Pod pojmom magické oko si rôzni ľudia predstavia rôzne veci. Mnohí si spomenú na zeleno svietiacu elektrónku v starých rádiách (slúžila ako indikátor vyladenia), niektorí sa rozpamätajú na socialistický long drink (poldecák zelenej spustený do pollitra piva), ale väčšine asi napadne séria kníh, ktoré sa v 90. rokoch stali svetovým bestsellerom.
Knihy zo série Magic Eye pritom na prvý pohľad nevyzerali nijako zvlášť bestsellerovo. Obsahovali niekoľko desiatok väčšinou abstraktných obrázkov a krátky návod, ako sa na tieto obrázky pozerať. Podstatný bol druhý pohľad. Ak sa totiž človek pozrel na obrázky tak, ako mu to radili v návode, videl zrazu neuveriteľné veci.
Návod hovoril, že existuje niekoľko spôsobov druhého pohľadu, pričom všetky spočívajú v nejakej forme „nesprávneho zaostrenia“. Asi najbežnejší spôsob je zaostriť pohľad nie na obrázok, ale za obrázok. Musíme sa pozerať akoby do diaľky, pritom však vnímať obrázok pred sebou. Jedna možnosť, ako to dosiahnuť, je priložiť si obrázok celkom k nosu, uprieť pohľad do diaľky, a potom obrázok postupne vzďaľovať bez toho, že by sme naň zaostrili zrak. Iný spôsob druhého pohľadu dosiahneme škúlením, pričom vlastne zaostrujeme pohľad pred obrázok.
Nech už používame ktorúkoľvek z viacerých možných metód, ak sme úspešní, obrázok sa zrazu stane trojrozmerným. Niektoré jeho časti vystúpia do popredia, iné, naopak, ustúpia do hĺbky. Môžete si to vyskúšať na obrázku, ktorý vyrobila naša obrazová redaktorka Vladimíra Pčolová. S trochou trpezlivosti by ste mali vidieť, ako očká výrazne vystúpia z obrázku, pričom niektoré viac a iné menej. Ak sa vám to aj hneď nepodarí, nedajte sa príliš rýchlo odradiť – výsledok stojí za to.
.národ holubičí?
Ako vlastne vzniká ten zázrak „zplochyvystúpenia“? Nejde o zázrak, je to len jednoduchý dôsledok toho, že nie sme – nech už vraví kto chce čo chce – národ holubičí.
Holubice, králiky, gazely a podobné mierumilovné zvieratá majú oči umiestnené po bokoch hlavy. To im umožňuje obsiahnuť zrakom takmer celé svoje okolie a zaregistrovať nebezpečenstvo blížiace sa z ktorejkoľvek strany.
Tým nebezpečenstvom bývajú orly, levy, Slováci a podobné stvorenia, ktoré majú oči umiestnené na prednej strane tváre. Takáto poloha je zdanlivo nezmyselná, pretože vidíme vlastne dvakrát to isté, ale v skutočnosti nejde o plytvanie očami. Každé oko totiž vidí trošku odlišný obraz, a to umožňuje vnímanie hĺbky.
Načo je dobré vnímanie hĺbky? Je dobré na odhad vzdialenosti vecí pred nami. Kto potrebuje taký odhad vzdialenosti? Nuž, antilopa ani veľmi nie. Pri zháňaní potravy jej na tom príliš nezáleží (keď stojíte v tráve, nie je problém trávu nájsť) a ani keď zbadá geparda, tak vlastne nepotrebuje vedieť, ako je ďaleko – utekať treba tak či tak. Ale taký gepard, ten pri naháňaní antilopy dobrý odhad vzdialenosti určite ocení. A nielen gepard. Poloha očí nás usvedčuje, že evolučne sme skôr predátori ako korisť.
