Как мы воспринимаем расстояние до объекта при преломлении/отражении?

Предположим, у нас есть какой-то предмет, от которого лучи света отражаются и достигают нашего глаза. В данном примере мы можем непосредственно видеть этот объект, а изображение формируется на нашей сетчатке.

Однако рассмотрим монету, хранящуюся под водой. Из-за преломления на поверхности мы воспринимаем кажущуюся глубину, а не реальную глубину монеты. Луч света искривляется на поверхности, и когда этот новый луч прослеживается назад по прямой линии, он сходится на некоторой высоте над реальной глубиной.

Мой вопрос: почему мы прослеживаем этот новый луч по прямой линии в обратном направлении, а не по первоначальному пути, по которому он шел? Это «изображение» в некотором смысле работает как виртуальный объект и формирует изображение на нашей сетчатке, которое было бы сформировано исходным подводным объектом. Следовательно, мы воспринимаем этот виртуальный объект и видим это вместо настоящей монеты, которая находится под водой,

Почему обратная трассировка лучей работает только по прямым линиям, как будто преломляющей среды вообще не было?

То же самое происходит и в зеркале. Нам кажется, что объект находится за зеркалом. Это виртуальное изображение исходного объекта, и оно действует как виртуальный объект для наших глаз, которые формируют реальное изображение на сетчатке.

Я снова сомневаюсь, что это всего лишь иллюзия, которую воспринимает наш мозг? Что наш мозг только отслеживает свет назад по прямой линии, даже если реальный луч искривляется из-за преломления, отражения или чего-то еще? Наш мозг проследил бы лучи до какого-то виртуального объекта, который при отсутствии какого-либо преломления или отражения оказывается реальным объектом. При наличии этих явлений этот виртуальный объект является образом реального объекта, находящегося где-то в другом месте. Это просто иллюзия.

Есть ли какая-то особая причина, по которой наш разум может воспринимать объекты, прослеживая свет по прямой линии в обратном направлении? По какой-то причине наш мозг не отслеживает фактический путь света, он только отслеживает свет, достигающий наших глаз по прямой линии.

Видимое расстояние зависит от восприятия человеческого мозга ... существуют ли промежуточные (зеркало / линза / массивный объект) углы падения / показатель преломления / относительная масса, относящиеся к рассматриваемому явлению (электромагнетизм / свет / гравитация) и скоро..
Как может сетчатка узнать, откуда первоначально исходил луч света? Единственная информация, которую он имеет, это угол, под которым он попал в глаз! Прошлое светового луча не угадать!

Ответы (3)

После отражения кажется, что лучи идут в том же направлении, что и если бы слева был объект.

введите описание изображения здесь

картинка отсюда

Мозг выбирает наиболее вероятную причину того, что лучи идут в этом направлении, и это то, что слева есть объект.

Почему именно это происходит, является психологическим вопросом, но когда люди развивались, зеркал не было рядом, хотя эффект преломления в воде или отражение от неподвижных бассейнов можно было увидеть.

Таким образом, в некотором смысле, если у нас есть какая-либо ситуация, которую можно объяснить с помощью приведенной выше диаграммы, мозг всегда будет автоматически предполагать, что объект находится слева. Значит, это чисто психологические явления?
@RayPalmer, да, это первое впечатление, хотя мы понимаем, что это отражение, вероятно, из-за несовершенства изображения и наших знаний об остальном окружении, это также может быть интересным вопросом для обмена стеками психологии, если есть это один...
@wizzwizz4 спасибо, надеюсь, Рэй это увидит.
@RayPalmer Есть психология и нейробиология .
@JohnHunter да, я скоро задам там вопрос, однако, хотя я почти могу убедить себя, что, поскольку мозг не может напрямую отслеживать путь света, он «предполагает», что свет шел по прямой линии. Вот почему мы видим, как карандаш сгибается под водой, или простые отражения в зеркале и все такое. Однако мы также можем фотографировать отражения с помощью камеры. У камеры нет чувства восприятия, она не сознательна.
@JohnHunter И все же, если вы сделаете зеркальное селфи или что-то в этом роде, свет отражается от зеркала и достигает камеры. Однако на фотографии, если вы скроете границу зеркала, вы не сможете определить, является ли это зеркальным селфи или прямым селфи. В некотором смысле камера «предполагает», что свет тоже шел по прямой линии, т.е. из-за зеркала!
@RayPalmer, да, это похоже на глаз на диаграмме. В фокусе будут те объекты, где пересекаются пунктирные линии. И в глаз, и в камеру попадают лучи, которые могли исходить от объекта в точке, где встречаются пунктирные линии. Никто из них не может «знать» истинные маршруты этих лучей. Всего хорошего с ним.
«Именно почему и т. д.» — ничего психологического на этом уровне, просто так работает система зрения. Мозг на этом уровне — машина статистического прогнозирования. При отсутствии каких-либо предварительных данных луч интерпретируется так, как если бы он исходил от объекта прямо. А нижние уровни реконструкции не имеют механизма быстрой априорной обратной связи. Знание того, что есть ванна с водой, интегрируется намного выше зрительной коры. Любая оптическая иллюзия использует это. К счастью, система зрения является одной из самых понятных (что немного, но достаточно, чтобы сказать об этом с уверенностью).

