Duální obrazy nebo reverzibilní figury je optická iluze , která využívá grafickou podobnost a vlastnosti vizuálního systému k interpretaci dvou nebo více různých obrazových forem. Existují známé kresby, které způsobují fenomén multiperzistentního vnímání . Multiperzistentní vnímání je schopnost vnímat jeden obraz konzistentně ve více smyslech. Klasickými příklady jsou králík-kachna a váza Rubin [1] . Duální obrazy jsou důležité v oblasti psychologie, protože jsou často výzkumným nástrojem v experimentech [2]. Existují různé důkazy, že je možné reprezentovat duální obrazy v mysli [3] , ale většina výzkumníků se řídí teorií, že takové obrazy nelze v mysli správně reprezentovat [4] . Kresba kachního zajíce se zdá být jednou z nejstarších kreseb svého druhu. Vyšlo v německém humoristickém časopise Fliegende Blätter (23. října 1892, s. 147).
Střední úroveň rozpoznávání je fáze zpracování obrazu, která spojuje hlavní prvky scény do samostatných rozpoznatelných skupin objektů. Tato fáze předchází rozpoznání na vysoké úrovni (pochopení scény) a následuje po předběžném zpracování (extrakce obrazu). Při rozpoznávání obrazu se průměrná úroveň rozpoznávání používá ke klasifikaci objektů, které vidíme. Vysoká úroveň rozpoznávání se používá, když je nutné rozpoznat klasifikované objekty jako specifické členy skupiny. Například ve fázi střední úrovně rozpoznání rozlišujeme obličej a již ve fázi vysoké úrovně rozpoznáme, že se jedná o tvář známé osoby. Stádium střední úrovně a fáze rozpoznávání na vysoké úrovni jsou klíčovými spojnicemi pro pochopení skutečného světa, který je naplněn duálními vizuálními obrazy [5] .
Když vidíme obrázek, první věc, kterou uděláme, je pokusit se shromáždit všechny části scény do různých skupin [6] . K tomu je potřeba použít základní metody detekce hran. Hrany mohou zahrnovat zjevné vjemové prvky, jako jsou okraje domu, a mohou zahrnovat další prvky, které mozek potřebuje zpracovat hlouběji, jako jsou okraje jednotlivých prvků obličeje. Při hledání hran rozpoznává zrakový systém mozku kontrastní body v obraze. Schopnost rozpoznat okraje objektu přispívá k rozpoznání objektu. V duálních obrazech zůstává detekce hran přirozené pro vnímání obrazu. Mozek však podrobí obraz podrobnější analýze, aby dualitu překonal. Představte si například kresbu, na které se osvětlení objektu a pozadí mění v opačných směrech (například shora dolů se pozadí změní z černé na bílou a barva objektu se změní z bílé na černou). Opak gradientů světlosti nakonec povede k bodu, kdy bude světlost objektu a pozadí stejné. V tomto bodě není vidět žádný okraj obrazu. Aby se to vysvětlilo, vizuální systém spojuje obraz jako celek spíše než jako sadu hran, což vám umožňuje vidět objekt spíše než jako sadu hran. Přestože neexistuje úplný obraz viděného, mozek je schopen tento obraz doplnit na základě pochopení fyzického světa a skutečného osvětlení [5] .
V duálních obrazech iluze často pochází z iluzorních obrysů . Iluzorní obrys je vnímaný obrys bez jeho přítomnosti ve formě fyzického gradientu. V příkladech, kde světlá postava pokrývá černé předměty na bílém pozadí, se bílá postava jeví jasnější než pozadí a okraje této postavy vytvářejí iluzorní obrys [7] . Tyto iluzorní kontury zpracovává mozek podobně jako skutečné kontury [6] . Vizuální systém toho dosahuje usuzováním z přijatých informací stejným způsobem, jakým to dělá ze stupně osvětlení.
Během rozpoznávání na střední úrovni používá vizuální systém sadu heuristiky nazývané pravidla seskupování vzorů k rychlému rozpoznání základních vjemů [2] . To vám umožňuje rychle a snadno vnímat obrázky prohlížením referenčních vzorků a známých obrázků namísto pomalého procesu rozpoznávání každé části skupiny. To pomáhá vyřešit dualitu obrazů, protože vizuální systém přijímá malé odchylky od vzoru a zůstává schopen vnímat vzor jako celek. Pravidla seskupování obrázků jsou výsledkem zkušenosti vizuálního systému. Když je vzor rozpoznán často, uloží se do paměti a lze jej znovu rozpoznat, aniž by se objekt znovu učil [5] . Když se například podíváme na šachovnici, rozpoznáme referenční vzor šachovnice, nikoli sadu polí se střídajícími se barvami.
