חדר איימס

מה אתה רואה כשאתה מסתכל לתוך חדר איימס? איור 3 משתווה את האפקט - הפסלון מימין צריך להיראות הרבה יותר גדול מזה שמשמאל, למרות שאתה יודע שהם באותו גודל.

איור 3: ייצוג סכמטי של מה שאנשים רואים בחדר איימס, בהשוואה לעובדת העניין, כלומר,מה שבאמת נמצא שם. הצד הימני של הדמות מראה את הגדלים והמרחקים היחסיים האמיתיים של הפסלונים בחדר: הם גבוהים באותה מידה, וזה משמאל רחוק יותר מהצופה. אבל כשמסתכלים דרך הצמצם, האשליה, המתוארת משמאל, היא שהפסלון משמאל נראה עומד ליד האדם מימין, וגם הפסלון הזה נראה הרבה יותר קטן.

מה קורה? לפני שמסבירים את חדר איימס בפרט, עלינו לשקול את הבעיה הכללית של תפיסת הגודל והעומק בו זמנית. ההקרנה שאובייקט מייצר ברשתית תשתנה בגודלה ביחס לגודל האובייקט; אך התחזיות ישתנו גם כפונקציה של מרחק האובייקט מפני השטח עליו הוא מקרין (במקרה זה הרשתית). במילים אחרות, הקרנה גדולה מאוד על הרשתית יכולה להיות שהאובייקט הרלוונטי גדול מאוד ורחוק למדי מהצופה, או שזה יכול להיות שהאובייקט הרלוונטי קטן, אבל קרוב מאוד. אובייקטים גדולים יכולים להטיל תחזיות קטנות כאשר הם רחוקים, וחפצים קטנים יכולים להטיל תחזיות גדולות כאשר הם נמצאים בקרבת מקום. הפרדת גודל ומרחק היא אחד האתגרים העיקריים לראייה תלת-ממדית. איור 4 סכמת בעיה כללית זו בהתייחס לשני עצים באותו גודל אך במרחקים יחסיים שונים משקיף.

איור 4: תרשים סכמטי כדי להמחיש את הבעיה של תפיסת גודל ומרחק בו-זמנית. בצד שמאל של הדמות שני עצים בגובה שווה. ליונם, הוא צופה, מסומן כעין. בגלל המיקום היחסי של הצופה לעצים, והפיזיקה של הקרנה אופטית, העץ משמאל לצופה יטיל השתקפות קטנה בהרבה על הרשתית של הצופה, בהשוואה לעץ מימין. הסיבה לכך היא שהעץ מימין קרוב יותר לצופה. אבל בהתחשב בתחזיות על הרשתית הדו מימדית, מה הצופה צריך לחשוב, האם העץ משמאל קטן יותר, או פשוט רחוק יותר?

אם נחזור לחדר איימס עכשיו, מה שהאשליות הספציפיות האלה מדגימות הוא אחד הטריקים שהמוח משתמש בהם כדי להעריך את גודל האובייקטים ואת מרחקי האובייקטים. באופן ספציפי, המוח מיישם הנחה: הוא מניח כי בהיעדר ראיות נגד חזקות, כי מבנים להתחבר זה לזה בזוויות ישרות.

בואו נסתכל אחורה על התצורה של חדר איימס עכשיו כדי להבין איך האשליה מנצלת את ההנחה הזו. קירות החדר כולם באותו צבע, וההסתכלות דרך צמצם קטן אנשים לא יכולים לדעת שהקיר הרחוק אלכסוני. אז המוח מניח שזה ישר כי חדר איימס הוא מלבני בניגוד לא סדיר. המשמעות של הנחה זו היא כי הפסלון בצד שמאל של החדר (יחסית לתצפית הצמצם) הוא הרבה יותר קרוב הצופה ממה שהוא באמת. למעשה, המשמעות היא שזה באותו מרחק כמו הפסלון מימין. מכיוון שהוא למעשה רחוק יותר, הפסלון משמאל מקרין תמונה קטנה יותר על הרשתית של הצופה מאשר הפסלון מימין. אבל המוח הניח הנחה המרמזת שהם באותו מרחק. אז מה יכול להסביר את ההבדלים בגדלים של תחזיות הפסלון? המוח מקבל מרומה: זה סיבות כי הפסלון בצד שמאל חייב להיות למעשה הרבה יותר קטן מזה בצד ימין לייצר את האשליה. איור 5 עובר דרך חשיבה זו ביחס לגיאומטריה של חדר איימס.

איור 5. חדר איימס מתעתע במוח האנושי, ומייצר אשליית גודל, על ידי ניצול הנחה שהמוח עושה על גיאומטריה. באופן ספציפי, המוח האנושי מניח שקירות מתחברים זה לזה בזוויות ישרות. במבט דרך הפתח של חדר איימס, המוח לא יכול לאסוף ראיות נגדיות, ולכן הוא מיישם את ההנחה הזו. התוצאה היא שהוא חושב שחדר איימס מלבני, כשהקיר הרחוק כובש את עמדות הקו המקווקו בדמות. המשמעות, אם כן, היא ששתי הפסלונים הן זו לצד זו, ושהפסלון השמאלי קרוב הרבה יותר לצופה מאשר מדויק. לאחר מכן, המוח שואל את עצמו מדוע שני עצמים זה לצד זה מטילים תחזיות בגודל שונה כל כך על הרשתית. התשובה שהיא נותנת: הם חייבים להיות בגדלים שונים.

הבנת האופן שבו בני אדם תופסים את העולם החזותי בתלת-ממד הייתה תחום מרכזי של מיקוד מחקרי והישג גדול של המחקר המודרני של התפיסה. חלק מהיישומים החשובים שעלו, כתוצאה מכך, הם בפיתוח טכנולוגיית צפייה בתלת-ממד ובמציאות מדומה. חדר איימס שימש במיוחד במשך זמן רב בסרטים, כמעין אפקט מיוחד. נניח שסרט צריך לתאר ענק, או מישהו קטן מאוד. צילום סצנות פנימיות בתוך חדר איימס יכול לייצר את האשליה עבור הצופה כי אנשים מסוימים הם הרבה יותר גדולים (או קטנים יותר) ממה שהם באמת. המצלמה, היא אחרי הכל צמצם.