Глаза могут воспринимать только те лучи, которые входят в глаз. При просмотре объектов под водой через плоскую лицевую пластину водолазной маски лучи, попадающие в два глаза, преломляются на стекле, и рассматриваемый объект кажется ближе, чем он есть на самом деле.

да, это потому, что объект создает изображение благодаря стеклу. Затем это изображение действует как виртуальный объект, который формирует свое изображение на сетчатке. Мозг полагает, что этот образ I' и есть реальный объект, тогда как он есть не что иное, как образ исходного объекта. Мне просто интересно, почему это происходит
например, если мы стоим перед озером, а на заднем плане есть гора, мы не только видим непосредственно гору, но и отражение горы в озере. Наш мозг интерпретирует их как две отдельные сущности, хотя гора внутри озера — не что иное, как отражение настоящей горы.
Это потому, что наш мозг отслеживает лучи, достигающие наших глаз, прямо в обратном направлении, как показано на диаграмме в другом ответе. Вот почему место, где лучи света встретились бы, если бы они были направлены назад по прямой линии, «воспринимается» как объект, даже если реальный луч света мог бы изгибаться то здесь, то там на действительном пути.
Это чисто психология или здесь замешана какая-то реальная физика? Наш мозг воспринимает отражения объекта как отдельные от самого объекта. Именно поэтому мы видим отражения в первую очередь.
@RayPalmer Просто невозможно узнать путь, по которому пошел свет. Все, что мы знаем, это его направление, когда он попадает в глаз, и лучшее, что может сделать мозг, — это предположить, что он пришел по прямой линии, потому что именно так обычно распространяется свет.
@Barmar, так что это чисто мозговая вещь. Единственная причина, по которой мы видим (воспринимаем) отражения и связанные с ними вещи, заключается в том, что «мозг» предполагает, что свет шел по прямой линии. Это примерно правильно?
Единственная причина, по которой мы воспринимаем ЧТО-НИБУДЬ, заключается в том, что мозг делает предположения.
Есть много случаев, когда предположения неверны. Это так называемые «оптические иллюзии».

Прочитав замечательные ответы и комментарии и еще немного прочитав, я думаю, что мне удалось прояснить некоторые из моих сомнений.

Представим следующий сценарий.

Я стою перед озером. За озером есть гора.

Лучи света с горы достигают моего глаза и формируют изображение на сетчатке. Мой мозг интерпретирует это, предполагая, что свет идет прямо от объекта к моему глазу (что он и сделал в данном случае), и я воспринимаю гору своим видением.

Теперь предположим, что лучи света отражаются от поверхности озера и достигают моего глаза. Опять же, на сетчатке формируется изображение. Мозг предполагает, что свет шел прямо, по прямой линии, от объекта к линзе, хотя в действительности свет отразился и, таким образом, изменил свое направление. Мой мозг воспринимает объект, который находится внутри озера. Это не что иное, как виртуальный образ, отражение горы в озере, выступающее в качестве виртуального объекта для моего глаза.

Мозг всегда предполагает, что световые лучи шли по прямой линии прямо от предмета к нашим глазам, и поэтому мы видим такие явления, как отражение, сгибание карандаша под водой и так далее. В случае отражения свет от нашего тела отражается от зеркала и достигает нашего глаза. Наш мозг предполагает, что за зеркалом находится объект, от которого исходил этот свет. Так мы воспринимаем какой-то объект за зеркалом. Что это за объект? Наше отражение!

Теперь рассмотрим камеру. Если мы сфотографируем горное озеро, то увидим и гору, и отражение в камере. Обратите внимание, что если вода совершенно неподвижна и без каких-либо боковых ориентиров, мы не сможем сказать по фотографии, где настоящий объект, а где отражение. Помните, что виртуальное изображение действует как виртуальный объект. Наш мозг просто обманывает нас, заставляя поверить, что это настоящий объект.

