Trickreiche Quadrate

Ein dem Quadrat unterlegter, pulsierender Schatten genügt, um die Illusion einer Bewegung zu erzeugen. Der sich vergrössernde Schatten macht nur dann einen Sinn, wenn das Quadrat sich vom Untergrund abhebt. Was aus Erfahrung sinnvoll erscheint, ist nicht immer das, was sich in Wirklichkeit abspielt.

Unser Sehsystem enthält unter anderem Nervenzellen, welche als Bewegungs-detektoren wirksam sind. Die Wahrnehmung von Bewegung, Form und Grösse ist gekoppelt. Das zweite rote Quadrat scheint schwarze Linien auszusenden und bläht sich dabei ein wenig auf. Im neuronalen Netzwerk der Nervenzellen im Grosshirn treten Erregungsvorgänge stets in Kombination mit entsprechenden hemmenden Vorgängen auf. Bei längerer Bildbetrachtung fallen beide in einen stationären Zustand. Wenn dann anschliessend der Bewegungsvorgang gestoppt wird, arbeiten nur noch die hemmenden Zellen einige Sekunden weiter. Die schwarzen Linien scheinen dann samt dem roten Quadrat zu schrumpfen, bis die anfängliche Konditionierung sich aufgelöst hat. Der ganze Film spielt sich nicht auf der Netzhaut, sondern im Grosshirn ab. Zum Beweis kann man mit einem Auge 30 Sekunden lang bis zum Filmstopp beobachten und mit dem andern anschliessend den Nacheffekt wahrnehmen. Interessant ist, dass eine Ruhepause mit geschlossenen und beiden Händen verdeckten Augen von beispielsweise 10 Minuten Dauer zwischen dem Bewegungsstopp und dem beobachtbaren Nacheffekt eingeschoben werden kann. Das langsame Auflösen der Konditionierung setzt somit ein aktives Sehen oder mindestens einen Lichteinfall in die Augen voraus. Wenn die schwarzen Linien vom roten Quadrat absorbiert statt emittiert werden, verkleinert sich das Quadrat in der Bewegungsphase und bläht sich nach dem Filmstopp samt allen Linien für kurze Zeit auf [2].

Dieses Quadrat hat in Wirklichkeit eine konstante rote Farbe. Die Umgebung beeinflusst jedoch die Farbwahrnehmung. Dieses Phänomen ist seit dem 18. Jh. bekannt und heisst simultaner Farbkontrast. In der Textilbranche sind alle unerwünschten Farbveränderungen dieser Art ein Problem. Ein Faden kann seine Farbe und seine Leuchtdichte im Gewebe scheinbar ändern. Wilhelm von Bezold hat sich intensiv mit den negativen und positiven Folgen auseinandergesetzt [1]. Diese Täuschung ist auf die laterale Hemmung zwischen benachbarten Nervenzellen des visuellen Systems zurückzuführen und scheint in der Evolution positive Auswirkungen gehabt zu haben. Die Farbe von roten Beeren beispielsweise verschiebt sich in Richtung der Gegenfarbe ihrer Umgebung. Die Leuchtdichte nimmt zu, falls die Umgebung dunkel ist. Diese Verstärkung des Farb- und Helligkeitskontrastes soll den Hominiden das Sammeln erleichtert haben. Die Farb- und Helligkeitstäuschungen sind am dritten roten Quadrat gut zu beobachten. Zusätzlich finden scheinbare kleine Grössenänderungen statt.

Die pulsierende Umgebung dieses Quadrates scheint den Rand zu krümmen. Mit zunehmender Betrachtungsdistanz verstärkt sich diese Täuschung, welche Fraser-Effekt genannt wird.

Klicken Sie ins Bild, um das rote oder die grauen Quadrate zu rotieren. Beobachten Sie die scheinbare Größenänderung des roten Quadrates.

Unser Gehirn verfügt über Bewegungsdetektoren welche die Geschwindigkeiten einzelner Bildpunkte registrieren. Die Punkte am Rand des rotierenden roten Quadrates haben zwei Geschwindigkeitskomponenten. Eine ist parallel zum Rand und die andere senkrecht dazu. Die erste kann das Gehirn nicht registrieren, falls die Ecken des Quadrats verdeckt sind und das Quadrat am Rand keine Struktur hat. Die übrigbleibende zweite Komponente widerspricht der Starrkörperbewegung des Quadrates und bewirkt die Illusion des Wachsens und Schrumpfens [2]. Nach einem Klick ins Bild bleibt das rote Quadrat stehen, und der graue Vordergrund dreht sich gegenläufig. Die Bewegungstäuschung wird dadurch stark reduziert, obwohl sich weder an der Relativbewegung noch an der Geometrie etwas geändert hat.

Literatur:
[1] Bezold, W. v. 1874
Die Farbenlehre. (Braunschweig: Westermann).
[2] Campenhausen, CH. v. 1993
Die Sinne des Menschen
Stuttgart und New York, Georg Thieme Verlag