Illusioni ottiche

Da Leonardo a Escher le illusioni ottiche hanno sempre affascinato. Oggi possiamo realizzarle con il PC.
Non tutto quello che vediamo è davvero reale: i nostri occhi possono essere facilmente ingannati da piccoli trucchi. Lo sanno bene gli scienziati, che studiano le illusioni ottiche per capire come il nostro cervello interpreta le immagini e come vengono catturate dall’occhio. Gli artisti, poi, ne approfittano per celare immagini nelle immagini,visibili solo distorcendole (famosi gli anamorfismi di Leonardo) o per costruire mondi impossibili, come la celebre litografia Relatività di Mauritius Escher. Ma se fino a poco tempo era necessario un genio della pittura per progettare e realizzare opere capaci d’ingannare la nostra vista, oggi grazie al computer e ad un software di fotoritocco, come potrebbe essere ad esempio Adobe Photoshop, chiunque è in grado di creare immagini che nascondono incredibili trucchi ottici.


Per capire come nascono le illusioni grafiche, dobbiamo esplorare non solo il campo dell'ottica, ma anche quello delle neuroscienze. Si tratta infatti di capire come il nostro occhio riesca fisicamente a mettere a fuoco e percepire una scena complessa, ma anche come poi il nostro cervello la interpreta e la rielabora. Unendo questi due settori d'indagine, la ricercatrice Aude Oliva del MIT (Massachusetts Institute of Technology, http://web.mit.edu/bcs/people/oliva.shtml), insieme ad altri suoi colleghi, ha effettuato una serie di studi interessanti che riguardano proprio i meccanismi di messa a fuoco e di attenzione nel riconoscimento delle immagini. Quando osserviamo una foto, i nostri occhi la perlustrano rapidamente per coglierne gli elementi di maggiore interesse e il nostro cervello formula la visione d'insieme. La classificazione delle immagini
è dunque un processo istantaneo ed è legato a cause istintive, anche se la nostra capacità di percezione è comunque connessa alla tipologia delle immagini, semplici o complesse, con uno sfondo neutro o naturale, alla ricchezze dei dettagli e alla profondità di campo.
Ottica e neuroscienze sono dunque il substrato scientifico che ha condotto alla realizzazione delle Hybrid images, composizioni di due diverse immagini che, sovrapposte e interpolate tra loro, una con un filtro passa basso e l'altra con uno passa alto, offrono due diverse interpretazioni a seconda della distanza e della durata dell'osservazione. Se le immagini sono perfettamente allineate e se i filtri sono applicati correttamente seguendo una precisa formula matematica, il risultato è assicurato: l'immagine in primo piano sarà visibile da vicino, mentre l'altra apparirà come un alone di rumore e si manifesterà solo a distanza. Per ottenerle con un programma di grafica, dobbiamo praticare una particolare sfocatura (di tipo gaussiano, per gli amanti delle tecniche avanzate) alla prima foto e un filtro di contrasto all'altra; quindi sovrapporle con un metodo di fusione che, in Photoshop, prende il nome di Overlay.

 
Uno degli esempi classici di illusione ottica è dato dalle Afterimages. In pratica, il nostro occhio percepisce un'immagine in negativo dopo aver fissato a lungo la stessa in positivo. Proviamo a disegnare, con una delle forme già pronte di Photoshop, una lampadina. Usiamo quindi lo strumento Magic Wand per selezionarla e il riempimento Fill per ottenere una lampadina nera con il filamento bianco. Proviamo ora ad osservarla per una trentina di secondi e poi fissiamo un foglio bianco. Quello che apparirà sarà una lampadina illuminata. L’immagine fantasma che si forma è il risultato dell'affaticamento da sovraesposizione di alcuni fotorecettori della retina del nostro occhio. Avendo fissato a lungo il nero, quello che apparirà sarà perciò un bulbo bianco e "luminoso".

 
Il movimento degli occhi e la fissazione lunga sono anche la causa di un altro fenomeno. Proviamo a disegnare un alone grigio usando un pennello sfumato ampio e al centro tracciamo un piccolo punto nero. Fissando il punto per oltre trenta secondi l'alone scomparirà!

 
Un sapiente uso della prospettiva, poi, permette nel disegno tradizionale e anche nella grafica digitale di ottenere l'effetto della profondità. Con dei semplici trucchi possiamo ottenere un effetto tridimensionale senza effettuare tanto lavoro. Prendiamo una qualsiasi forma già pronta, un quadrato, un cuore o un cerchio. Creiamo quindi almeno altre tre copie di differente misura che possiamo eventualmente riempire di diverso colore con lo strumento Fill di Photoshop per potenziare l'effetto. Spostiamo poi le diverse copie con lo strumento Move in modo che non siano perfettamente sovrapposte. L’aggiunta di un'ombra rafforzerà ulteriormente il risultato. Per ottenere un effetto di tridimensionalità fotografica, invece, il lavoro è un po' più complesso e si basa sugli esperimenti di stereoscopia. La fotografia stereoscopica sfrutta la diversa visione da parte dei due occhi. Scattando due foto che simulino la visione con l'occhio destro e sinistro e ricomponendole, otteniamo l'effetto tridimensionale. Questo è anche il metodo su cui si basano gli anaglifi, ovvero quelle immagini venate di rosso e blu che danno la tridimensionalità quando osservate con appositi occhiali dotati di lente bicolore. Dobbiamo perciò realizzare due foto dello stesso soggetto viste da due posizioni di poco distanti tra loro, ma comunque sullo stesso asse e quindi sovrapporle usando Photoshop e avendo l'accortezza di incollarle su due diversi livelli per salvarle infine come GIF animata. Se le foto sono state effettuate con l'angolazione corretta, l'animazione, seppur semplice, darà un effetto di tridimensionalità sorprendente.