.tesne vedľa
To, že poloha našich očí umožňuje vnímanie hĺbky priestoru, zistil v roku 1838 Charles Wheatstone. Na jeho objave je najzaujímavejšie asi to, že prišiel až tak neskoro. Jadro Wheatstonovho objavu je totiž takmer triviálne: ak sa pozeráme na nepríliš vzdialenú kocku, každé oko z nej vidí na jednej strane o niečo viac a na druhej strane o niečo menej ako druhé oko.
Táto takmer evidentná skutočnosť, ktorej experimentálne overenie trvá presne dva okamihy (stačí privrieť najprv jedno a potom druhé oko) unikala pozornosti maliarov a optikov niekoľko storočí. Wheatstone píše v úvode svojej práce, že po preštudovaní dostupnej literatúry našiel len v jednej-jedinej knihe zmienku o tom, ako sa blízky predmet javí dvom očiam. Išlo o dielo Trattato della Pittura od Leonarda da Vinci, ale Leonardo v ňom namiesto kocky uvažoval o guli, pri ktorej vidia obidve oči to isté. Takže mu objav priestorového binokulárneho videnia síce len tesne, ale zato úplne ušiel.
Zato Wheatstone, keď už ho raz objavil, tak sa s ním vyhral do sýtosti. Pomocou sústavy zrkadiel vyrobil prvý stereoskop, t.j. zariadenie, ktoré ukazovalo každému oku iný obraz. Ak (kreslené) obrázky ukázané jednotlivých očiam zodpovedali tomu, ako jednotlivé oči vidia určitý blízky predmet, vznikla v stereoskope dokonalá objemová ilúzia. Mimoriadne zaujímavé boli aj opačné pokusy, v ktorých vhodným natočením zrkadiel vznikol z pôvodne trojrozmerného obrazu obraz plochý.
Obrovskú popularitu priniesla Wheatstonovmu objavu fotografia. Ak sa urobili dve snímky s fotoaparátom v dvoch polohách tesne vedľa seba (presnejšie povedané vo vzdialenosti očí), potom pri prezeraní takýchto fotiek v špeciálnom zariadení (ktoré ukazovalo každému oku jednu fotku) vznikala perfektná priestorová ilúzia. Dnešné 3D kino je založené na rovnakom princípe – film sa nakrúca kamerou s dvoma objektívmi, na plátno sa premietajú naraz obidva obrazy a diváci majú špeciálne okuliare, ktoré prepúšťajú do každého oka len jeden z týchto obrazov.
.tapeta opúšťa stenu
Na Vladimírinom obrázku však vidíme hĺbku bez akýchkoľvek zvláštnych zariadení – jediné, čo treba, je pozerať sa správnym spôsobom. Ako vzniká ilúzia hĺbky v tomto prípade?
Ide o efekt, ktorý bol prvýkrát pozorovaný v roku 1842 na tapetách s opakujúcim sa vzorom. Pri vhodne rozostrenom pohľade na takúto tapetu sa niekedy stane, že vzor akoby vystúpi zo steny, pričom ho vidíme celkom ostro. Vysvetlenie tohto javu sa nachádza už vo Wheatstonovej práci, hoci o tomto konkrétnom efekte Wheatstone nevedel.
Celý vtip spočíva v tom, že ak máme opakujúci sa ornament, potom ak jedno oko vidí jeden ornament a druhé oko vidí susedný ornament (a to sa pri rozostrenom pohľade môže stať), potom si mozog môže ľahko myslieť, že obidve oči vidia jeden a ten istý ornament. Keďže ho však nevidia na tom istom mieste, mozog si výsledný ornament predstavuje na mieste priesečníka spojnice pravého oka s pravým ornamentom a spojnice ľavého oka s ľavým ornamentom (tu by sa hodil vysvetľujúci obrázok, ale v .týždni máme vysvetľujúce obrázky zakázané). Priesečník týchto dvoch spojníc však neleží v pôvodnej rovine ornamentov, a preto sa javí ako vystúpený zo steny do priestoru.
