Über mich
Freunde
Geld anlegen
Geld verdienen
Witze
Opt.Täuschungen
Opt.Täuschungen
Sehtest
Ratespiel
Know How
Interaktives
Tipps & Tricks
Know-How
Urlaube
Digitalfotografie
Webdesign
Egogramm
Rund ums Haus
Sonstiges
Tourist-Guides
Impressum

Optische Täuschungen - Theorie, Hintergründe

Auf dieser Seite erkläre ich die theoretischen Hintergründe und Grundlagen für Optische Täuschungen. Ein wichtiger Punkt dabei ist die menschliche Wahrnehmung und damit verbundene unterschiedliche Ansätze der Wahrnehmung.


Inhaltsverzeichnis


Was sind optische Täuschungen?

Von einer optischen Täuschung spricht man, wenn das, was gesehen wird nicht mit der objektiv messbaren Realtät übereinstimmt. Man sieht also etwas, obwohl es de facto so nicht existiert. Wir können uns den Gesetzmäßigkeiten unserer Wahrnehmung nicht entziehen und die Illusion, der wir bei einer optischen Täuschung unterliegen, verändert Objekte in ihrer Größe, Farbe, Form, Bewegung oder Bedeutung.

Müller-Lyersche Täuschung: Welche der beiden Linien ist länger?Die Müller-Lyersche Täuschung in der nebenstehenden Abbildung ist ein Beispiel für eine Täuschung der Größenwahrnehmung: Die beiden tatsächlich gleich langen Linien erscheinen im Kontext der begrenzenden Pfeilspitzen unterschiedlich lang. Auch wenn wir durch Abmessung genau wissen, dass die Linien identisch sind, können wir uns der optischen Illusion nicht entziehen.

Um verstehen zu können wie eine optische Täuschung zustande kommt, brauchen wir einige Hintergrundinformationen aus der Wahrnehmungspsychologie. Dieser Zweig der Psychologie erforscht, wie unsere Wahrnehmung z.B. beim Riechen, Schmecken, Hören oder auch Sehen funktionert.


Die Welt der Wahrnehmung

Um die Welt um uns herum wahrnehmen zu können verlassen wir uns auf unsere Sinne: Sehen, Hören, Riechen, Schmecken... - das erscheint uns wie selbstverständlich und die Schnelligkeit, mit der wir die Eindrücke verarbeiten, ist uns gar nicht so recht bewusst. Wir, d.h. unser Gehirn lernt zwar immer wieder neu dazu, greift aber andererseits auf bereits existierende Erfahrungswerte zurück, damit wir effektiv handeln können. Bild von www.pixelquelle.de

Wenn wir jedesmal von Neuem die Erfahrung machen müssten, dass ein rötlich knisterndes Etwas, das zudem noch sehr viel Wärme ausstrahlt und intensiv riechend vor sich hinknistert, gleichbedeutend mit Feuer ist, würden wir im Notfall nicht schnell genug reagieren können - hier heißt es richtig zu reagieren, am besten blitzschnell.

Um ein Objekt erkennen zu können, bedarf es einer Reizübermittlung. In aller Einfachheit gesprochen muss es zu einer Informationsvermittlung zwischen Objekt, Auge, Gehirn und einer entsprechenden Bedeutung unsererseits für dieses Objekt kommen. Dem nicht genug ist Sehen ein fassettenreiches Zusammenspiel aus Farben, Formen, Bewegungen oder auch räumlicher Tiefe und Dimensionalität.

Bild von www.pixelquelle.deWie erkenne ich zum Beispiel, dass das kastenförmige Etwas, auf das ich gerade schaue keine 2-dimensionale Fläche innerhalb des Hintergrundes ist, sondern ein 3-dimensionales Etwas, das darüber hinaus noch als Bildschirm für mich eine Bedeutung hat? Auch hier greift unser Gehirn wieder auf erfahrenes Wissen zurück und kann nicht nur zwischen Körpern und Flächen unterscheiden, sondern erkennt auch 3-dimensionale Gegenstände auf einem Foto.

