lopen. Ga je een metertje naar links, dan blijft die brug schijnbaar net links van je gericht. Het is evident dat wanneer 2 personen tegelijk naar diezelfde prent kijken, zij beiden die brug zo een beetje links van hen zelf gericht zien. Maar ook een 3de persoon die tussen hen in zou komen... zou eenzelfde ruimtelijke indruk opdoen. Het gevolg is, dat wie zich verplaatst van positie 1 naar positie 2 en naar positie 3 het gevoel heeft dat de brug min of meer links van hem blijft wijzen. En dus meedraait. Dit geldt niet voor extreme kijkhoeken - van helemaal opzij naar een prent kijken leidt tot iets teveel vervorming opdat het ruimte-interpolatie-mechanisme haar werk zou doen. Het fenomeen doet zich opvallend voor bij een driekwart-profiel van voorwerpen. Je hebt wellicht al opgemerkt hoe een auto zoals hij vaak wordt afgebeeld op de etalageruiten van een garage, lijkt te draaien als je er met de wagen op straat snel voorbij rijdt? Probeer het maar eens met de foto hieronder.

Auto in dynamisch profiel

Dit effect wordt wel eens het Mona Lisa effect genoemd. Dit is echter teveel eer voor dat schilderij. Het pasfoto-effect lijkt een meer hedendaagse benaming. Heeft je fotograaf je ook gevraagd om recht in de lens te kijken tijdens de opname? Of een weinig terzijde? Zet je pasfoto maar eens vergroot op je computerscherm, en passeren maar. Sneller passeren zal beter zijn dan trager. Hetzelfde doet zich voor op TV wanneer de nieuwslezer recht in de camera kijkt. Waar je ook zit, je hebt het aangename gevoel dat deze recht naar je kijkt. Dat is zo bedoeld, opdat de kijker zich meer betrokken zou voelen, zich rechtstreeks aangesproken zou weten. Wanneer je je verplaatst blijft de journalist je recht aankijken. Mij bekruipt nog net niet het gevoel dat de berichtgeving verdraaid zou kunnen zijn...

TV presentatrice kijkt u aan

Naar boven

Ergens in een vergeten stadje in Italië...

In april 2013 bezochten we Ascoli Piceno. Juist, je kent het stadje niet. Het ligt halverwege Italië, niet ver van de Adriatische kust. Er zijn nergens méér archeologische musea te vinden dan in Italië, dus ook daar. Wij waren de enige bezoekers, in de middaghitte, dat wel. Er wordt niet zoveel getoond, en niet van groot belang. Op één uitzondering na. Een verbluffende uitzondering. Een mozaïek. Bekijk even de onderstaande foto. Niets bijzonders, zul je zeggen. Ja, natuurlijk heb je het op-art effect gezien. Een stralenkrans rondom het middelste medaillon, in rechte lijnen uitwaaierend maar gebogen lijkend. Bij nadere beschouwing gaat het om een afwisseling van witte en zwarte afgeronde driehoeken, die van grootte veranderen.
Maar heb je de ware clou gezien..? Lees niet verder, bestudeer de foto opnieuw.

Mozaïek met Janus uit Italië

Een tip: het midden stelt Janus voor, een Romeinse god van de overgang, die o.a. aanroepen werd om met iets belangrijk te beginnen. Het is geen toeval dat het jaar aanvangt met de maand ... januari! Janus wordt afgebeeld met twee hoofden - erg nuttig als godheid van poorten en doorgangen - , en in dat geval in het Latijn Ianus Bifrons genoemd. Iemand die dubbelhartig is noem je ook wel eens een Janus, maar die negatieve betekenis was er vroeger zeker niet.
Ben je er?

Detail van mozaïek

Om het effect te zien moet je beurtelings je hoofd naar links en naar rechts neigen. Je ziet de ene keer een jong gezicht, de andere keer een oud gezicht. M.a.w. een omkeerprent, een "Giano a doppio volto" in het Italiaans. De Janussymboliek is rijk: een blik naar verleden & toekomst, de overgang van oud naar nieuw. De tekening beeldt eigenlijk een masker uit, zoals toneelspelers dat droegen tijdens een opvoering. Kun je je de kracht voorstellen bijv. in een komedie, van hoe een acteur met een zwaai aan zijn masker een alternatieve figuur wordt..? De mozaïek is aangetroffen in een triclinium (kleine eetkamer) van wat ooit een villa moet zijn geweest pal in het centrum van het huidige Ascoli, uit het begin van de jaartelling. Gezien zijn wereldse ligging moet je de betekenis wellicht niet al te zwaar opvatten, een luchtige interpretatie zal wel dichter bij de bedoeling van de oorspronkelijke eigenaar aansluiten.
Een dergelijke voorstelling is uiterst zeldzaam - wij zagen er nog nooit een elders in Italië. Deze mozaïek komt uit een Romeinse villa, van omstreeks de 2de eeuw van onze tijdtelling. In 2006 werd een soortgelijke mozaïek gevonden in Pomezia (nabij Rome), maar het is ons niet bekend of en waar deze wordt tentoongesteld.

