Doorschijnend of weer­spie­gelend? Nieuwe opti­sche illusie legt brein in de luren

Australische wetenschappers hebben een nieuwe optische illusie ontworpen die aantoont hoe het menselijke brein eigenschappen van materialen visueel inschat. Het onderzoek is mogelijk nuttig voor de makers van computeranimaties.

Dat de menselijke zintuigen geen garantie vormen op een correcte registratie van de werkelijkheid, wist de Griekse filosoof Plato al in de vierde eeuw voor Christus. De talloze optische illusies die vandaag in het internettijdperk opduiken, bevestigen dat niks is wat het lijkt en dat het menselijke brein makkelijk in het ootje te nemen is.

Wetenschappers verbonden aan de universiteit van New South Wales (UNSW) in Australië hebben een nieuwe optische illusie gecreëerd die aantoont hoe het menselijke brein de eigenschappen van materialen inschat en, vooral, hoe het eenzelfde afbeelding volkomen anders interpreteert afhankelijk van hoe die is gepresenteerd.

Waar is de bovenkant?

Concreet maakte doctor Juno Kim van de School of Optometry and Vision Science van de UNSW met de computer een afbeelding van een vormeloze massa die op het eerste zicht de eigenschappen van transparant glas lijkt te hebben (foto onder).

Echter: draait hij de afbeelding 180 graden, dan lijkt de massa plots ondoorzichtig en weerspiegelend (foto onder).

"Dit toont aan dat ons visuele systeem vertrouwt op de oriëntatie van de horizon evenals op de waarneming of helder verlichte vlakken zich bovenaan of onderaan een object bevinden om uit te maken of een object doorzichtig dan wel ondoorzichtig is", zegt Kim. "Het toont aan dat ons brein zich voortdurend afvraagt: waar is de bovenkant?"

Een kristallen bol of een ander glazen object breekt het licht zodat de lucht onderaan lijkt te zitten en de bodem bovenaan. Wie naar een weerspiegelende bol kijkt, ziet de lucht en de bodem dan weer netjes op hun plaats. "Dit zijn patronen die we ons automatisch eigen maken", aldus Kim.

Dat zijn optische illusie nu eens doorzichtig en dan weer weerspiegelend lijkt, vloeit hieruit voort. Bij de "transparante" weergave bevinden de helder verlichte vlakken zich onderaan de massa, alsof het om glas gaat dat licht breekt en de lucht en de bodem omdraait. Bij de "weerspiegelende" weergave bevinden die vlakken zich bovenaan alsof de zon gewoon van bovenuit op de massa schijnt. Meteen lijkt die ondoorzichtig, als vloeibaar metaal.

"Gissen op basis van eerdere ervaringen"

"Ons brein is gesofisticeerd, maar als het een materiaal moet beoordelen op basis van de reflectie op een object, dan gist het op basis van eerdere ervaringen", aldus Kim.

"Deze optische illusie lijkt het gevolg van twee veronderstellingen in het brein. De eerste is dat een lichtbron meestal van bovenaan komt. Het is deze veronderstelling die ertoe leidt dat mensen vaak eng lijken wanneer ze met een zaklamp onder hun kin op hun gezicht schijnen. De tweede veronderstelling is dat objecten meestal bol of rond zijn."

Volgens Kim kan zijn onderzoek nuttig zijn in de wereld van de computeranimatie om die nog realistischer te maken. De resultaten zijn verschenen in het tijdschrift i-Perception.