Часть III / Лекция 20. Психофизиологические аспекты восприятия пространства и воспроизведения его на плоскости

Иллюзии

Мы познаем мир логически, мы часто видим не то, что есть на самом деле; создаются иллюзии, зрение обманывает нас. Поэтому только анализируя сигналы, поступающие в наш мозг из окружающего нас мира, мы получаем реальное представление о нем. Обычно человек смотрит на мир с высоты своего роста, мы видим, что чем дальше от нас предмет, тем он меньше и наоборот.

Вот несколько распространенных примеров иллюзий.

Сад Рэндзю — доказательство постижения сути (пространства, явлений) путем логического мышления. Сад представляет собой прямоугольную площадку 30 метров в длину и 10 — в ширину. На площадке особым образом лежат 15 камней. Можно ходить вдоль линии площадки, но ни с одной точки мы не увидим все 15 камней — только 14. То есть видимость обманчива: не видя всех камней сразу, мы, тем не менее, знаем, что их именно 15, понимая это путем «логических выкладок» нашего мозга.

Другой пример из той же области. Никто никогда не видел одновременно все шесть граней куба, но никто и никогда не спутает куб с тетраэдром или, скажем, со сферой. Почему? Оказывается, при обходе и рассматривании нами куба, наш мозг запоминает его конфигурацию и то, как он выглядит с каждой из сторон. Глядя в следующий раз на куб с одной точки, мы не имеем достаточно информации о нем (мы видим лишь одну, две, или, максимум, три его грани), но наш мозг, помня конфигурацию куба, подсказывает нам, что это именно куб. Таким образом, часто мы логически осознаем (и узнаем) тот или иной предмет.

Еще один пример иллюзий — гравюры Эшера: «Ящерицы» и «Бельведер» (щелкните по картинке, чтобы увидеть крупное изображение).

Круг слева (рис. 20.2) кажется больше круга справа, хотя по построению они одинаковы.

На рис. 20.3 две параллельные линии кажутся непараллельными.

Кажется (рис. 20.4), что верхняя линия короче нижней, а на самом деле они равны.

Кажется (рис. 20.5), что горизонтальные отрезки разной длины, а на самом деле они одинаковы.

Еще примеры иллюзий... >

Способы отображения пространства

Пространство можно отобразить двумя способами: объективно (я знаю, логично рисую) и перцептивно — так, как я вижу.

Объективное восприятие

В Древнем Египте все видимое рисовали объективно: на их рисунках мы видим ортогональные проекции, что давало больше информации; присутствовал условный поворот плоскости, разрезы, увеличивающие информативность; применялся сдвиг, чтобы одно не заслоняло другое; знаковое изображение; изменение масштаба (птичка величиной с корову) и т. п.

Перцептивное восприятие

Посмотрите на рис. 20.7. На нем изображен угол комнаты. Так как все плоскости угла комнаты перпендикулярны друг другу, сумма углов a, b и g составляет 90^o + 90^o + 90^o = 270^o. Но с другой стороны, если «выключить воображение» и не рассматривать рисунок как трехмерное изображение, то окажется, что сумма тех же самых углов составляет a + b + g = 360^o! Отсюда мы делаем очень важный вывод о том, что изобразить n-мерное (трехмерное) пространство на (n - 1)-мерном (двухмерном) без искажений невозможно: в общем случае меняются углы, параллельные линии становятся непараллельными, появляются разрывы.

Перцептивное восприятие у человека составляет примерно 300^o-320^o (то есть круглый стол человек никогда не видит полностью). Чтобы увидеть пространство от близкой области до горизонта, требуется трижды изменить направление взора поднятием головы. При этом на расстоянии от 0 до 1 метра мы видим предметы в обратной перспективе (зона III на рис. 20.8), от 1 до 5 метров — в аксонометрии (зона II на рис. 20.8), свыше 5 метров — в прямой перспективе (зона I на рис. 20.8). Обратите внимание на интересный факт: чем ближе предмет в обратной перспективе находится к наблюдателю, тем он меньше (в противном случае, например, ладонь при поднесении ее к лицу обязана была бы заслонить все вокруг, но этого, как мы можем убедиться, не происходит).

