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Optische Täuschungen

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Team Digital
Optische Täuschungen
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Grundlagen zum Thema Optische Täuschungen

Inhalt

  • Optische Täuschungen – Biologie
  • Optische Täuschungen – Biologie

    Du hast bestimmt schon einmal eine optische Täuschung in deinem Alltag erlebt. Wenn du zum Beispiel in einem stehenden Zug sitzt und der Zug auf dem Nachbargleis anfährt, dann kann es dir so vorkommen, als würde sich dein Zug bewegen. Doch was genau ist eine optische Täuschung und wie kommt sie zustande? Diese Fragen wollen wir im Folgenden klären.

    Was ist eine optische Täuschung?

    Eine optische Täuschung ist eine Wahrnehmungstäuschung, die das Sehen betrifft. Wiederholen wir zunächst noch einmal die Funktionsweise unseres Gesichtssinns, der für das Sehen zuständig ist: Visuelle Reize lösen in den im Auge liegenden Sinneszellen ein Signal aus. Dieses wird über Nerven bis ins Gehirn geleitet und dort, zusammen mit anderen Signalen, abgeglichen und verarbeitet. Mehr dazu erfährst du im Video zum Aufbau der Netzhaut.

    Bei einer optischen Täuschung lösen Sinnesreize eine falsche oder verzerrte Verarbeitung im Gehirn aus. Schauen wir uns das Beispiel vom Beginn noch einmal an: Du denkst, der Zug, in dem du sitzt, würde sich bewegen – dabei ist es der Zug auf dem Nachbargleis, der anfährt. Wenn du dessen Bewegung aber aus dem Fenster heraus beobachtest, dann kannst du zunächst nicht zuordnen, welcher Zug sich nun bewegt. Eine sanfte Anfahrt würdest du nämlich auch nicht mit anderen Sinnen wahrnehmen. Ab einer gewissen Geschwindigkeit allerdings würdest du die Beschleunigung und das Rattern des Zugs bemerken – du weißt dann, dass diese Eindrücke fehlen und das nicht zu der Annahme passt, dass dein Zug dich bewegt. Du kannst also irgendwann die beobachtete Bewegung dem benachbarten Zug zuordnen.

    Das beschriebene Beispiel ist eine Art von optischen Täuschungen – wir nehmen Dinge verzerrt wahr, wenn das Signal anderer Sinnesorgane fehlt. Darüber hinaus gibt es noch viele weitere Arten von optischen Sinnestäuschungen. Einige davon wollen wir uns nun anschauen.

    Welche Arten von optischen Täuschungen gibt es?

    Arten von optischen Täuschungen oder Illusionen gibt es viele. Einige kennst du vielleicht von Sehtestbildern. Es gibt unter anderem Tiefenillusionen, Farbillusionen, geometrische Illusionen und Bewegungsillusionen. Unter der letzten Illusion lässt sich unser Beispiel mit dem fahrenden Zug einordnen. Die meisten visuellen Wahrnehmungstäuschungen beruhen

    • auf der Funktionsweise des Auges,
    • auf dem Widerspruch verschiedener Signale oder
    • auf bestimmten Erwartungen und Erfahrungen unseres Sehsystems (Auge, Netzhaut, Sehnerv, Teile des Gehirns).

    Zu allen Fällen schauen wir uns nun konkrete Beispiele bei der Erklärung für optische Täuschungen an.

    Wie entstehen optische Täuschungen?

    Optische Täuschungen haben vielfältige Ursachen. Die meisten kann man den oben beschriebenen Gruppen zuordnen. Zu jeder führen wir nun ein Beispiel samt Erklärung auf.

