6.6: Pokój Amesa

1. Materiały

1. Aby zbudować pokój Amesa, będziesz potrzebować czterech kawałków tektury, każdy o wysokości 1 stopy. Cztery części powinny różnić się długością, w tym kawałek o długości 2 stóp, dwa kawałki o długości 1 stopy i jeden kawałek o długości 1,5 stopy.
2. Będziesz także potrzebował dwóch figurek, figurek akcji, żołnierzyków, a nawet pluszaków załatwią sprawę. Oba powinny być mniej więcej tej samej wysokości i krótsze niż 3/4 stopy wysokości.
3. Niezbędny będzie również nóż do pudełek i klej lub taśma.

2. Montaż pokoju Amesa

1. Zacznij od jednego z dwóch 1-metrowych kawałków tektury. Połóż na nim grosz, dokładnie pośrodku, i użyj noża do pudełek, aby przeciąć wokół grosza, aby zrobić dziurę. To będzie apertura dla Pokoju Amesa.
2. Rysunek 1 schematycznie przedstawia trzy początkowe etapy montażu, opisane w 2.2.-2.4. Postaw kawałek z otworem, a po jego prawej stronie przymocuj drugi kawałek tektury o długości 1 stopy, tak aby oba utworzyły kąt prosty. Będziesz miał obiekt, który wygląda jak ten na rysunku 1a, gdy patrzy się na niego z góry.

Rysunek 1: Zbudowanie pokoju Amesa sprowadza się do zbudowania (z kartonu) nieregularnego czworobocznego wielokąta. Pierwszym krokiem jest wyrzeźbienie wizjera wielkości grosza w kawałku tektury o długości 1 stopy. Następnie przymocuj kawałek tektury o równej wielkości, aby uzyskać stojący kąt prosty, taki jak ten pokazany na (A). Następnie przymocuj kawałek tektury o długości 2 stóp, również pod kątem prostym, po lewej stronie kawałka z wizjerem. Wynik jest schematyzowany w B. Na koniec przymocuj kawałek tektury o długości 1,5 stopy, aby zamknąć wielokąt. Produkt końcowy jest pokazany w C.

3. Teraz przymocuj dwustopowy kawałek po drugiej stronie elementu z otworem. Będziesz miał obiekt, który wygląda jak ten na rysunku 1b, gdy patrzy się na niego z góry.
4. Na koniec przymocuj kawałek o długości 1,5 stopy, aby zamknąć konstrukcję. Będziesz miał czworoboczny wielokąt, taki jak ten na rysunku 1c.
5. Aby ukończyć pokój Amesa i stworzyć iluzję, weź dwie figurki i umieść po jednej na każdym z wierzchołków, w których 1,5-metrowy karton przyczepia się do reszty konstrukcji. Na rysunku Rysunek 2 te dwie lokalizacje są oznaczone zielonymi kółkami. Figurki powinny być zwrócone w stronę otworu.

Rysunek 2: Zielone kropki oznaczają względne rozmieszczenie figurek w pokoju Amesa. Aby stworzyć najsilniejszą iluzję, ważne jest, aby dwie figurki zostały umieszczone na dwóch wierzchołkach wielokąta pod kątem prostym.

3. Widzenie iluzji

1. Aby zobaczyć iluzję, wystarczy zajrzeć do pokoju Amesa, patrząc przez otwór.

Iluzje wzrokowe często wykorzystują fakt, że osoba otrzymuje dane wejściowe z obu oczu, aby zobaczyć świat w trzech wymiarach.

Na przykład, jeśli ktoś rozmawia z przyjacielem przez otwarte drzwi mieszkania, rozpozna tę osobę jako stojącą kilka kroków przed ścianą korytarza. To postrzeganie wynika po części z faktu, że mózg osoby odbiera i łączy dwa obrazy przyjaciela – jeden z prawego oka, a drugi z lewego.

Jeśli jednak drzwi nagle się zatrzasną, a najemca będzie zmuszony patrzeć na swojego przyjaciela jednym okiem przez otwór – rozmiar i głębokość stają się trudniejsze do oszacowania.

Pokój Amesa – struktura nazwana na cześć jej wynalazcy okulisty Aldeberta Amesa – manipuluje tym obuocznym aspektem widzenia i sprytnie wykorzystuje geometrię, aby oszukać układ wzrokowy w celu identyfikacji obiektów. rozmiary są różne, podczas gdy w rzeczywistości są takie same.

Ten film pokazuje, jak zaprojektować pokój Amesa, dokumentuje iluzję, którą tworzy, i omawia, w jaki sposób takie oszustwo jest wykorzystywane w efektach specjalnych do filmów.

W tym eksperymencie uczestnicy oglądają zniekształcony eksponat jednym okiem, zaglądając przez otwór - cała konfiguracja to pokój Amesa. Wymuszona perspektywa zapewnia, że mózg odbiera tylko jeden obraz sceny i nie ma żadnych wskazówek dotyczących głębi z przeciwległego oka.

