Однажды в жаркий летний полдень, сидя на берегу тихой речушки, я заметил в траве некое шевеление. Через мгновение показалась маленькая серая головка, и два желтоватых глаза пристально уставились на меня. Сомнений не было - в траве змея. Я сразу начал думать, как бы поскорее ретироваться, однако любопытство все же взяло верх, и я подошел поближе, чтобы лучше разглядеть пресмыкающееся. К моему удивлению, тело у змеи оказалось поразительно коротким - всего сантиметров пять. Через секунду стало ясно - это просто крупная гусеница, но какая! Рисунок на ее голове (может быть, впрочем, и совсем наоборот) точнейшим образом копировал очертания и детали головы змеи, включая выразительный взгляд желтоватых блестящих глаз. Эти глаза, впрочем, не были глазами в прямом смысле, а лишь искусно тонированными кружочками на коже гусеницы. Кажется, в биологии это называется покровительственной окраской. Каким образом в ходе эволюции в генетическом коде гусеницы возникла подпрограмма построения столь точного, как бы сделанного с натуры рисунка, трудно объяснить, но он стал явно фактором выживания вида. Воспринимая этот пугающий зрительный образ, мозг потенциального врага делает неверный вывод в отношении видовой принадлежности объекта, и в результате объект (т.е. гусеница) остается цел.

Мозг не всегда правильно интерпретирует то, что видят наши глаза. Философы-идеалисты вообще высказывали сомнения в отношении объективности воспринимаемых нами картин реальности. Таким образом, возможно, весь мир - не что иное, как оптическая иллюзия, обман зрения. Насчет всего мира делать выводы, наверное, все же преждевременно, но кое-что в нем действительно выглядит не совсем таким, каким является на самом деле.

Вам наверняка случалось рассматривать снимки различных космических объектов, сделанных с наших и зарубежных межпланетных зондов. Особенно на старых снимках часто можно наблюдать такое явление, когда кратеры на поверхности Луны, Марса или иного космического тела кажутся выпуклыми. Наш мозг всегда априорно предполагает, что свет должен непременно падать сверху. Поэтому круг, затененный снизу, всегда интерпретируется как выпуклость или даже сфера, а круг, затененный сверху, - как вогнутое углубление. Для земных условий это почти всегда справедливо, в космосе же совсем не обязательно. Поэтому если кратеры кажутся выпуклыми, просто переверните снимок вверх ногами.

Рисование тонированных кругов, содержащих плавные переходы от темного тона к светлому либо наоборот, можно превратить в небольшое занятное алгоритмическое упражнение. Для их построения я воспользовался алгоритмом, состоящим в последовательном начертании примыкающих друг к другу отрезков, длины которых вычисляются при помощи уравнения окружности. Каждый следующий отрезок изображается темнее или светлее предыдущего, в зависимости от того, что мы строим - выпуклость или вогнутость. В программе использованы две очень схожие процедуры, в которые передаются координаты курсора мышки во время очередного клика. Процедура построения выпуклого круга отличается от процедуры построения вогнутого круга лишь одним параметром в формуле вычисления интенсивности тона. Вогнутый круг строится в ответ на клик левой кнопки мыши, а выпуклый круг - в ответ на клик правой кнопки. Если перевернуть газетную страницу, то выпуклости и вогнутости на приведенном в статье рисунке поменяются местами.

В одном из зарубежных документальных научно-популярных сериалов как-то демонстрировался сюжет о так называемом орегонском вихре. Загадочное явление, получившее это название, происходит в старом деревянном домике в штате Орегон. Сильным дождевым потоком дом когда-то смыло с холма и понесло вниз по склону. Дом застрял в наклонном положении, упершись в ствол старого дерева. С тех пор он так и стоит. Деревянная постройка совершенно покосилась, и теперь внутри дома нет ни одного прямого угла. Через какое-то время было замечено, что внутри него происходят трудно объяснимые вещи. Так, например, два человека различного роста, стоя на противоположных концах горизонтально положенной внутри строения доски кажутся одинаковыми. Более того, шарик, пущенный вниз по наклонному желобу, через некоторое время сам собой начинает катиться вверх. Скорее всего, этот природный феномен или чья-то изящная мистификация основаны на механизме зрительной иллюзии, вызванной изменением привычного взаимного расположения потолка, пола и стен внутри дома, хотя некоторые и склонны объяснять это неведомыми гравитационными парадоксами.

Зрительные иллюзии и феномены активно исследуются в области психологии. Для знакомства с некоторыми основными их типами рекомендую интересующимся читателям посетить интересный сетевой ресурс факультета психологии МГУ, расположенный по адресу www.psy.msu.ru/illusion/index.html. Некоторые из приведенных там картинок вдохновили меня на то, чтобы воспроизвести их при помощи небольших программных фрагментов и попробовать кое-что в них добавить.

В привычном для нас земном евклидовом мире параллельные линии не пересекаются. В масштабах Вселенной эти привычные, кажущиеся самоочевидными постулаты не всегда применимы. Лучи света и параллельные прямые изгибаются в искривленном пространстве-времени. Такие мысли приходят в голову при взгляде на иллюзию, изображенную на следующем рисунке. Две горизонтальные линии на нем строго параллельны, но, несмотря на это, кажется, что они несколько изогнуты. В своей программке я добавил к исходной картинке некое подобие свечения. Таким образом, кажется, что сам этот свет, исходящий от черного круга в центре изображения, изгибает параллельные горизонтальные линии, проходящие по обе стороны от него. Эффект свечения возникает в результате того, что каждый пиксел поля рисунка окрашивается в тон, зависящий от расстояния от данной точки до центра круга.

Еще один весьма интересный тип зрительных иллюзий составляют иллюзии движения. Некоторые формы наш мозг с готовностью интерпретирует как движущиеся, даже когда они стоят на месте. На последнем рисунке изображено черно-белое клеточное поле с искажением размеров ячеек по горизонтальной оси. До определенного момента ширина клеток постепенно сокращается, а затем начинает снова увеличиваться. При взгляде на этот рисунок кажется, что две части изображения медленно движутся на встречу друг другу. Они воспринимаются как нечто схожее с поверхностями двух соприкасающихся вращающихся цилиндров. По сравнению с исходной картинкой, в моей программе предусмотрен небольшой светотеневой эффект. Это если не усиливает иллюзию вращения, то делает изображение более выпуклым и реалистичным. Кроме своего изначального предназначения - изображения соответствующих зрительных иллюзий, эти картинки также можно использовать в качестве занятных несложных алгоритмических задачек на уроках информатики. Следует, однако, помнить, что длительные забавы с оптическими иллюзиями могут отрицательно влиять на самочувствие. Поэтому не увлекайтесь, особенно если вы страдаете заболеваниями зрительной или нервной системы.

А. КОЛЕСНИКОВ,
[email protected]