 
Per ottenere non solo la tridimensionalità ma anche l'effetto del movimento su un'immagine statica, dobbiamo creare dei pattern adatti, cioè delle particolari immagini composte. Possiamo provare, ad esempio, con dei piccoli quadrati di colori diversi con i quali riempiamo il foglio di lavoro di Photoshop. Selezioniamone quindi la parte centrale e ruotiamola di 90° con Edit/Transform/Rotate. Spostando ora leggermente l'immagine vedremo il centro che si muove autonomamente ottenendo così un effetto simile al movimento realizzato da Ouchi, l'artista giapponese che aveva raffigurato due dischi sovrapposti con motivi ruotati di 90°. Usando pattern variopinti e filtri come Filter/Distort/Polar Coordinates o Spherize di Photoshop possiamo invece creare l'effetto tunnel simile al celebre manifesto del film "Vertigo" di Hitchcock. Poiché i nostri occhi sono in continuo e rapidissimo movimento, alcuni colori e alcune forme li ingannano, dandoci l'illusione del movimento.
 

 
In campo artistico, le opere più celebri dalle geometrie impossibili sono quelle di Escher: scale, palazzi, animali: tutto viene dipinto per sembrare e rimandare a qualcos'altro. Per ottenere immagini ambigue o introvabili nella realtà, dobbiamo solo avere un po' di occhio e di pazienza. Volendo simulare l'effetto delle litografie, possiamo partire da una clipart in bianco e nero e quindi modificarla con un programma di fotoritocco usando gomma, pennello e lasso: così possiamo creare scale senza inizio né fine. Se questo non ci soddisfa, possiamo cimentarci con gli anamorfismi, ovvero disegni visibili solo se distorti attraverso trasformazioni in scala o riflessioni su un cilindro. Ad esempio, creiamo una scritta rossa su uno sfondo blu con lo strumento Type di Photoshop e poi distorciamola con Edit/Transform/Scale allungandola e stringendola. Infine ruotiamola di 90° con Edit/Transform/Rotate. Solo ruotandola nuovamente ed eseguendo la trasformazione inversa, si riuscirà a leggere il testo che altrimenti apparirà come una semplice decorazione.


Anche se non rientrano propriamente nel campo delle illusioni ottiche, ma più in quello dei fotomontaggi, aggiungiamo al nostro elenco di trucchi anche quello delle finte trasparenze. La tecnica ricorda quello che in pittura sono i trompe l'oeil, finestre dipinte o quadri attraverso i quali s'intravedevano paesaggi anch'essi dipinti. Nel nostro caso si tratta d'immagini che "magicamente" rivelano quello che c'è dietro. Ottenerle non è difficile, basta partire da due foto: una con il soggetto ben visibile, l'altra in cui è ripreso lo sfondo. Dopo un paziente lavoro con gli strumenti Lasso e Sfuma di Photoshop, si seleziona il soggetto dalla foto dove è visibile e si copia con Edit/Copy. Si seleziona poi l'area adeguata dello sfondo e si esegue un Edit/Past Info.
Qualche filtro come Blur applicato per smussare le sbavature e il lavoro è finito.

Tipologia di immagini	Ambito applicativo	Realizzazione pratica con il Pc
Immagini ibride (Hybrid images)	Gli studi si sviluppano nel settore delle neuroscienze ad opera di Aude Oliva nella metà degli Anni 90	Sovrapposizione di due immagini: quella in primo piano contrastata con un filtro passa alto e quella in secondo piano con uno passa basso che la sfoca.
Disegni impossibili	Le opere più famose si sviluppano in ambito artistico ad opera di Mauritius Escher nella metà del XX secolo	Uso di scontorno, copia, incolla, timbro e gomma per creare raccordi impossibili partendo da un'immagine.
Anamorfismi	Tra i primi esempi celebri in campo artistico vi sono quelli di Leonardo da Vinci nel XV secolo	Distorsione tramite ridimensionamento, rotazione e distorsione di un'immagine.
Immagini che svaniscono e immagini dietro l’immagine (Afterimages)	Gli esempi nascono da studi di ottica sul campo visivo e la persistenza retinica nell'800.	Uso di pennelli e semplici forme in bianco e nero.
Trasparenze	Illusioni di questo tipo si sviluppano nel settore della Computer Art negli Anni 90.	Uso di strumenti di scontorno e timbro.
Immagini stereo 3D	Le illusioni stereo nascono in ambito fotografico con gli esperimenti di stereoscopia di fine'800.	Creazione di GIF animate.
Dal 2D al 3D	La Computer Art degli Anni 90 sfrutta vecchi metodi con nuovi strumenti per dare profondità ad oggetti 2D. Si richiama ai trompe l’oeil già usati nell’antica Grecia.	Uso di forme semplici e operazioni di copia/incolla.
Effetto movimento	L’artista giapponese Hajime Ouchi negli Anni 70 realizza immagini che sfruttano effetti ottici.	Uso di semplici pattern quadrati e riempimenti.