Princip dobrého pokračování dává zrakovému systému základ pro rozpoznávání souvislých hran. To znamená, že když je čára rozpoznána, má tendenci pokračovat jedním směrem. To umožňuje vizuálnímu systému rozpoznat okraje složitých obrazů určením, v jakém bodě se čáry budou protínat. Například dvě přímky protínající se v písmenu „X“ jsou vnímány jako dvě přímky procházející diagonálně, zatímco dvě čáry v písmenu „V“ jsou vnímány jako měnící směr čáry. Příkladem duálního obrazu by byly dvě křivky protínající se v bodě. Toto spojení křivek lze vnímat spíše jako průsečík v písmenu „X“, než jako zatáčku křivek v bodě dotyku. Iluze dobrého pokračování často využívají kouzelníci k oklamání publika [8] .
Pravidlo podobnosti říká, že obrázky, které jsou si navzájem podobné, mohou být seskupeny jako objekty stejného typu nebo jako části stejného objektu. Proto čím více si jsou obrázky nebo předměty podobné, tím je pravděpodobnější, že budou seskupeny. Například dva čtverce mezi mnoha kruhy budou seskupeny. Mohou se lišit barvou, velikostí, orientací nebo jinými vlastnostmi, ale nakonec budou seskupeny [5] .
Vlastností seskupování objektů na základě blízkosti je prostorová vzdálenost mezi dvěma objekty. Čím blíže jsou objekty, tím je pravděpodobnější, že budou patřit do stejné skupiny. Takové vnímání může být duální, aniž by vnímatel vnímal dualitu.
Objekty, které zabírají společnou oblast na obrázku, s největší pravděpodobností patří do stejné skupiny. Tato společná oblast může zaujímat jediné prostorové umístění a objekty mohou zabírat různé oblasti mimo skupinu. Objekty mohou být blízko, ale mohou být vnímány jako patřící do různých skupin pomocí různých vizuálních pomůcek, jako je prahování barvy, která odděluje dva objekty.
Objekty lze navíc vizuálně propojovat, například čarami vybíhajícími z každého objektu. Tato podobná, ale hierarchická pravidla naznačují, že některá pravidla pro seskupování obrázků mohou mít přednost před jinými pravidly [5] .
Vizuální systém si může pomoci vyřešit dualitu rozpoznáním textury obrazu . To se provádí pomocí několika pravidel seskupování. Textura může poskytnout informace, které pomohou rozlišit celé objekty, a změna textur v obrázku ukazuje, které různé objekty mohou být součástí stejné skupiny. Pravidla segmentace textur se často vzájemně ovlivňují a doplňují a studium textury může poskytnout informace o vrstvách obrazu, rozlišit pozadí, popředí a objekt [9] .
Pokud oblast textury zcela obklopuje jinou oblast textury, je to s největší pravděpodobností pozadí. Také malé oblasti textury na obrázku s největší pravděpodobností patří ke vzoru [5] .
Paralelismus je další způsob, jak odlišit postavu v obraze. Orientace obrysů různých textur v obrázku může určit, které objekty jsou seskupeny. Obecně jsou rovnoběžné obrysy považovány za členy stejného objektu nebo skupiny objektů. Podobným způsobem může symetrie kontur určit i obrazec na obrázku [5] .
Extrémní hrana je změna textury, díky které se zdá, že objekt je před nebo za jiným objektem. To může být způsobeno efektem stínu, který dává dojem hloubky. Některé extrémní hraniční efekty mohou segmentaci zničit. Vnímaná hrana může také pomoci při rozlišování objektů zkoumáním pohybem vyvolaných změn textury vzhledem k hraně [5] .
Použití duálních obrázků ke skrytí v reálném světě: kamuflážV přírodě organismy používají maskování , aby unikli predátorům. Toho je dosaženo vytvořením duální segmentace struktury simulací okolního prostoru. Bez schopnosti získat znatelný rozdíl v textuře a poloze není dravec schopen spatřit svou kořist [5] .