    Funktionsweise des Auges

    Viele optische Täuschungen, die man dieser Gruppe zuordnen kann, bezeichnen wir als sogenannte Nachbilder – wir sehen etwas, was in Wirklichkeit nicht da ist. Das kannst du an der nachfolgenden Abbildung selbst testen. Schau zunächst für etwa 20 Sekunden auf den linken Kreis. Fokussier dabei den Punkt in der Mitte. Dann schau auf den rechten Kreis, konzentrier dich auch hier wieder auf den Punkt in der Mitte.

    Optische Täuschung Beispiel Phantombild

    Wahrscheinlich hast du beim Beobachten des rechten Kreises für einige Zeit ein helles Kreuz um den schwarzen Punkt herum gesehen. Wenn du dir den Kreis jetzt noch einmal anschaust, wird dir aber auffallen, dass dieses helle Kreuz gar nicht da ist. Woran liegt es also, dass du es gesehen hast? Ganz vereinfacht erklärt wurden beim langen Betrachten des linken Kreises deine Sinneszellen desensibilisiert, insbesondere dort, wo die schwarze Struktur ist, also das Kreuz. Nach einer Weile reagieren die Sinneszellen also nicht mehr auf den Reiz und sind vorerst inaktiv. Sie senden auch dann kein Bild an das Gehirn, wenn wir auf den rechten Kreis wechseln. Vielmehr sind sie vorerst noch immer inaktiv und wir sehen das Komplementärbild, also sozusagen das Negativ des zuvor Beobachteten. In diesem Fall ist das ein helles Kreuz. Nach einer Weile erholen sich die Sinneszellen und du erkennst, dass sich eigentlich kein helles Kreuz im rechten Kreis befindet.

    Widerspruch verschiedener Signale

    Häufig kommen optische Täuschungen dadurch zustande, dass sich verschiedene Signale widersprechen. Das können zum Beispiel Signale verschiedener Sinnesorgane sein, aber auch verschiedene Signale des Gesichtssinns. Betrachte zum Beispiel das nächste Bild: Kommen dir die beiden Personen gleich groß vor?

    Optische Täuschung Beispiel Größenunterschied

    Vermutlich denkst du, dass der obere Mensch kleiner ist als der untere. Tatsächlich sind aber beide gleich groß – wieso nehmen wir das anders wahr? Das liegt daran, dass im Hintergrund eine schienenähnliche Struktur dargestellt ist. Aus unserer Erfahrung interpretieren wir daraus einen dreidimensionalen Raum: Je enger die Struktur zusammenläuft, desto weiter weg kommt sie uns vor. Das übertragen wir auch auf die Figuren. Wir denken, dass die obere Figur weiter weg ist als die vordere, und daher gehen wir auch davon aus, dass sie kleiner sein muss – denn immerhin sehen wir Menschen in der Ferne deutlich kleiner.

    Erwartungen und Erfahrungen

    Manchmal nehmen wir etwas auf eine bestimmte Weise wahr, weil wir es so erwarten. Schau dir zu diesem Fall das nächste Bild an. Siehst du eine Vase?

    Optische Täuschung Beispiel Erwartungen

    Dir fällt es bestimmt nicht schwer, diese zu erkennen. Viele Menschen sehen in diesem Bild jedoch nicht eine Vase, sondern zwei einander zugewandte Gesichter im Profil. Du hast nun aber erwartet, eine Vase zu sehen, und die Gesichter daher vermutlich nicht erkannt. Unsere Wahrnehmung hängt also häufig davon ab, was wir erwarten, zu sehen – entweder weil es uns vorgeschlagen wird oder weil wir es mit unserer Erfahrung verknüpfen.