Naar boven

Over camouflage.

Hieronder vind je een prent, uit een fotoboek van Marco Ferrari (Colors for Survival. Mimicry and Camouflage in Nature, ©1992). Goed te zien? Je weet wat je ziet? (Let niet op de vouw tussen de twee bladzijden.) Je merkt tamelijk snel de platvis op, in deze prent, omdat de camera deze van zo dichtbij toont. Als je je bevindt op de wijde zeebodem dan lukt het trucje van dit dier buitengewoon goed.
(P.S. platvissen, zoals schol, tong, schar... behoren tot de orde der Pleuronectiformes.)

Deze platvis past zich aan de zeebodem aan

Bij camouflage denk je wellicht eerst aan hetgeen de militairen doen. Inderdaad, manschappen en wapentuig onzichtbaar maken is goed voor de aanval en goed voor de verdediging. Als je echter een historische film bekijkt, bemerk je eerder hoe opvallend de uniformen wel zijn, en met hoeveel vertoon een legergroep oprukt... Tot het einde van de 19de eeuw was opvallen een goede zaak: de vijand kon maar beter schrik van je hebben! De commandant - steeds ver genoeg weg van het strijdgewoel - moest ook goed kunnen zien waar zijn manschappen zich bevonden. Het buskruit en poeder van geweren produceerde nogal wat rook! Veel rood in het uniform diende ook een ander doel: bloedsporen enigszins verbergen (aha: camouflage!), omdat het bloed nogal eens kon demoraliseren, als je tenminste tijd had om rond te kijken tijdens de lijf aan lijfgevechten. Bloed is er op het slagveld meer dan genoeg, de kleur magenta is zelfs naar een veldslag genoemd (zoek je eens op wie tegen wie wanneer en vooral: waar?).
Sinds WOI met zijn massale gebruik van afstandwapens, steeg het belang van zich kunnen verbergen. Ook het belang van de verrassing is nimmer afgenomen. Wie wat teveel open en bloot doet, verrast de tegenstander natuurlijk niet zo gemakkelijk. De behoefte aan "wegsteken" was geboren.
Kort voor en vooral tijdens wereldoorlog I hebben de geallieerden (Engelsen, Fransen) maar ook de Duitsers hard gezocht om allerlei trucs te vinden. Waar heeft men zijn inspiratie gehaald? Jawel, in de natuur.

Dieren strijden al sinds dierenheugenis tegen elkaar. De prooi wil niet teveel opvallen, de aanvaller wil ongemerkt naderen om bij verrassing toe te slaan. Er zijn globaal genomen twee principes:
- onzichtbaar proberen worden
- gezien worden, maar verkeerd begrepen worden
Je weet ondertussen het goede antwoord op de vraag wie zich verbergt in de foto; welk principe herken je?
En zo komt het dat witte wollige schapen gelijken op ...de rotsblokken van de berghellingen waarop ze grazen (maskeren als iets anders). Dat kippen schoksgewijs bewegen (beweging valt op, dus liefst zo min mogelijk in beweging blijven). Dat nogal wat paddestoelen lijken op de herfstbladeren die massaal onder de bomen liggen (verdwijnen in de massa). Dat een rog de kleur aanneemt van het zand waarbovenop hij op de loer ligt (onzichtbaar worden). Dat het konijn grijs en de mus bruin is, zoals de aarde of de takken (kwestie van niet af te steken tegen de achtergrond).

Het Vlaamse echtpaar Ilse De Gendt en Gino Rosiers duiken verwoed, en filmen als de besten. In de loop der jaren hebben zij talloze voorbeelden van camouflage onder water op filmband opgenomen. Zij produceren documentaires. Meer weten hierover..? Underwater In één van hun films zijn enkele illusies uit het illuseum te zien... Nu en dan draaien we deze film in het illuseum, zie de eventuele melding daarvan op onze pagina openingsuren.