А теперь представьте, что художнику потребовалось изобразить прямую дорогу, уходящую от его ног далеко в горы. Из теории следует, что в этом случае художник обязан работать во всех трех зонах (см. рис. 20.8). Однако, рисуя сначала дорогу так, как она есть в I зоне, затем — как в зонах II и III, он получит нечто неестественное, и любой зритель, рассматривающий такую картину, скажет, что дорога «должна быть прямой», а не содержать «какие-то» нелепые изломы, и зритель будет прав. Что же делает художник, чтобы угодить всем нам? Он нас... обманывает! Да, это действительно так! Художник искажает (!) реальную действительность так, чтобы она выглядела правдоподобно на холсте. Однако художник зачастую делает это подсознательно, «по наитию»...

Прежде всего, ни один художник не работает одновременно в трех зонах и редко работает в двух. Если он рисует пейзаж — он пользуется зоной I, если хочет изобразить натюрморт — работает в зоне II, а если нарисовать икону — в зоне III (об иконописи мы поговорим чуть позже). Если художник все же вынужден работать в двух (разумеется, соседних) зонах, он может поставить некую «ширму» или «стену» на границе этих зон, чтобы скрыть изломы и искажения, как это показано на рис. 20.9.

Также без искажений нельзя изобразить и пространственные предметы. Например, нарисовать комнату можно в нескольких вариантах, но каждый из них вместе с достоинствами будет иметь и недостатки (см. четыре следующих рисунка).

	Аксонометрия снаружи. Достоинства: параллельность линий. Недостатки: часть комнаты скрыта.
	Снята часть комнаты. Достоинства: видно все, что внутри комнаты. Недостатки: исчезли некоторые стены, что «неестественно» для восприятия.
	Строгая аксонометрия. Достоинства: расстояния от стены до стены и от пола до потолка неизменны и истинны. Недостатки: исчезает наглядность изображения.
	Развертка. Достоинства: видны все стены, нет искажений. Недостатки: появились разрывы.

Также «в арсенал» художника входит плавное искривление прямых линий, преувеличение дальних предметов, использование несколько точек схода.

Художники используют различные приемы для того, чтобы на плоской картине передать глубину и объем трехмерного пространства. Вот некоторые из этих способов:

	Заслонение одного предмета другим
	Уменьшение по оси z (прямая перспектива)
	Смещение (прямая перспектива): дальние предметы размещаются выше, ближние — ниже
	Использование воздушной перспективы. Воздух имеет определенную плотность, поэтому у дальних предметов размываются контуры, предметы становятся бледными, голубоватыми
	Тени

Какими мы видим предметы в разных зонах?

Покажем на примере куба, как выглядит предмет в различных зонах.

	Линейная перспектива (боле 5 метров, дальняя зона)
	В аксонометрии (1-5 м)
	Обратная перспектива (ближе 1 м)

Приемом «обратная перспектива» впервые стали пользоваться русские иконописцы И. Грек и А. Рублев. И вовсе не случайно то, что это были именно иконописцы. Почему?

Как известно, христианство ориентируется прежде всего на духовный, внутренний мир человека. Соответственно, эти установки должны быть каким-то образом воплощены в церковных картинах, иконах, образах, причем так, чтобы проникнуть в самую глубь души человеческой, задеть, взволновать ее. Понятно, что образ или икона всегда находятся на почтительном от человека расстоянии. Но каким-то способом нужно зрительно разместить изображение на иконе настолько близко, насколько возможно — и вот тогда человек почувствует, что образ как бы проникает в него и вместе с этим возникнет ощущение чуда, ощущение того, что образ будто бы живой.

Вспомним: в обратной перспективе изображаются лишь те предметы, которые находятся на расстоянии не более одного метра от наблюдателя. Но что получится, если нарисовать икону в обратной перспективе и разглядывать ее с почтительного расстояния? Выглядящая сначала неестественно, икона, изображенная в обратной перспективе, как бы приближается к наблюдателю, у которого, при длительном рассматривании, создается впечатление, что он стоит почти вплотную к изображению (вот оно, психологическое воздействие обратной перспективы!); икона зрительно становится ближе к наблюдателю, образ проникает в сознание человека, тем самым он получает во много раз более сильные впечатления.

Однако есть еще одно объяснение тому, почему древние художники стали использовать законы обратной перспективы в своем творчестве. Взгляните на рис. 20.14a, на котором в аксонометрической проекции изображен табурет. Древние художники рассуждали так: раз это табурет, то каждая его ножка должна опираться на пол, но вместо этого задние ножки в каком-то «неестественном» положении «повисли в воздухе» (рис. 20.14a). «Нужно поставить их на твердую опору!» — рассуждали древние. И ставили, как показано на рис. 20.14b. Теперь табурет был изображен в обратной перспективе, так как при a < b глубина z(a) > z(b).

И в этом есть смысл.