Vladimírin obraz je založený na rovnakom princípe, akurát že presná periodickosť opakovania vzoru je sem-tam narušená miernym vychýlením niektorých očiek v horizontálnom smere. To navodzuje výsledný efekt rôznej hĺbky jednotlivých očiek.
.náhodné bodky
Pri tapetovom efekte sa obraz, ktorý sme pôvodne videli ako plošný, stane naraz priestorovým. Ide však stále o ten istý obraz. Pri väčšine obrázkov z knižiek Magic Eye (pozri www.magiceye.com) však pri správnom pohľade vystúpi do priestoru obraz, ktorý v plošnom obraze nie je viditeľný vôbec. Ako sa taká vec dosahuje?
Základom je ďalší nesmierne zaujímavý objav, ktorý urobil v roku 1960 Béla Julesz v Bellových laboratóriách. Julesz chcel zistiť, nakoľko je priestorové videnie umožnené kontextom, čiže tým, že mozog rozpozná, na čo sa vlastne pozerá. Zisťoval to pomocou obrázkov, ktoré nijaký kontext neposkytovali, pretože obsahovali len náhodne rozložené čierne a biele body.
Pre jedno oko vyrobil jeden takýto obrázok a pre druhé oko vyrobil rovnaký obrázok, ale v rámci malého štvorca uprostred obrázka posunul všetky body o kúsok doprava (a do vzniknutej medzery pridal náhodne ďalšie body). Pri stereoskopickom pohľade bol štvorec v strede evidentne vystúpený z roviny obrázka.
Toto Juleszovo pozorovanie viedlo na jednej strane k celkom novému porozumeniu prepojenia receptorov v sietniciach s neurónmi v mozgu (konkrétne k existencii neurónov spojených súčasne s receptormi v sietniciach obidvoch očí) a na druhej strane k celkom novým 3D obrázkom. Ak totiž neposunieme všetky body štvorca rovnako, ale niektoré viac a niektoré menej, nevystúpi celý štvorec do priestoru rovnako, ale niektoré jeho časti viac a niektoré menej. To umožňuje modelovať pomocou vhodne posunutých bodiek rôzne do priestoru vystupujúce plochy. Práve na tom založil Juleszov študent Christopher Tyler svoje obrázky Magic Eye.
Knihy zo série Magic Eye pritom na prvý pohľad nevyzerali nijako zvlášť bestsellerovo. Obsahovali niekoľko desiatok väčšinou abstraktných obrázkov a krátky návod, ako sa na tieto obrázky pozerať. Podstatný bol druhý pohľad. Ak sa totiž človek pozrel na obrázky tak, ako mu to radili v návode, videl zrazu neuveriteľné veci.
Návod hovoril, že existuje niekoľko spôsobov druhého pohľadu, pričom všetky spočívajú v nejakej forme „nesprávneho zaostrenia“. Asi najbežnejší spôsob je zaostriť pohľad nie na obrázok, ale za obrázok. Musíme sa pozerať akoby do diaľky, pritom však vnímať obrázok pred sebou. Jedna možnosť, ako to dosiahnuť, je priložiť si obrázok celkom k nosu, uprieť pohľad do diaľky, a potom obrázok postupne vzďaľovať bez toho, že by sme naň zaostrili zrak. Iný spôsob druhého pohľadu dosiahneme škúlením, pričom vlastne zaostrujeme pohľad pred obrázok.
Nech už používame ktorúkoľvek z viacerých možných metód, ak sme úspešní, obrázok sa zrazu stane trojrozmerným. Niektoré jeho časti vystúpia do popredia, iné, naopak, ustúpia do hĺbky. Môžete si to vyskúšať na obrázku, ktorý vyrobila naša obrazová redaktorka Vladimíra Pčolová. S trochou trpezlivosti by ste mali vidieť, ako očká výrazne vystúpia z obrázku, pričom niektoré viac a iné menej. Ak sa vám to aj hneď nepodarí, nedajte sa príliš rýchlo odradiť – výsledok stojí za to.
.národ holubičí?