En is de onderstaande prent (uit hetzelfde boek) een mooi voorbeeld van camouflage? Monarch vlinders... zien er tezamen uit als een bloeiende struik.

Monarch vlinders troepen tezamen

Als je "ja, een treffend voorbeeld!" dacht, dan heb je geredeneerd vanuit het standpunt van een mens. En dan nog een mens zonder ervaring met die vlinders. Ze willen juist opvallen! Ze willen goed gezien worden door vogels en kleine reptielen, hun belangrijkste vijanden. Want ze smaken slecht (als larve hebben ze veel bittere plantendelen gegeten, dat zit nog in hun lichaam). De tegenpartij heeft al snel geleerd dat zulk een kleurrijke vlinder geen lekker hapje is en laat ze gerust. Daarom moet deze vlindersoort goed herkend worden.
Waarom vormen ze dan een struik?
Wel, dat is niet de bedoeling. Maar ze zijn nu eenmaal met heel veel, en dat in een beperkt gebied; tijdens hun trek volgen ze dezelfde instincten die hen bij elkaar laten blijven.

Naar boven

Single Image Random Dot Stereogram

Bekijkt u eens dit voorbeeld. Zegt dit soort figuren u iets? Dat is een poster met een illusoir relëf. De verborgen diepte ziet u alleen maar als u op de juiste wijze ernaar kijkt. Dromerig in de verte, moet dat zijn. Misschien dat uw computerscherm een beetje spiegelt? Kijk dan naar uw spiegelbeeld, uw silhouet dat u in het glas van het scherm gespiegeld ziet. U kijkt a.h.w. doorheen de figuur naar iets (uw gespiegelde kin, bijv.) dat wat verder staat dan de tekening. U heeft nu 50% kans op succes... de indruk dat de tekening precies wat verder weg staat, komt langzaam. Dan heeft u het gevoel dat toch niet alles van het patroon zo ver weg staat, uiteindelijk herkent u drie danseressen... Dit soort voorbeelden vindt u in de zogenaamde 'Magic Eye' boekjes.

Drie danseressen in één 3D-prent

In 1979 presenteerde Christopher W. Tyler het eerste zogenaamde autostereo­gram, aldus Horibuchi in het boek “Stereogram”. Hij combineerde twee random dot stereogrammen tot één prent die slechts een weinig breder is dan elk van de originelen. Vandaar dat sommigen ze een SIRDS noemen, 'single image random dot stereogram'.

Een Tyler SIRDS: een kegel rijst uit het vlak

Waar de bedenker Tyler zwarte en witte pixels gebruikte, is de volgende stap natuurlijk kleur en ultrafijne pixel-puntjes geweest. De Magic Eyes lijken dan ook een kleurrijke poster te zijn, psychedelisch mooi... Wie er gewoon naar kijkt ziet er niets speciaal in. Zodra u echter doorheen het papier in de verte staart, komen beide oogassen wat meer uit elkaar te staan dan nodig is om naar uw scherm te kijken. Uw ooglenzen stellen na een wijl scherp op het papier en het resultaat is verbluffend: achter het blad vormt zich een kamer waarin u een scène getekend ziet, een voetballer, een dier, enzovoort, wat de maker maar belieft. U kunt het beeld met de blik aftasten, de dispariteiten en de veranderende standen van uw oogassen vertellen u alles over de illusoire diepte erin! De truc zit in de vele pixels die elke horizontale lijn van een SIRDS - poster bevat. Doordat u in de verte staart, zit uw linkeroog op een andere plaats te kijken dan uw rechteroog. De verdeling van de pixel-puntjes op de linkerplek is niet hetzelfde als die op de rechterplek. Elk netvlies krijgt derhalve een andere verzameling puntjes te zien... En de hersenen gaan aan het werk om uit die veelheid en “dispariteit” een ruimtelijke orde te creëren in 3 dimensies.

Schema van hoe een SIRDS gemaakt wordt

Sommige mensen slagen er maar niet in om het effect te zien. Wat gaat er mis? Natuurlijk moet u beide ogen goed kunnen gebruiken, anders is het vergeefse moeite. Vaak is het probleem de verkeerde verwachting; u hoort anderen kirren van plezier en uitroepen dat "het opeens gekomen" is. U verwacht dat er plots iets uit het papier tevoorschijn springt? Wel, eigenlijk zult u het een eind achter het papier zien, en meestal komt het maar traag tot stand. Het probleem is dikwijls het loskoppelen van de accommodatiereflex. Tja... Als u in de verte kijkt, zullen de ooglen­zen zich ontspannen, hetgeen nodig is in normale omstandigheden, hetgeen u dus ongedaan moet maken. U staart weliswaar in de verte maar u moet scherpstellen op iets in uw nabijheid. U moet af van die reflex. Dat lukt niet als u gestresseerd met de blik van hier naar daar springt, in wanhoop om toch maar iets te zien verschijnen... Dromerig in de verte kijken (zoals bij een saaie voordracht), meer kunt u niet doen. Dan is in elk geval de stand van uw oogassen in orde. Mijmer ondertussen over uw pleziertjes van het komende weekend. En wacht af.

