Optinen harha

Optinen harha on illuusio, joka johtaa näköaistia harhaan. Siinä aivot tulkitsevat silmien saaman informaation siten, että näköaistimuksessa jokin vaikuttaa mahdottomalta tai todellisuuden vastaiselta.

Optiset harhat voidaan luokitella eri lajeihin, joista alla esimerkkejä. (Jotkin kuvat täytyy klikata suuremmiksi, jotta harha toimisi).^[1]

Kirkkaus- ja kontrastiharhat aiheutuvat siitä, että havaintomme kirkkaudesta voi vaihdella subjektiivisesti, ja siihen vaikuttaa esimerkiksi näkymän konteksti.^[2]

• 
  Adelsonin kirkkausharha: ruutu A on oikeasti samanvärinen kuin ruutu B.
• 
  Simultaaninen kontrastiharha. Vaakasuora palkki on oikeasti tasavärinen.
• 
  Ehrensteinin kuvio. Viivojen yhtymäkohdissa näkyy olemattomia ympyröitä, jotka näyttävät kirkkaammilta kuin muu valkoinen alue, vaikka ovat samanvärisiä.
• 
  Whiten harha. Pystysuorat palkit ovat oikeasti samanvärisiä.
• 
  Chevreulin harha. Jokainen raita on oikeasti tasavärinen.

Tuikkivat harhat ovat kuvia, jotka näyttävät tuikkivan tai säkenöivän, kun katsetta liikutetaan niiden pinnalla. Harhan perusmuoto on nimetty saksalaisen Ludimar Hermannin mukaan, joka eritteli vuonna 1870 kuvan ja taustan välisen simultaanisen kontrastin tarkan vaikutuksen.^[3]

• 
  Hermannin ristikkoharha. Kulmissa näkyy olemattomia harmaita pilkkuja.
• 
  Värillinen tuikkiva ristikkoharha.

Taipumisharhoissa suorat tai pyöreät linjat näyttävät vääristyvän tai taipuvan.^[4]

• 
  Punaiset viivat näyttäisivät taipuvan, mutta ne ovat suoria.
• 
  Kitaokan vääntynyt kuvio. Vaakasuorat ja pystysuorat linjat ovat oikeasti suoria.
• 
  Kahvilanseinäharha. Kuvassa näyttäisi olevan kiilamuotoja, mutta oikeasti vaakalinjat ovat samansuuntaisia.
• 
  Fraserin spiraaliharha. Kuvassa näyttäisi olevan spiraali, mutta oikeasti siinä on sarja samankeskisiä ympyröitä.

Kuvio- ja taustaharhoissa havaintoharha syntyy siitä, että aivot tulkitsevat merkityksen niin kuvion kuin sen taustankin muodolle, jolloin kuvio ja tausta vaihtavat paikkaa.^[5]

• 
  Kasvot tai malja.
• 
  Nainen tai pääkallo.
• 
  Napoleonin haamu seisoo haudallaan.

Arviointiharhoissa kuvioiden koko tai suunta toisiinsa nähden näyttää todellisesta poikkeavalta.^[6]

• 
  Müller-Lyerin illuusio. Janat ovat yhtä pitkät.
• 
  Ebbinghausin harha. Oranssit pallot ovat oikeasti samankokoisia.
• 
  Sanderin suunnikas. Siniset halkaisijat ovat oikeasti yhtä pitkät.

Valaistusolosuhteet ja ympäröivät värit vaikuttavat voimakkaasti ihmisen havaintoon väristä.^[7]

• 
  Keskellä näyttäisi olevan sininen neliö.
• 
  Pinnan vesiväri-ilmiö. Rajattujen alueiden sisäosat näyttävät värillisiltä.

Stereoharhat luovat illuusion kolmiulotteisesta kuvasta kun kahdesta itsenäisestä lähteestä tulevat verkkokalvon kuvat sekoittuvat yhdeksi kuvaksi. Stereokuvia katsottaessa silmiä pidetään kuin katsottaisiin kaukaisuuteen. Noin kymmenen prosenttia ihmisistä ei kykene näkemään näitä illuusioita.^[8]

• 
  Stereogrammi pyramidista
• 
  Yhden kuvan stereogrammi, joka esittää haita
• 
  Stereogrammi, jota katsotaan silmät ristissä

Liikeharhassa liikkumaton kuva näyttää liikkuvan. Joskus liikkeen havaitsemiseksi täytyy liikuttaa päätä tai silmiä.^[9]

• 
  Kuvaa tuijotettaessa kiekot näyttäisivät liikkuvan, etenkin ääreisnäöllä katsottuna
• 
  Kuva näyttäisi liikkuvan

Mahdottomissa muodoissa kuvan kolmiulotteinen tulkinta todellisena fyysisenä objektina on mahdoton. Tämän mahdottomuuden voi havaita vasta kun sen eri osia vertailee.^[10]

• 
  Penrosen kolmio
• 
  Mahdoton portaikko

Varjoharhat perustuvat aivojen tapaan tulkita valaistuksen ja varjojen säännönmukaisuuksia ja määrittää niiden perusteella muodot ja syvyydet.^[11]

• 
  Jos kuvaa katsoo ylösalaisin, keskimmäisen pystyrivin alueet näyttävätkin kuperilta. Aivot olettavat että valo tulee ylhäältä.
• 
  Kerstenin varjoefekti. Kolme kuutiota, joiden alle on piirretty varjot. Vertaa oikealla olevaan kuvaan.
• 
  Samat kolme kuutiota kuin vasemmalla, mutta varjot on piirretty eri kohtiin. Sen seurauksena kuutiot näyttäisivät olevan eri paikoissa