Sztuczka geometryczna polega na tym, że wyświetlacz jest zbudowany ze ścianek bocznych o nieregularnej długości, dzięki czemu tylna ściana jest raczej ukośna niż równoległa do ściany przedniej. Taka konstrukcja nie wytwarza kątów prostych, których oczekuje się w pomieszczeniu.

Zamiast tego powstaje sytuacja, w której dwie figurki o jednakowej wielkości - umieszczone w tylnych rogach - różnią się odległością od otworu. Oznacza to, że ten po lewej stronie jest dalej niż ten po prawej stronie.

Uczestnicy są proszeni o zgłaszanie tego, co widzą, a ich odpowiedzi są rejestrowane jako zmienna zależna. Oczekuje się, że zgłoszą znak po prawej stronie jako znacznie większy, mimo że są tego samego rozmiaru.

Zanim uczestnicy przybędą, złóż małą wersję Pokoju Amesa, używając nożyczek lub noża, taśmy, linijki, czterech kartonowych kawałków o szerokości jednej stopy o różnej długości oraz dwóch figurek akcji o równej wielkości.

Najpierw zrób otwór: Obrysuj wokół grosza w środku jednego z długich na stopę kawałków. Wytnij wokół tego konturu, a następnie wypchnij część, aby pozostawić mały otwór. Postaw ten segment i za pomocą taśmy przymocuj go do drugiej części tektury o długości jednej stopy, aby utworzyć 90? kąt po prawej stronie.

Teraz zapnij dwustopowy kawałek po lewej stronie, tworząc kolejne 90? kąt. Na koniec połącz pozostałą sekcję o długości półtorej stopy, aby zamknąć wielokąt. Należy pamiętać, że tył nie powinien tworzyć kątów prostych.

Po zmontowaniu wyświetlacza umieść dwie figury o tej samej wysokości w tylnych rogach - po jednej na każdym wierzchołku.

Aby rozpocząć eksperyment, upewnij się, że tył jest zakryty, aby nie odsłaniać przekrzywionej geometrii eksponatu i posadzić uczestnika z przodu. Wyjaśnij, że ma ona spojrzeć w otwór i zgłosić, który z dwóch znaków jest większy.

W tym momencie pozwól uczestnikowi się pochylić. Kiedy zagląda do środka, zapytaj ją, który z nich jest większy i zanotuj jej odpowiedź. [Uczestnik mówi: Prawo jest większe.]

W tej demonstracji uczestnik został oszukany, myśląc, że znaki różnią się rozmiarem. W tym przypadku zgłosiła, że prawa figura jest większa niż lewa.

W tym przypadku podstawowe oczekiwanie opierało się na wcześniejszych doświadczeniach – ściany powinny przylegać pod kątem prostym. Ponieważ mózg nie był w stanie zebrać dowodów przeciwstawnych – takich jak te, które mogłyby być dostarczone przez drugie oko – zastosował to założenie. Spowodowało to, że pomieszczenie wyglądało na prostokątne, a przeciwległa ściana zajmowała pokazane miejsce.

Wynikało z tego, że te dwie postacie znajdowały się obok siebie. To, co pojawiło się na siatkówce – dwie różnej wielkości projekcje – zostało zinterpretowane przez mózg jako różnica wielkości, a nie spowodowana przez obiekty stojące w różnych odległościach od widza.

Teraz, gdy jesteś już zaznajomiony z iluzją Pokoju Amesa, przyjrzyjmy się, jak jej zasady są stosowane w sytuacjach związanych z efektami specjalnymi i oglądaniem w rzeczywistości wirtualnej.

Wiele scen filmowych zostało nakręconych w pokoju Amesa. Ponieważ kadry są rejestrowane przez otwory kamer, reżyserzy mogą przedstawić aktora jako bardzo małego, a robota jako znacznie większego niż jest w rzeczywistości, po prostu rozmieszczając je w odpowiednim miejscu w pomieszczeniu.

Pomagając nam zrozumieć wskazówki potrzebne ludziom do postrzegania świata wizualnego w 3D, Pokój Amesa pomógł również naukowcom zaprojektować lepsze narzędzia rzeczywistości wirtualnej, które wykorzystują iluzje rozmiaru.

Takie systemy mogą faktycznie pomóc osobom fizycznym w wizualizacji przebudowy domu i projektów projektowych. Dzięki zastosowaniu urządzeń wirtualnej rzeczywistości obiekty mogą być ustawiane tak, aby widzowie mogli dostrzec aktualność wyglądu w danej przestrzeni.

Właśnie obejrzałeś film JoVE w pokoju Amesa. Teraz powinieneś dobrze zrozumieć, jak zaprojektować wystawę i przeprowadzić demonstrację, a także jak interpretować odpowiedzi i stosować zasady stojące za iluzją.

Dzięki za oglądanie!