Ako vlastne vzniká ten zázrak „zplochyvystúpenia“? Nejde o zázrak, je to len jednoduchý dôsledok toho, že nie sme – nech už vraví kto chce čo chce – národ holubičí.
Holubice, králiky, gazely a podobné mierumilovné zvieratá majú oči umiestnené po bokoch hlavy. To im umožňuje obsiahnuť zrakom takmer celé svoje okolie a zaregistrovať nebezpečenstvo blížiace sa z ktorejkoľvek strany.
Tým nebezpečenstvom bývajú orly, levy, Slováci a podobné stvorenia, ktoré majú oči umiestnené na prednej strane tváre. Takáto poloha je zdanlivo nezmyselná, pretože vidíme vlastne dvakrát to isté, ale v skutočnosti nejde o plytvanie očami. Každé oko totiž vidí trošku odlišný obraz, a to umožňuje vnímanie hĺbky.
Načo je dobré vnímanie hĺbky? Je dobré na odhad vzdialenosti vecí pred nami. Kto potrebuje taký odhad vzdialenosti? Nuž, antilopa ani veľmi nie. Pri zháňaní potravy jej na tom príliš nezáleží (keď stojíte v tráve, nie je problém trávu nájsť) a ani keď zbadá geparda, tak vlastne nepotrebuje vedieť, ako je ďaleko – utekať treba tak či tak. Ale taký gepard, ten pri naháňaní antilopy dobrý odhad vzdialenosti určite ocení. A nielen gepard. Poloha očí nás usvedčuje, že evolučne sme skôr predátori ako korisť.
.tesne vedľa
To, že poloha našich očí umožňuje vnímanie hĺbky priestoru, zistil v roku 1838 Charles Wheatstone. Na jeho objave je najzaujímavejšie asi to, že prišiel až tak neskoro. Jadro Wheatstonovho objavu je totiž takmer triviálne: ak sa pozeráme na nepríliš vzdialenú kocku, každé oko z nej vidí na jednej strane o niečo viac a na druhej strane o niečo menej ako druhé oko.
Táto takmer evidentná skutočnosť, ktorej experimentálne overenie trvá presne dva okamihy (stačí privrieť najprv jedno a potom druhé oko) unikala pozornosti maliarov a optikov niekoľko storočí. Wheatstone píše v úvode svojej práce, že po preštudovaní dostupnej literatúry našiel len v jednej-jedinej knihe zmienku o tom, ako sa blízky predmet javí dvom očiam. Išlo o dielo Trattato della Pittura od Leonarda da Vinci, ale Leonardo v ňom namiesto kocky uvažoval o guli, pri ktorej vidia obidve oči to isté. Takže mu objav priestorového binokulárneho videnia síce len tesne, ale zato úplne ušiel.
Zato Wheatstone, keď už ho raz objavil, tak sa s ním vyhral do sýtosti. Pomocou sústavy zrkadiel vyrobil prvý stereoskop, t.j. zariadenie, ktoré ukazovalo každému oku iný obraz. Ak (kreslené) obrázky ukázané jednotlivých očiam zodpovedali tomu, ako jednotlivé oči vidia určitý blízky predmet, vznikla v stereoskope dokonalá objemová ilúzia. Mimoriadne zaujímavé boli aj opačné pokusy, v ktorých vhodným natočením zrkadiel vznikol z pôvodne trojrozmerného obrazu obraz plochý.
Obrovskú popularitu priniesla Wheatstonovmu objavu fotografia. Ak sa urobili dve snímky s fotoaparátom v dvoch polohách tesne vedľa seba (presnejšie povedané vo vzdialenosti očí), potom pri prezeraní takýchto fotiek v špeciálnom zariadení (ktoré ukazovalo každému oku jednu fotku) vznikala perfektná priestorová ilúzia. Dnešné 3D kino je založené na rovnakom princípe – film sa nakrúca kamerou s dvoma objektívmi, na plátno sa premietajú naraz obidva obrazy a diváci majú špeciálne okuliare, ktoré prepúšťajú do každého oka len jeden z týchto obrazov.
