Geometrisk puslekunst og optiske illusjoner

Se igjen. Figuren har andre planer.

En trapp som stiger for alltid. En flis som aldri gjentar seg. En kube som vender seg mens du stirrer på den. Hver av dem gir øyet et sikkert løfte, og hver av dem følger en regel du kan lære. Begynn med overraskelsen, og bli for geometrien.

Visuell innføring

Øyet gir et løfte

Hvert bilde på netthinnen er flatt. Dybde, fasthet og retning er gjetninger synssystemet ditt gjør på en brøkdel av et sekund, basert på noen pålitelige antakelser: lys kommer vanligvis ovenfra, linjer som møtes i en tegning møtes også i virkeligheten, og parallelle kanter krymper etter hvert som de fjerner seg.

Illusjonskunstnere bryter ikke disse antakelsene. De følger dem nøyaktig, helt til det punktet der to riktige gjetninger ikke lenger kan være sanne samtidig. Det øyeblikket av gnissel er det vi samler her.

Gjennom hele nettstedet er bilder merket Originalt studiorendering våre egne 3D-modeller. Historiske verk av kunstnere som M.C. Escher eller Oscar Reutersvärd beskrives og krediteres i teksten i stedet for å gjengis.

Mykt belyst 3D-rendering av en kremfarget trådrammekube på en espressobakgrunn, tegnet slik at begge fremre flater kan leses som den nærmeste
Originalt studiorendering
En åpen kube uten skyggesignaler. Se på den nederste venstre firkanten, og deretter den øverste høyre: den du fokuserer på, har en tendens til å komme fremover.
  1. Ingen skjulte linjebrudd: dybden er uavklart.
  2. Like kantlengder fjerner perspektivhint.
Flislegging

Et plan uten hull

Motsigelsen: en enkelt, endelig form som dekker et uendelig gulv uten hull og uten overlapp. Regelen: i hvert hjørne der fliser møtes, må vinklene til sammen være nøyaktig 360°.

Dette ene kravet forklarer hvorfor kvadrater, trekanter og sekskanter fungerer, mens regulære femkanter ikke gjør det. Det åpner også døren til merkeligere resultater, fra Eschers sammenlåste skapninger til «hatt»-flisen fra 2023, som dekker planet, men aldri faller inn i et gjentakende mønster.

3D-rendering av kremfarget og rav-gule sekskantede fliser som låser seg sammen på en enkel espressooverflate, mykt belyst fra øvre venstre
Originalt studiorendering
Tre sekskanter møtes i hvert hjørne: 3 × 120° = 360°. Den rav-gule flisen er identisk med de kremfargede, bare farget for å vise gjentakelsen.
Umulige former

Objektet som ikke kan stå

Tre rette bjelker, der hver møter den neste i en rett vinkel og lukkes til en trekant. Hvert hjørne ser riktig ut; løkken som helhet kan ikke eksistere i vanlig rom.

Vi holder et tydelig skille mellom to familier. Virkelig umulige figurer, som tegningen av Penrose-trekanten, har ingen konsistent 3D-løsning i det hele tatt. Perspektivtriks, som skulpturer og Ames-rommet, er ekte objekter som bare ser umulige ut fra ett nøye valgt synspunkt.

Mykt belyst 3D-rendering av tre kvadratiske rav-gule bjelker på en kremfarget bakgrunn som ser ut til å settes sammen til en lukket trekant fra ett kameravinkel
Originalt studiorendering · perspektivtriks
Fra denne ene kameraposisjonen ser bjelkene ut til å være sammenkoblet. Flytt kameraet, og det åpner seg et gap mellom to ender som aldri var koblet sammen.
Visuelle paradokser

To lesemåter, ett bilde

Ingenting på siden endrer seg, men bildet gjør det. En trådkube snur seg innut; en vase blir til to ansikter; et mønster av fordypninger blir til utstående knotter når du snur det opp ned.

Regelen er at persepsjonen binder seg til én tolkning om gangen. Når et bilde støtter to like gode svar, veksler hjernen mellom dem i stedet for å blande dem.

3D-rendering av en kremfarget trinnet kropp på espresso som kan leses enten som en trapp sett ovenfra eller et overhengende tak sett nedenfra
Originalt studiorendering
En trapp i Schröder-stil: les den som trinn ovenfra, og deretter som et overheng nedenfra. Kantene er identiske i begge lesemåtene.
Geometriske mønstre

Gjenta til det endrer seg

En streng gjentakelse bør føles rolig. I stedet gir den rette gjentakelsen stjerner ingen har tegnet, bølger i et flatt rutenett og linjer som ser ut til å vippe mens de forblir helt parallelle.

Bak den rastløsheten ligger en kort liste med grep: forskyvning, rotasjon, speiling og glidning. Matematikere har vist at flate gjentakende mønstre bruker nøyaktig 17 kombinasjoner av dem, tapetgruppene.

  1. Velg en enhet.
  2. Velg et symmetrigrep.
  3. Gjenta til en ny form dukker opp mellom enhetene.
Mykt belyst 3D-rendering av identiske rav-gule trekantede prismer ordnet i et roterende seksdelt mønster på en kremfarget bakgrunn
Originalt studiorendering
Ett prisme, rotert i trinn på 60°. Stjernen med seks spisser i midten er ikke et objekt; det er gapet som oppstår mellom enhetene.
Forhåndsvisning av forklaringer og vanlige spørsmål

Bak det andre blikket

Hver illusjon på dette nettstedet får to behandlinger: først effekten, presentert enkelt slik at du kan oppleve den, og deretter regelen, forklart uten tricks som krever musepeker, slik at den fungerer på alle skjermer.

Er alle optiske illusjoner umulige former?

Nei. De fleste illusjoner er tvetydige eller misvisende; svært få er virkelig umulige. En Necker-kube har to gyldige løsninger. En tegning av en Penrose-trekant har ingen.

Hvorfor kan ikke en regulær femkant flislegge et gulv?

Vinkelen inni er 108°. Tre etterlater et gap på 36°; fire overlapper. Ingen av dem gir 360° til sammen.

Er disse illusjonene trygge å se på?

Vi unngår blinkende, raskt bevegelige eller kraftig kontrastfylte flimrende mønstre. Hvis stripete bilder gir deg ubehag, se bort og hvil øynene.