Transkript Optische Täuschungen

Welches Quadrat ist heller? A oder B? Du meinst B? Leider falsch. A und B sind gleich hell. Wir verändern mal die Umgebung. Jetzt siehst du es. Das ist eine sogenannte „optische Täuschung“ und darum geht es in diesem Video. Bei einer optischen Täuschung entspricht das, was wir sehen, nicht der objektiven Realität. Um die in diesem Video erklärten Beispiele für optische Täuschungen besser zu verstehen, solltest du bereits wissen, wie unsere visuelle Wahrnehmung funktioniert. Wir wiederholen ganz kurz. Das ins Auge treffende Licht gelangt bis zur Netzhaut. Dort wird es von Lichtsinneszellen in elektrische Signale umgewandelt, die dann über den Sehnerv ans Gehirn weitergeleitet werden. Im Gehirn werden die eingehenden Signale im Sehzentrum verarbeitet. Im Regelfall können wir unserer Wahrnehmung trauen. Nicht aber bei einer optischen Täuschung. Eine optische Täuschung ist eine Wahrnehmungstäuschung, die das Sehen betrifft. Schauen wir uns doch direkt ein paar Beispiele an. Schaue zwanzig Sekunden auf das helle Kreuz in der Mitte der Glühbirne, danach ändern wir das Bild. Los geht's! Wir zählen mit. Noch fünfzehn Sekunden. Noch zehn. Fünf, vier, drei, zwei, eins. Jetzt gerade haben wir das Bild gewechselt, aber du hast bestimmt noch immer eine Glühbirne gesehen, oder? War sie hell oder dunkel? Das, was du gerade gesehen hast, ist ein sogenanntes negatives Nachbild. Helle Teile erscheinen dunkel und dunkle erscheinen hell. Das liegt daran, dass unsere Lichtsinneszellen mit der Zeit inaktiv werden, wenn sie für einen längeren Zeitraum dem gleichen Reiz ausgesetzt sind. Sie ermüden sozusagen. Wechseln wir das Bild, senden sie für einen Moment lang weniger Signale an das Gehirn als die nicht ermüdeten Lichtsinneszellen. So entsteht ein imaginäres Komplementärbild. Sobald sich die Lichtsinneszellen erholt haben, sehen wir das Nachbild nicht mehr. Da wir unsere Augen häufig bewegen und so unsere Sinneszellen ständig anderen Reizen ausgesetzt sind, kommt es im Alltag selten zu Nachbildern. Schauen wir uns ein weiteres Beispiel an. Hier siehst du zwei orange Kreise umgeben von blauen Kreisen. Welcher der beiden orange-gefärbten Kreise ist größer? Tatsächlich sind beide gleich groß! Kaum zu glauben, oder? Wir nehmen den Kreis, der von kleineren Kreisen umgeben ist, als größer wahr. Offensichtlich beeinflusst die direkte Umgebung unsere Größeneinschätzung. Wenn etwas von kleineren Dingen umgeben ist, wirkt es also größer. Die genauen Prozesse, die zu dieser Wahrnehmungstäuschung führen, sind jedoch noch unklar. Unsere Erwartungen und Erfahrungen spielen bei optischen Täuschungen jedoch oft eine Rolle. Probieren wir das doch direkt mal aus. Du wirst im nächsten Bild eine Vase sehen. Siehst du die Vase? Viele Betrachterinnen und Betrachter sehen zuerst keine Vase, sondern zwei gegenüberliege Gesichtsprofile. Kannst du sie nun erkennen? Da du aber eine Vase erwartet hast, hast du diese vermutlich auch zuerst gesehen. Wir können übrigens nie beides – Vase und Gesichter – gleichzeitig sehen, jedoch zwischen beiden Möglichkeiten wechseln. Schauen wir uns zum Schluss nochmal unser Beispiel vom Beginn an. Quadrat B wirkt heller als Quadrat A, obwohl beide doch gleich hell sind. Hier wird unsere Wahrnehmung von unserer Erfahrung beeinflusst. Wir interpretieren das Bild räumlich und sehen daher eine Säule, die einen Schatten wirft und vermuten eine Lichtquelle oben links. Unser Gehirn verrechnet diese vermutete Beleuchtung und lässt das Quadrat B dadurch heller erscheinen. Faszinierend, oder? Fassen wir kurz zusammen. Bei einer optischen Täuschung sehen wir etwas, das nicht mit der objektiven Realität übereinstimmt. Optische Täuschungen beruhen auf verschiedenen Ursachen. Und da diese Erwartungen und Erfahrungen unterschiedlich sein können, sehen wir nicht immer alle alles gleich. Mach es gut und vergiss nicht: Es ist nicht immer alles so, wie es auf dem ersten Blick scheint.