Mnoho dualistických obrazů je získáno nějakým druhem okluze , ve kterém se textura objektu náhle zastaví. Okluze je vizuální vjem objektu, který je před nebo za jiným objektem, který dává informaci o pořadí úrovní textur [5] . Iluze okluze je pozorována v efektu iluzorních kontur, kdy je okluze vnímána, i když neexistuje. Zde je duální obraz vnímán jako realizace okluze. Když je objekt zakryt (jiným objektem), má vizuální systém informace pouze o viditelných částech objektu, takže zbytek zpracování musí být hlubší a musí se spoléhat na paměť.
Náhodný úhel pohledu je jediná pozice, ve které je reprodukována dualita obrazu. Náhodný úhel pohledu nedává dostatek informací, jaký druh objektu je na obrázku znázorněn [10] . Často je takový obraz vnímán nesprávně a dává iluzi, která se liší od skutečnosti. Obraz lze například rozdělit na polovinu a horní polovinu zvětšit a umístit dále od diváka v prostoru. Obraz je v tomto případě vnímán jako jeden celek pouze z jednoho bodu, i když ve skutečnosti představuje dvě zcela odlišné poloviny objektu. Pouliční umělci často používají trik s hlediskem k vytvoření plochých scén na zemi, které vypadají trojrozměrně.
Dalším krokem po pouhém vnímání objektu je rozpoznání objektu. Rozpoznávání objektů hraje klíčovou roli při řešení duálních obrazů a do značné míry závisí na paměti a předchozích znalostech. K rozpoznání předmětu zrakový systém najde známé komponenty a porovná vnímaný předmět s paměťovou reprezentací předmětu [6] . To lze provést pomocí různých šablon objektů, jako je „pes“, které představují psy obecně. Metoda šablonování není vždy úspěšná, protože členové skupiny se od sebe mohou vizuálně velmi lišit a při pohledu z různých úhlů mohou vypadat výrazně odlišně. Aby se vysvětlil problém zorného úhlu, vizuální systém určuje známé komponenty objektu v 3-rozměrném prostoru. Pokud jsou komponenty vnímaného objektu ve stejné poloze a orientaci jako objekt v paměti, je rozpoznání možné [5] . Výzkum ukázal, že lidé, kteří jsou kreativnější se svou představivostí, jsou schopni lépe vnímat nejednoznačné obrazy. To může být způsobeno schopností rychle rozpoznat vzory na obrázku [11] . Když je mentální obraz duálního obrazu prezentován v paměti stejným způsobem jako normální obraz, každá část je určena a poté vložena do mentálního obrazu. Čím je scéna složitější, tím déle trvá definování součásti a její přidání do obrázku [12] .
Obrazce nakreslené bez náznaku hloubky se mohou stát nejednoznačnými. Klasickými příklady tohoto jevu jsou Neckerova kostka [5] a kosočtverečný obklad (viditelný jako izometrický vzor kostek).
Naše paměť má velký vliv na rozpoznávání duálního obrazu, protože pomáhá vizuálnímu systému identifikovat a rozpoznávat objekty, aniž by je musel znovu analyzovat a kategorizovat. Bez účasti paměti a předchozích znalostí bude obraz s několika skupinami podobných objektů obtížně vnímatelný. Jakýkoli objekt může mít dvojí zastoupení a může být chybně přiřazen do nesprávné skupiny. Pro správné vnímání je tedy nutná předchozí zkušenost [13] . Studie byly provedeny pomocí psychologického testu "Greebles" , aby ukázaly roli paměti v rozpoznávání objektů [5] . Velký vliv na urychlení řešení nejasností mělo předběžné školení subjektů ukazováním podobných objektů [13] .
Prosopagnozie je onemocnění, které má za následek neschopnost rozpoznávat tváře. Vizuální systém prochází střední úrovní rozpoznávání a rozlišuje tvář jako objekt, ale rozpoznávání na vysoké úrovni nedokáže identifikovat, komu tato tvář patří. V tomto případě zrakový systém rozpozná duální objekt (obličej), ale není schopen dualitu vyřešit pomocí paměti [5] .
| optický klam | |
|---|---|
| Iluze |
|
| V kultuře | |
| Příbuzný |
|