Omdat staren nodig is, heeft een geestigaard bij N.E. Thing Enterprises, producent van 3D, dit effect eens "stare-E-O" ( stareo) genoemd!

Dergelijke autostereogrammen worden met de computer gemaakt. U kiest eerst uw basispa­troon, bijv. iets dat aan groene marmer doet denken. Het programma scant ook uw tekening in die u naar voor wil laten ko­men, en u geeft aan hoever naar voor sommi­ge gedeelten van die figuur zich moeten bevinden. De computer plaatst of verplaatst voor elk onderdeel van de teke­ning twee punten op de poster. Stel dat u als stan­daardmaat tussen X en Y 4 cm dispariteit instelt (zie FIGUUR). Dat wil zeggen dat het basispatroon zich om de 4 cm herhaalt. Stel dat er zo 12 repetities naast elkaar aanwezig zijn op het blad. Er is nu een tekening in 3D mogelijk ter breedte van 11 van die repetities. Behoort bY tot de teke­ning, maar in de verre achtergrond, dan wordt b verzet op bijv. 4,5 centime­ter links van de overeenkomstige Y die gewoon mag blijven staan; maakt aY evenwel deel uit van een voorliggend volume, dan komt a op bijv. 3,4 cm naast Y te liggen. Elk punt van de waargenomen ruimtelijke figuur op een bepaalde horizontale doorsnede (hoogte), heeft 2 punten op eenzelfde horizontale lijn in de poster, op diezelfde hoogte als in de figuur. Dat wil niet zeggen dat de korrel op het blad daarom 2x zo fijn hoeft te zijn (op Y vallen bijv. al 3 punten tezamen, nl. aY, XY en bY). Per lijn schuift het programma van rechts naar links op; de punten d,a,b en c krijgen op hun beurt de functie van Y, waartegenover een d', a', b' enz. zullen afgemeten worden. Al die punten, rij boven rij, vormen op het oog de verticale lijnen in het patroon. Het regelma­tige basispatroon is nog goed herkenbaar, maar ziet er wel uit alsof een lachspiegel het vervormt: hier ietwat samengedrukt of daar uiteen gerekt. Moet de poster per se volledig bedekt zijn door de tweeledige punten? Neen, zelfs als de ruimtelijke figuur slechts uit bijv. een schamele 25 punten zou bestaan per horizontale rij, dan bestaat de poster uit (hoogstens) 50 punten naast elkaar per rij - alle andere "lege" ruimte (wit, groen of welke kleur dan ook) schikt zich automatisch naar het reliëf dat de belangrijke punten opleggen. Die "lege" ruimte kromt zich mee met de driedimensionale vorm die door de relevante punten gecreëerd wordt. Dit is het kleef-effect. Als u naar het totaalbeeld staart, ziet uw linkeroog een boel punten overeenkomen met uw rechteroog, en een boel dispariteit. Daarmee bouwen uw hersenen het stereo-beeld op. De beperkingen zijn (voorlopig nog?) dat het gehele tafereel - achter­grond en figuren - uit eenzelfde soort textuur of patroon is gemaakt.

Het is plezierig om wat heen en weer te bewegen tijdens het bekijken ervan; van links naar rechts, naar achteren, en dies meer. U ziet hoe de figuren ten opzichte van hun achtergrond hun positie veranderen (zoals bij elke stereo trouwens).
De stap om een snelle opeenvolging van autostereogrammen te tonen is reeds gezet, een film dus. Uiteraard blijven de veranderingen tussen de opeenvolgende beelden (frames) zeer beperkt, zoals bij elke andere film. Aangezien elke frame een SIRDS is, bekomt u een driedimensionale film! Dergelijke video's zijn tijdens de hoogtijdagen van het fenomeen op de markt gebracht. Aha, een 3D-film waarbij u geen brilletje moet dragen. Alleen, 't is niet gemakkelijk om de ogen in de goede (?) stand te blijven houden.

Naar boven


Laatste update : 11 mei 2016