2 Kommentare

2 Kommentare
  1. ist gut erklärt hat viele geholfen

    Von Robert, vor 3 Monaten
  2. Ich fand die Beispiele sehr gut

    Von Zakaria, vor 5 Monaten

Optische Täuschungen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Optische Täuschungen kannst du es wiederholen und üben.
  • Erkläre, wo optische Täuschungen entstehen.

    Tipps

    Die Hornhaut ist die äußerste Schutzschicht des Auges. Sie bricht das einfallende Licht.

    In der Netzhaut werden Lichtreize in elektrische Impulse umgewandelt und über den Sehnerv zum Gehirn weitergeleitet.

    Die Riechzellen sind wichtig für unseren Geruchssinn.

    Im Gehirn werden die elektrischen Signale, die der Sehnerv sendet, interpretiert.

    Lösung

    Unsere Wahrnehmung umfasst die Aufnahme und Interpretation von Reizen. Beim Wahrnehmen von visuellen Eindrücken ist Licht der aufgenommene Reiz. Das Licht gelangt durch unterschiedliche Schichten des Auges – durch die Hornhaut, die Linse und den Glaskörper – bis zur Netzhaut.
    In der Netzhaut liegen die Lichtsinneszellen, die das Licht in elektrische Signale umwandeln. Über weitere Nervenzellen und den Sehnerv werden die elektrischen Signale in das Gehirn geleitet.
    Erst dort werden die Signale interpretiert. Bei einer optischen Täuschung interpretiert unser Gehirn die Signale „falsch“. Die optische Täuschung entsteht also im Gehirn.

  • Beschreibe, was passieren muss, damit es zu der dargestellten optischen Täuschung kommt.

    Tipps

    Achtung: Ein Wort bleibt übrig.

    Das Komplementärbild entsteht, weil bestimmte Sinneszellen „erschöpft“ sind.

    Damit das Komplementärbild entsteht, darfst du während der 20 Sekunden nicht wegschauen.

    Lösung

    Die hier abgebildete optische Täuschung nennt man auch negatives Nachbild. Dieses Phänomen tritt auf, wenn wir sehr lange auf ein Bild mit starken Kontrasten blicken und dadurch immer die gleichen Reize auf unsere Lichtsinneszellen treffen. Diese Lichtsinneszellen ermüden dann.
    Schaut man nach einiger Zeit auf eine Fläche mit wenigen Kontrasten, senden diese Zellen weniger Signale an das Gehirn als alle anderen Lichtsinneszellen. Dadurch entsteht ein imaginäres Komplementärbild. Die Lichtsinneszellen erholen sich jedoch nach kurzer Zeit und die optische Täuschung verschwindet.
    In unserem Alltag erleben wir diese Täuschung nur selten. Augenbewegungen verhindern nämlich, dass wir zu lange auf eine Sache blicken.

  • Entscheide, welche Ursachen die optischen Täuschungen jeweils haben.

    Tipps

    Der Hinweis „Schau mal, ein Bild von einer Vase“ lässt uns schon im Voraus vermuten, was wir auf dem Bild sehen werden.

    Blicken wir lange in eine helle Glühbirne, „ermüden“ unsere Lichtsinneszellen und senden dadurch für eine kurze Zeit weniger Signale an das Gehirn, auch wenn wir im Anschluss an eine andere Stelle schauen.

    Wir wissen aus dem Alltag, dass Dinge im Schatten dunkler erscheinen.