Теперь мой вопрос был, почему мы можем видеть отражение горы в озере на фото с камеры. Наш мозг предполагает, что свет распространяется по прямому прямому пути, и поэтому мы можем воспринимать, что под озером есть какой-то объект, то есть отражение или мнимое изображение. Однако камера не в сознании. Итак, если на фото видно отражение в озере, значит ли это, что камера предполагает, что под водой находится реальный объект? Рассматривает ли камера это виртуальное изображение как реальный объект?

Ответ очевиден НЕТ!

Камера записывает изображение и ничего более. Наш мозг записывает изображение на сетчатку и анализирует его, чтобы дать нам представление о том, где находится объект. Камера ничего подобного не делает. Он записывает изображение и готово! Здесь нет ни восприятия, ни анализа.

Отражение горы появляется на изображении, потому что, когда оно отскакивает от поверхности озера, оно переворачивается вверх дном, прежде чем попасть в камеру. Камера просто записывает и печатает это изображение. Он не делает никаких выводов относительно положения объектов — этим занимается наш мозг!

А поскольку наш мозг предполагает, что свет движется по прямому пути прямо от объекта к хрусталику наших глаз, гора и ее отражение в озере кажутся нам «двумя отдельными» и «различимыми» объектами!

В случае зрения мы видим или, вернее, воспринимаем «объекты», формирующие изображение на нашей сетчатке. В случае фотокамеры мы видим изображение, сформировавшееся внутри камеры, т.е. изображение, сформировавшееся на сетчатке глаза.

Многое из этого кажется правильным, и здорово, что все это имеет смысл. Лучи света с горы попадают в наш глаз или в камеру двумя разными путями. Оба на самом деле являются реальными изображениями, в том смысле, что они оба создают реальное изображение на сетчатке и оба одинаково достоверны. Это наш мозг, как вы говорите, заставляет нас понять, что перевернутая гора — это не обычный способ восприятия горы. Хотя мы могли стоять на голове, могло случиться так, что перевернутое изображение было с «настоящей» горы без отражения. Так что вы правы, мозг должен интерпретировать изображения.
Все это напоминает мне о старом комике Гарри Уорте, у которого по этой ссылке в начале шоу было фото, сделанное с витрины - на самом деле это был движущийся фильм, он, видимо, мог поднять обе ноги в воздух одновременно. время! en.wikipedia.org/wiki/Harry_Worth
@JohnHunter да! и более того, кажется, что именно мозг добавляет глубину, а камера — нет. Предположим, что есть объект, находящийся не прямо в поле нашего зрения, но свет от этого объекта отражается от зеркала и достигает нас. На нашей сетчатке есть двумерное изображение окружающего, зеркала и самого предмета (на зеркале). Что наш мозг делает, так это говорит, что реальность должна выглядеть точно так же, как сформированный образ, и все объекты должны удаляться от нас по прямой линии. Поэтому наш мозг предполагает, что объект тоже должен быть перед нами, хотя на самом деле это не так.
Итак, наш мозг делает предположение, что объект находится внутри зеркала, и это то, что мы видим. В некотором смысле это просто добавляет глубины двумерному изображению, которое формируется на сетчатке. Я думаю, так работает зрение. Сначала мозг убеждает нас, что изображение, которое формируется на сетчатке, должно быть именно таким, как выглядит мир. Например, предположим, что книга видна нам не напрямую, а через зеркало. Итак, книга там, в образе, который формируется на сетчатке глаза. Мозг говорит нам, что ж, раз на сетчатке есть изображение книги, то и книга должна быть в поле нашего зрения.
И эта книга — отражение оригинала в зеркале. Наш мозг также добавляет глубины этому, и поэтому отражения кажутся глубоко внутри зеркала. Если бы это была камера, она бы просто напечатала сформировавшееся изображение. Поэтому картины отражений не имеют глубины. Если мы сделаем зеркальное селфи, может показаться, что наше отражение находится на поверхности зеркала. Но если мы посмотрим в зеркало, наше отражение окажется немного глубже внутри.
Все это кажется правильным, но просто добавим, что глубина зависит от того, что у нас два глаза. Если мы накроем один, то он похож на камеру, вероятно, можно было бы показать с помощью диаграмм лучей, что видимая глубина в зеркале будет такой же, как у исходного объекта. Как упомянул @kkm в комментарии, мы, вероятно, можем обойтись без психологической помощи мозга, чтобы объяснить большинство этих вещей. Интересный вопрос, всего хорошего с ним.
Как мы воспринимаем расстояние до объекта при преломлении/отражении?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v