.tapeta opúšťa stenu
Na Vladimírinom obrázku však vidíme hĺbku bez akýchkoľvek zvláštnych zariadení – jediné, čo treba, je pozerať sa správnym spôsobom. Ako vzniká ilúzia hĺbky v tomto prípade?
Ide o efekt, ktorý bol prvýkrát pozorovaný v roku 1842 na tapetách s opakujúcim sa vzorom. Pri vhodne rozostrenom pohľade na takúto tapetu sa niekedy stane, že vzor akoby vystúpi zo steny, pričom ho vidíme celkom ostro. Vysvetlenie tohto javu sa nachádza už vo Wheatstonovej práci, hoci o tomto konkrétnom efekte Wheatstone nevedel.
Celý vtip spočíva v tom, že ak máme opakujúci sa ornament, potom ak jedno oko vidí jeden ornament a druhé oko vidí susedný ornament (a to sa pri rozostrenom pohľade môže stať), potom si mozog môže ľahko myslieť, že obidve oči vidia jeden a ten istý ornament. Keďže ho však nevidia na tom istom mieste, mozog si výsledný ornament predstavuje na mieste priesečníka spojnice pravého oka s pravým ornamentom a spojnice ľavého oka s ľavým ornamentom (tu by sa hodil vysvetľujúci obrázok, ale v .týždni máme vysvetľujúce obrázky zakázané). Priesečník týchto dvoch spojníc však neleží v pôvodnej rovine ornamentov, a preto sa javí ako vystúpený zo steny do priestoru.
Vladimírin obraz je založený na rovnakom princípe, akurát že presná periodickosť opakovania vzoru je sem-tam narušená miernym vychýlením niektorých očiek v horizontálnom smere. To navodzuje výsledný efekt rôznej hĺbky jednotlivých očiek.
.náhodné bodky
Pri tapetovom efekte sa obraz, ktorý sme pôvodne videli ako plošný, stane naraz priestorovým. Ide však stále o ten istý obraz. Pri väčšine obrázkov z knižiek Magic Eye (pozri www.magiceye.com) však pri správnom pohľade vystúpi do priestoru obraz, ktorý v plošnom obraze nie je viditeľný vôbec. Ako sa taká vec dosahuje?
Základom je ďalší nesmierne zaujímavý objav, ktorý urobil v roku 1960 Béla Julesz v Bellových laboratóriách. Julesz chcel zistiť, nakoľko je priestorové videnie umožnené kontextom, čiže tým, že mozog rozpozná, na čo sa vlastne pozerá. Zisťoval to pomocou obrázkov, ktoré nijaký kontext neposkytovali, pretože obsahovali len náhodne rozložené čierne a biele body.
Pre jedno oko vyrobil jeden takýto obrázok a pre druhé oko vyrobil rovnaký obrázok, ale v rámci malého štvorca uprostred obrázka posunul všetky body o kúsok doprava (a do vzniknutej medzery pridal náhodne ďalšie body). Pri stereoskopickom pohľade bol štvorec v strede evidentne vystúpený z roviny obrázka.
Toto Juleszovo pozorovanie viedlo na jednej strane k celkom novému porozumeniu prepojenia receptorov v sietniciach s neurónmi v mozgu (konkrétne k existencii neurónov spojených súčasne s receptormi v sietniciach obidvoch očí) a na druhej strane k celkom novým 3D obrázkom. Ak totiž neposunieme všetky body štvorca rovnako, ale niektoré viac a niektoré menej, nevystúpi celý štvorec do priestoru rovnako, ale niektoré jeho časti viac a niektoré menej. To umožňuje modelovať pomocou vhodne posunutých bodiek rôzne do priestoru vystupujúce plochy. Práve na tom založil Juleszov študent Christopher Tyler svoje obrázky Magic Eye.
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.