Welchen Gesetzmäßigkeiten oder auch Automatismen wir beim Sehen unterliegen, können wir uns anhand von optischen Täuschungen bewusst machen. Sie dienen nicht nur unserer Belustigung, sondern liefern in der Forschung entscheidende Hinweise darauf, welche unterschiedlichen Prozesse an der visuellen Wahrnehmung beteiligt sind. Die folgenden wissenschaftlichen Ansätze zeigen Richtungen auf, aus denen sich Wahrnehmungsforscher dem Thema Sehen genähert haben.

1. Der psychophysische Ansatz: Wahrnehmung als Organisationsprozess

Das Wort "psychophysisch" setzt sich aus dem Wort "psychisch" und "physisch" bzw. "physikalisch" zusammen. Dieser Ansatz konzentriert sich auf das, WAS gesehen wird, und untersucht die rein "physikalischen" Reizinformationen dahingehend, wie sie -je nach Situation immer wieder anders- wahrgenommen und zu einem bedeutungsvollen Ganzen geordnet werden.

SimultankontrastSo scheinen z.B. die inneren Quadrate in der nebenstehenden Abbildung unterschiedlich hell zu sein. Tatsächlich sind beide physikalisch identisch und erscheinen nur durch die verschiedenen Hintergründe links dunkler als rechts. Innerhalb eines psychophysischen Erklärungsansatzes reicht diese Aussage bzgl. des Hintergrundes erst einmal aus, auch wenn es - wie wir weiter unten noch sehen werden - weitere Erklärungsmöglichkeiten auf neuronaler Verarbeitungsebene dafür gibt.

Auch unsere Wahrnehmung von räumlicher Tiefe können wir uns anhand entsprechender Umgebungsinformationen erklären.

Die Müller-Lyer-Täuschung, die wir im Einführungsbeispiel kennengelernt haben, wird im Kontext einer falsch angewendeten Raumwahrnehmung diskutiert. Es sei möglich, dass wir die Pfeile am Ende der Linien unbewusst als eine Information aus unserer gewohnten 3-dimensionalen Welt anwenden würden und so die zweidimensionalen Linien nun wie 3-dimensionale Linien behandeln würden, was zur Folge hat, dass wir die Linie mit den nach aussen gerichteten Pfeilen wie die Innenecke eines Raumes symbolisieren und die Linie mit den nach innengerichteten Pfeilen wie die Aussenecke eines Gebäudes. Nach dieser Meinung sehen wir die Aussenecke eines Gebäudes normalerweise näher bei uns als die Innenecke eines Raumes was zur Folge hat, dass diese kleiner erscheint. Diese Meinung blieb nicht undiskutiert und es konnte gezeigt werden, dass dieser Effekt auch ohne Information zur räumlichen Tiefe bestehen bleibt.

Nichtsdestotrotz liefern Informationen zur räumlichen Tiefe auch bei der Ponzoschen Täuschung einen möglichen Erklärungsansatz für den wahrgenommenen Größenunterschied der beiden querliegenden Balken. Was uns normalerweise hilft z.B. Menschen - egal aus welcher Distanz - immer in ihrer entsprechenden Größe, und nicht auf einmal als Zwerge wahrzunehmen, ist unsere Fähigkeit zur sogenannten Größenkonstanz. Es ist ein uns innewohnender Korrekturmechanismus, der Entfernung und Größe entsprechend ihrer Relation zueinander ausgleicht. Die nach hinten verlaufenden Linien rücken im Horizont näher zueinander, was diese wie Bahngleise erscheinen lässt, sodass der oberer Balken in jedem Fall größer sein muss.

2. Der kognitive Ansatz: Wahrnehmung als Konstruktionsprozess

Bild von www.pixelquelle.de

Kognitionspsychologen beschäftigen sich damit wie mentale bzw. psychische Prozesse unsere Wahrnehmung beeinflussen. Alle Vorerfahrungen, subjektiven Einstellungen, Vermutungen, Erwartungen und Bedeutungen, die wir einer Information zuschreiben wirken sich darauf aus, was tatsächlich bei uns ankommt. Sie wirken sozusagen je nach Stimmung wie ein entsprechender Filter. Stellen wir uns das berühmte Glas Wasser vor, das bis zur Hälfte gefüllt ist. Je nach Blickwinkel kann es für uns halb voll oder halb leer sein.

