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giovedì 11 ottobre 2012

Don't believe your eyes!

L'Astronomy Picture of the Day del 7 ottobre scorso, dal titolo The Same Color Illusion, non aveva granché a che vedere con l'astronomia, almeno in apparenza, ma era ugualmente notevole. Eccola qui sotto...


Scommetteresti che i riquadri A e B sono dello stesso colore? Ebbene sì, lo sono: se non ci credi, te ne convincerai guardando l'immagine qui sotto che li mostra collegati.


Tempo fa, dopo averlo visto segnalato da Paolo Attivissimo, ho condiviso nel mio blog notes un video che mostrava una stupefacente rappresentazione dal vero di questa classica illusione ottica, nota come scacchiera di Adelson, in inglese checker shadow illusion o, appunto, same color illusion.
Tutto ciò dimostra che le osservazioni puramente umane nella scienza possono essere ambigue o imprecise, perfino quando si tratta di una percezione apparentemente diretta come il colore relativo.
Riporto qui di seguito la spiegazione (debitamente tradotta) del funzionamento di questa illusione.
Il sistema visivo deve determinare il colore degli oggetti nel mondo. In questo caso il problema è quello di determinare la tonalità di grigio dei riquadri sul pavimento. Non è sufficiente misurare soltanto la luce proveniente da una superficie, ossia la luminanza: un'ombra proiettata oscurerà una superficie, cosicché una superficie bianca in ombra può riflettere meno luce rispetto a una superficie nera in piena luce. Il sistema visivo utilizza svariati trucchi per determinare dove sono le ombre e in che modo compensarle, allo scopo di determinare l'effettiva tonalità di grigio che appartiene alla superficie.
Il primo trucco è basato sul contrasto locale. In ombra o no, un riquadro che risulta più chiaro rispetto ai riquadri circostanti è probabilmente più chiaro della media, e viceversa. Nella figura, il riquadro chiaro in ombra è circondato da riquadri più scuri. Così, anche se il riquadro è fisicamente scuro, esso è chiaro rispetto ai suoi vicini. I riquadri scuri fuori dall'ombra, al contrario, sono circondati da riquadri più chiari, in modo da sembrare scuri al confronto.
Un secondo trucco è basato sul fatto che spesso le ombre hanno bordi sfumati, mentre i confini tracciati (come i riquadri della scacchiera) hanno spesso bordi netti. Il sistema visivo tende a ignorare i cambiamenti graduali nel livello di luce, in modo tale da poter determinare il colore delle superfici senza essere tratto in inganno da ombre. In questa figura l'ombra appare come tale, sia perché è sfocata sia perché l'oggetto che la proietta è visibile.
La "nettezza" dei riquadri è favorita dalla forma delle "giunzioni a X" formate da quattro riquadri adiacenti. Questo tipo di giunzione è solitamente un segnale che tutti i bordi dovrebbero essere interpretati come variazioni di colore della superficie piuttosto che in termini di ombre o luci.
Come molte altre cosiddette illusioni, questo effetto dimostra realmente il successo piuttosto che il fallimento del sistema visivo. Il sistema visivo non è molto valido come misuratore di luce fisica, ma non è questo il suo scopo. Il compito importante è quello di scomporre le informazioni di un'immagine in componenti significative, e quindi percepire la natura degli oggetti in vista.

P.S.: Come mai all'inizio ho scritto che l'immagine "in apparenza" non aveva a che vedere con l'astronomia? Beh, perché in realtà anche l'osservazione del cielo è esposta ad illusioni: basti pensare al fatto che la Luna sembra più grande in prossimità dell'orizzonte. L'avvento di dispositivi di misura automatizzati e riproducibili come i CCD ha reso la scienza in generale e l'astronomia in particolare meno soggetta ad "inganni" del genere.

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