Perspektiivisääntöjen avulla voidaan luoda kuvia, jotka näyttävät perspektiivin takia ristiriitaisilta suhteessa todellisiin mittoihinsa.^[12]

• 
  Ponzon harha. Kuviot ovat oikeasti yhtä pitkät, mutta perspektiivi saa toisen vaikuttamaan isommalta
• 
  Parit ovat identtiset, mutta taaimmaiset näyttävät jättiläisiltä

Merkitystä vaihtavat kuvat ovat monitulkintaisia. Aluksi näköjärjestelmä häilyy edestakaisin kahden tulkinnan välillä, mutta kun tulkinta on vakiintunut, sitä on enää hyvin vaikea vaihtaa tai jättää se huomiotta.^[13]

• 
  Nuori nainen ja vanha nainen samassa kuvassa

Konteksti- ja johdatteluharhassa katsojaa johdatellaan tiettyyn tulkintaan.^[14]

Ihmisen kasvojentunnistuskyky on hyvin kehittynyt. Kasvoharhat ovat esimerkiksi ylösalaisin käännettyjä kuvia, jotka näyttävät normaaleilta, vaikka niissä onkin jotain epätavallista.^[15]

• 
  Päällekkäiset kasvot, joiden tunnistaminen riippuu etäisyydestä. Marilyn Monroen kasvot sumeana kuvana ja Albert Einsteinin kasvot viivapiirroksena (alaosassa erikseen).

Ihmisaivot olettavat, että liikkuminen ei vaikuta kohteen yleisiin piirteisiin millään yllättävällä tavalla. Muodot oletetaan pysyviksi ja näköaisti johdonmukaiseksi. Näkökulmaharhassa kohde on monitulkintainen tai rikkoo johdonmukaisuuden oletusta.^[16]

• 
  Onko tämä mies todella tukeva Pisan kaltevaa tornia?
• 
  Eiffel-torni sormien välissä
• Mies kävelee Amesin huoneessa

Nurinkurisen kuvan tulkitseminen riippuu siitä, mistä suunnasta sitä katsoo.^[17]

• 
  Ankka ja jänis.
• 
  Naisen ja miehen kasvot.
• 
  Vasemmalla oleva kuva ylösalaisin käännettynä.

Yhdistelmäkuvassa monta pienempää kuvaa yhdistyy yhdeksi selkeäksi pääkuvaksi.^[18]

• 
  Giuseppe Arcimboldo n. 1590

Anamorfoosi tarkoittaa tekniikkaa, jossa kuvan voi tulkita katsomalla sitä tietystä kulmasta tai vääristävästä peilistä. Trompe l’œil on maalaustaiteessa käytetty tekniikka, jossa katsoja huijataan näkemään kuva ikään kuin todellisuutena luomalla tasaiselle pinnalle realistinen vaikutelma kolmiulotteisuudesta.^[19]

• 
  Esimerkki anamorfoosista: Suurlähettiläät, Hans Holbein. Kuvan alaosassa on vääristynyt kallo, joka näkyy oikein kun sitä katsotaan oikeasta kulmasta.
• 
  Trompe l’œil -silmänlumetta. Toronton Flatiron Buildingin julkisivuun maalattu kuva luo illuusion kolmiulotteisesta seinäpinnasta.

Luonnon harhoihin kuuluu monia luonnossa tavattavia optisia harhoja.^[20]

• 
  Kuuharha sellaisena kuin se katsojalle näkyy. Kuuharhan voi havaita vain todellisessa tilanteessa, ei kuvassa.^[21]
• 
  Kivimuodostelmissa voi usein nähdä ihmiskasvot.
• 
  Spook Hill Floridassa. Tie näyttää nousevan kauempana, mutta todellisuudessa kyseessä on vain harhaanjohtavasta horisontista johtuva optinen harha.^[22]

Arkkitehtuurissa on hyödynnetty optisia harhoja jo varhain. Usein sillä on pyritty vastustamaan visuaalisen vääristymisen vaikutuksia.^[23]

• 
  Giotton kellotorni Firenzessä. Kolme ylintä kerrosta näyttävät alhaalta katsoen yhtä korkeilta, mutta todellisuudessa ylemmät ovat korkeampia kuin alemmat (ks. kuva oikealla)
• 
  Giotton kellotorni kuvakulmasta, josta näkyy ylimmän kerroksen korkeus
• 
  St. Louisin Gateway Arch on yhtä leveä kuin korkeakin

Monet kuuluisat taiteilijat ovat teoksissaan kuvanneet optisia harhoja. Heitä ovat muiden muassa M. C. Escher, Salvador Dalí, Giuseppe Arcimboldo, Marcel Duchamp ja Victor Vasarely.

• Seckel, Al: Parhaat optiset harhat. Nemo, 2011 (alkuteos Incredible Visual Illusions, 2009). ISBN 978-952-240-024-6

Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Optinen harha.

• Visuaalisia paradokseja (englanniksi)
• Illusion World (englanniksi)
• Optical Illusions & Other Eye Tricks (englanniksi)
• New Optical Illusions Portal (englanniksi)
• Akiyoshi Kitaokan illuusioita (englanniksi)
• Michael Bachin optisia harhoja esittelevä sivu (englanniksi)
• Java-sovelluksia optisista harhoista (englanniksi)
• Harhakuvia Archive.org