Anders als die Gestaltpsychologen, die Wahrnehmung als Organisation eines Gesamteindrucks verstehen und sich in ihren Untersuchungen auf das wahrgenommene Endergebnis konzentrieren, interessieren sich Kognitionspsychologen mehr für die Prozesse während des Wahrnehmungsablaufs, der ihren Erkenntnissen zufolge erst konstruiert und aus einzelnen Abläufen zusammengesetzt wird.

Experimentell konnte gezeigt werden, dass wir Objekte oder eine Szenerie nicht über einen einzelnen fixen Punkt erblicken. Wir erfassen das Geschehen vielmehr über mehrere rasch hintereinander ablaufende Augenbewegungen, und entwerfen - so die Vorstellung - eine Art mentale Landkarte. Je nachdem wohin wir schauen, eröffnet sich im wahrsten Sinne des Wortes ein neuer Blickwinkel.

Bei unmöglichen Objekten wie in der Figur rechts setzt die Verblüffung etwas zeitversetzt ein. Auf den ersten Blick wirkt diese Figur ganz normal. Da wir sie nicht sofort im Ganzen erfassen können, schauen wir sie sozusagen in Etappen an. Wie bei einem mentalen Puzzle, setzen wir die Information zusammen und erkennen erst so, dass die Figur gar nicht real vorkommen kann. Je größer die Figur, desto schwieriger zu erkennen.

3. Der physiologische Ansatz: Wahrnehmung als Codierungsprozess

Bisher haben wir feststellen können, dass das, was wir sehen durch unterschiedliche Einflüsse während des Wahrnehmungsprozesses gestaltet und geformt wird. Sowohl die Darbietung dessen, was wir sehen als auch die Art, wie wir etwas betrachten, hat unterschiedliche Konsequenzen zur Folge. Es fehlt jedoch noch eine ganz wichtige Verarbeitungsebene, die die notwendige Verbindung herstellt zwischen Gesehenem und Wahrgenommenem: Was geschieht in unserem Körper?

Schauen wir etwas an, so muss zuerst einmal das von der Umgebung reflektierte Licht ins Auge und auf die Netzhaut fallen. Diese ist mit sogenannten Photorezeptoren durchzogen, die bei Lichteinfall mit elektrischen Signalen reagieren. Die bekanntesten Rezeptoren sind die Stäbchen und Zapfen, die aufgrund ihrer Eigenschaften für unterschiedliche Arten des Sehens verantwortlich sind. Über die Zapfen z.B. erkennen wir besonders gut Farben und feine Details - doch nur, wenn es hell ist. Bei Dunkelheit lässt die Leistung der Zapfen nach, sodass wir Details kaum noch erkennen können. Jetzt sind wir auf die Stäbchen in der Netzhaut angewiesen, die nun besonders empfindlich reagieren.

Die Aufgabe des visuellen Systems besteht nun darin, jede Reizinformation in ihre einzelnen Bestandteile zu zerlegen. Jede Eigenschaft wie z.B. Farbe, Form, Bewegung oder Kontrast eines Objekts wird als neuronales Signal codiert und über ein spezielles Netzwerk aus unterschiedlichen Neuronen durch den Sehnerv, aus dem Auge heraus, weiter ins Gehirn geleitet. Dort erreichen sie im Thalamus das Corpus geniculatum laterale, kurz CGL oder auch seitlicher Kniehöcker und gelangen über den primären visuellen Cortex zu bestimmten Regionen des Scheitel- und Schläfenlappens. In diesen höheren Regionen wird die einkommende Information zu einem neuronalen Code verarbeitet. Ausführliche Informationen zum menschlichen Auge, Zapfen und Stäbchen gibt es auf unserer Webseite über Farbwahrnehmung.

Doch bleiben wir bei den Anfangsprozessen des Sehens und schauen uns z.B. die Hell-Dunkel-Wahrnehmung etwas genauer an. Nehmen wir dazu das bereits bekannte Beispiel des Simultankontrasts. Unsere bisherige Beobachtung bestand darin, dass sich die Umgebungsfarbe auf die Wahrnehmung der eingeschlossenen Farbe auswirkt. Jetzt können wir uns diesen Effekt aufgrund des neuronalen Zusammenspiels in der Augennetzhaut erklären. Unsere Hell-Dunkel-Wahrnehmung wird über eine neuronale Verschaltung der Rezeptoren automatisch geregelt. Dieser Informationsaustausch zwischen den Rezeptoren ist dafür verantwortlich, dass unsere Wahrnehmung bei Hell-Dunkel-Kontrasten nicht unbedingt exakt genau dem entspricht, was an Reizen auf der Netzhaut ankommt.