    Lösung

    Optische Täuschungen können unterschiedliche Ursachen haben. So können entweder unsere Erwartungen und Erfahrungen oder aber die Funktionsweise des Auges zu optischen Täuschungen führen.
    An der Entstehung von Nachbildern ist die Funktionsweise unseres Auges bzw. die Ermüdung von Lichtsinneszellen schuld.
    Der Hinweis „Schau mal, ein Bild von einer Vase“ beeinflusst dagegen unsere Erwartungen und wir sehen auf dem Bild eine Vase, obwohl wir auch zwei Gesichter sehen könnten.
    Bei dem Bild mit den dunklen und hellen Feldern spielen unsere Erfahrungen eine Rolle: Wir wissen, dass Schatten Dinge dunkler erscheinen lassen. Diese Erfahrung verrechnet unser Gehirn direkt und das scheinbar beschattete Feld erscheint heller als das Feld im Licht, obwohl beide die gleiche Farbe haben.

  • Erkläre, was bei einer optischen Täuschung passiert.

    Tipps

    Bevor wir Reize interpretieren, werden diese zunächst aufgenommen.

    Erst durch die Interpretation im Gehirn entsteht eine optische Täuschung.

    Das Sehzentrum ist ein Teil des Gehirns.

    Lösung

    Eine optische Täuschung ist eine Wahrnehmungstäuschung des Gesichtssinns. Bei einer Wahrnehmung werden Reize aufgenommen und interpretiert.
    Aufgenommen werden im Fall des Sehens Lichtreize. Diese landen auf der Netzhaut des Auges und werden dort von Lichtsinneszellen in elektrische Signale umgewandelt. Diese elektrischen Signale wandern über Nervenzellen und den Sehnerv zum Gehirn.
    Im Gehirn befindet sich das Sehzentrum. Dort werden die Signale verarbeitet und interpretiert. Auch Erfahrungen und Erwartungen beeinflussen diese Interpretation.
    Im Fall einer optischen Täuschung werden die Reize so interpretiert, dass wir etwas sehen, was nicht der objektiven Realität entspricht.

  • Gib an, ob es sich um eine optische Täuschung handelt.

    Tipps

    Kannst du die beiden Striche mit einem Lineal oder deinen Fingern abmessen? Sind sie gleich lang?

    Überlege für deinen ersten Eindruck nicht lange.

    Lösung

    Bei der Abbildung handelt es sich um die Müller-Lyer-Illusion, eine optische Täuschung. Auf den ersten Blick erscheint der obere Strich länger als der untere. Doch wenn du nachmisst, kannst du feststellen, dass die beiden Striche gleich lang sind. Das haben wir in der Abbildung noch einmal durch farbliche Markierungen deutlich gemacht.
    Unsere Wahrnehmung wird hier ausgetrickst – die Linie erscheint länger, wenn die Winkel am Rand nach außen gerichtet werden und somit der ganze „Pfeil“ länger ist. Wie genau die Täuschung funktioniert, ist jedoch nicht klar.

  • Analysiere das Phänomen der erzwungenen Perspektive.

    Tipps

    Zwei Antworten sind richtig.

    Auf dem Bild ist der echte Eiffelturm zu sehen.

    Die Hand bzw. die Person ist näher an der Kamera als der Turm.

    Aus einer anderen Perspektive könnte man sehen, dass Hand und Turm sich gar nicht berühren.

    Lösung

    Es handelt sich auf dem Foto um den echten Eiffelturm. Dieser ist natürlich viel größer als die Hand. Auf dem Bild sieht das aber gar nicht so aus. Durch die erzwungene Perspektive wirkt es so, als würde die Hand den Eifelturm ganz einfach „pflücken“.
    Dieser Effekt entsteht, weil die Hand näher an der Kamera ist. Durch die Perspektive der Kamera wirkt sie dadurch größer als der Turm. Würde man den Aufnahmewinkel der Kamera drehen, würde der Effekt nicht mehr funktionieren.

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