Betrachtet man das graue Quadrat für sich allein, werden die Rezeptoren an der entsprechenden Netzhautstelle A gereizt und sie leiten die Information ganz normal weiter. Werden nun zusätzlich die zu A benachbarten B-Rezeptoren durch eine hellere Farbe gereizt, so reagiert Rezeptor A immer schwächer. Er wird sozusagen durch die Aktivität der benachbarten Rezeptoren gehemmt. Die Intensität der Hemmung nimmt mit stärkerer Reizung durch die Umgebung zu. Sie wird laterale Hemmung genannt, weil die Signale quer über die Netzhaut transportiert werden.

Hermann-GitterEinen anderen Effekt erleben wir beim sogenannten Hermann-Gitter, der aber über das gleiche Prinzip wie beim Simultankontrast erklärt werden kann. Schaut man auf die Gitterstruktur, erscheinen in den Kreuzungspunkten der weissen Linien auf einmal schwarze Stellen, obwohl gar keine da sind. Die Rezeptoren, die von den Kreuzungspunkten gereizt werden, erhalten die laterale Hemmung gleich von vier benachbarten Seiten, die weissen Mittelstücke nur von zwei Seiten.

Ebenso spannend sind die Erlärungen für sogenannte Nachbilder, die erst dann entstehen, wenn die ursprüngliche Reizvorlage nicht mehr da ist. Schaut man etwa eine halbe Minute auf den schwarzen Punkt, so scheint er hinterher noch weiter als heller Punkt zu existieren.

Mit Farben wird der Effekt noch kurioser. Betrachtet man längere Zeit den roten Klecks und schaut dann auf eine weisse Fläche, scheint er als grüner Fleck nach. Umgekehrt geht dieses Spielchen genauso mit grün nach rot. Ein weiteres Kombinationspaar ist gelb und blau. Die Erklärung hierfür liefern Neuronen, die auf einer höheren Verarbeitungsebene auf verschiedene Wellenlängen mit antagonistischen elektrischen Signalen reagieren. Solche Gegenfarbenzellen finden sich sowohl in der Netzhaut, als auch im CGL und im Cortex.


Gestaltpsychologie

Max Wertheimer (1880-1943) als einer der Gründer der Gestaltpsychologie war einer der ersten, der wissenschaftlich versucht hat herauszufinden, wie Einzelheiten je nach Helligkeit, Farbe, Form oder ihrer Anordnung nach zueinander im Raum als zusammenhängende Reizmuster für eine wahrgenommene Bedeutung wirksam werden und somit unser Sehen beeinflussen. Es konnte gezeigt werden, dass wir Reize nicht einzeln für sich wahrnehmen. Wir nehmen vielmehr einen Gesamteindruck wahr, der durch die Wechselwirkung zwischen mehreren Einzeleindrücken entsteht.

Als ganz entscheidend für die Wahrnehmung von Objekten wurde unsere Fähigkeit betrachtet, Gegenstände von ihrem Hintergrund verschieden wahrzunehmen. Diese "Figur-Grund-Trennung" wurde mit sogenannten "Kippfiguren"unersucht.

Dieses bekannte Motiv einer Kippfigur verwendete der dänische Psychologe Edgar Rubin bereits 1915: Sobald wir im weissen Teil eine Vase entdeckt haben, erscheint uns diese im Vordergrund des Bildes, und das Schwarz wird zum unförmigen Hintergrund. Umgekehrt verhält es sich, wenn wir zwei sich zugewandte Gesichter im Profil sehen. Dann scheinen uns diese räumlich näher zu sein und das Weiss verschwindet wie in einem Ausschnitt im Hintergrund. Das, was wir gerade als Objekt erkennen, wirkt sehr plastisch und die Konturen scheinen jeweils zur Figur gehörig. Kurioserweise können wir nicht beides gleichzeitig fokussieren, sodass die Figur immer wieder hin und her kippt.

Ein weiteres Beispiel zeigt nebenstehende Formation von gelben und hellgrauen Flächen. Was ist beim Betrachten die Figur und was ist der Hintergrund? Normalerweise werden die kleineren Flächen - in diesem Fall die nebeneinander stehenden kryptischen Elemente - eher zur Figur zusammengefasst und die größeren Flächen verschwinden in den Hintergrund. Sobald man jedoch das hellgraue Wort entschlüsselt hat, kann man kaum noch die gelben Elemente in den Vordergrund zurückholen.

-->

Gestaltgesetze

Weitere Gesetzmäßigkeiten, nach denen wir einzelne Details zu einem sinnvollen größeren Ganzen gruppieren, wurden in den sogenannten Gestaltgesetzen formuliert. Entsprechend dem Satz: "Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile" sind die daraus gewonnenen Erkenntnisse auch heute noch sehr wertvoll, obwohl ihnen neuere Forschungsrichtungen teilweise kritisch gegenüberstehen.


  1. Prägnanz oder gute Gestalt
    Prägnanz, gute Gestalt oder Einfachheit: Alle drei Begriffe umschreiben die Tatsache, dass als Kreis und Quadrat wahrgenommen werden und nicht als zwei oder drei verschiedene Formen wie in den beiden nebenstehenden Abbildungen.
  2. Ähnlichkeit
    Das Gesetz der Ähnlichkeit besagt, dass Objekte, die einander in Farbe, Form, Helligkeit oder Orientierung ähnlich sind, als zusammengehörige Gruppe wahrgenommen werden.
  3. Nähe
    Betrachten wir das Bild nebenan, müssten wir z.B. objektiv sagen, dass es sich um viele einzelne Punkte handelt, gezählt sind es XX. Durch die räumliche Nähe der einzelnen Punkte zueinander, nehmen wir sie jedoch als Linien wahr.
    Das Gesetz der Ähnlichkeit kann unter bestimmten Umständen durch das Gesetz der Nähe übertroffen werden, das die Zusammengehörigkeit von Einzelelementen im Hinblick auf ihre relative Nähe zueinander erklärt. Diesen Effekt sehen wir in. Links sehen wir zwei waagerechte Zeilen mit lauter Kreisen, rechts nehmen wir immer noch zwei waagrechte Reihen wahr, obwohl sich Kreise und Quadrate abwechseln.
  4. Gemeinsames Schicksal
    Unter gemeinsamem Schicksal versteht man bei diesem Gesetz die Gruppierung von Objekten, wenn sie eine gemeinsame Richtung oder Orientierung aufweisen.
  5. Bedeutung oder Vertrautheit
    Welche Rolle die persönliche Bedeutung beim Gruppieren von einzelnen Merkmalen spielt, können wir uns an einem einfachen Alltagsphänomen verdeutlichen. Wenn wir in den Himmel schauen, erkennen wir mit etwas Phantasie auf einmal Tiere und Symbole in den Wolken. Einzelne Wolkenfetzen werden ganz automatisch durch unsere Bedeutung, die wir darin erkennen zu einem größeren Ganzen gruppiert.
  6. Fortsetzung in einer durchgehenden Linie
    Die Punkte in werden nicht als einzelne Punkte wahrgenommen, sondern als zwei Linien, die jeweils von Punkt A nach B bzw. von C nach D verlaufen. Dabei empfinden wir den Verlauf von A nach C bzw. von B nach D nicht als gestaltgerechte Linienfortsetzung. Die Linien werden ihrem einfachsten Weg entsprechend wahrgenommen - ohne Knick.
  7. Geschlossenheit
    Flächen, die von einer Linie umschlossen werden oder einen Umriss haben, werden als gemeinsame Gruppe wahrgenommen, so wie die 3 Rechtecke vor einem weißen Hintergrund statt sie als einzelne Linien zu sehen.
  8. Angedeutete Geschlossenheit
    In nebenstehender Abbildungen befindet sich weder ein reales Dreieck noch ein Quadrat. Dennoch glauben wir durch die Andeutung, die durch die anderen Figuren entsteht, eines zu sehen.