立体視とクオリア

エッシャーのようにW

 もう何年前になるだろう。点だけで描かれた立体視を見たときの衝撃は今でも思い出す。エッシャーのだまし絵を見ていたら、その違いが気になってきた。今まで実際に見える立体視模型を作ってきた。これらの立体視は、なぜか実物よりも鮮明に見える。それはなぜだろうか。エッシャーのだまし絵とは少し違うようだ。



   立体視とは何か

 これは何に見えるだろうか。左の写真は穴の開いた立方体に見える。でも、実は右のようになっている。(定規が曲がっているわけではない。中央の角が凹になっているのだ。)⇒【組み立て設計図A4大
 なぜ立方体に見えるのかというと、この図に描いてある窓枠にだまされるからである。そしてもう一つ、カメラが一眼だからである。
 カメラと同じように、私たちもこれを片目で見る。立体視とは、実際は違うのに立体に見えることである。実物を片目で見ると鮮明に立方体が浮かび上がる。(この写真とは見え方が全く違う。)
 この立体視はまさにクオリアである。実体が手に取るように見える。この感覚は不思議だ。実物よりも実体感があるからクオリアという。
 ただこれを作るとわかってくるが、辺の角度が少しでも違っていると、浮かび上がって見えくなる。そして、何度も見ているうちに立体視がだんだん上達してくる。


   箱型立体視の原理

 この箱を作るには三面だけで十分。しかも中央はへこんでいる。それなのに立方体に見えるのはなぜだろうか。
 それは、私たちの持っている立体感覚のせいである。たぶん私たちの脳の中に立体視する働きがあるのだろう。



箱型立体視の動画
 ただ、両目でなく片目で見ると立体視ができるのが不思議である。これを考えてみたい。
そもそも立体視は両眼で行っていた。だからまず、両眼で立体視をする方法を調べてみよう。


  立体視の原理

これは、両目の視差の違いを脳が判断して立体的な映像を作り出す。
どうやってこれを作ったのかがわかれば、見える仕組みもわかるはず。
まず見方。交差法がやりやすい。この画像の前を見るように両眼を寄り合わせる。
そうすると、二つの図形が重なる。そうして焦点を図形に合わせる。瞬きすると鮮明に浮かび上がってくる。

 どうですか、立体的に見えましたか。
 作り方は、真ん中の線を合わせて、両眼で見ながら立体視できるように辺を調整していっただけ。
 でも、これは見るのにかなり修練が必要となる。クラスでやると見えない生徒が必ずいる。
 そこで誰でも見えるように、赤と青のめがねを使ってやる方法をしてみた。


  青赤めがねで立体視する方法

 原理は同じ。
 ただカメラで、方眼の立体座標を左右で撮り、それを印刷して、赤と青の座標とする。
(カーソルを動かすとこの座標が拡がるように見えることに気がついた。)


 それをそれぞれの色鉛筆(赤と青のマジック)で座標をとって描けば、出来上がる。
このやり方の良い点は、OHPで写せば、全員が同じ図を見ることができる点にある。
 でも、メガネを作るのが大変。赤と青のセロファン紙を画用紙に張り合わせて作った。




 これは立方体の切断のときに大活躍。実際に赤と青のめがねで見てみよう。
赤のめがねで見た左目は赤の図は見えない。同様に左目は赤の図しか見えない。
そして、一番奥の縦線を基準に、手前の方に浮かび上がらせる。
 さて、これらのことから、私たちは右目と左目で違う図を見ていて、それを脳の中でつじつまが合うように立体を構成していることがわかる。


   衝立の立体視

 さて、次はこの立体を見てみよう。これを見ると向こう側に広がった衝立に見える。
しかし、本当は逆でこちら側に広がっている。この場合、実物を見る位置は斜め上から見る。
だから奥の方(実際は手前の方)は少し狭くしてある。

衝立立体視の動画横】【衝立立体視の動画縦】【A4版の原画(切り取って作れます)



 こちらは細部を加工した。よりリアルになるようにしたが、視覚的にはあまり立体視できない。
でも、それぞれの面にできる影がより自然になっている。



 先の二つは平面を一回折っただけなのに立体に見えてしまう。
とすると、この場合逆に曲がっているから立体的に見えるのだろうか。
最初、衝立みたいに曲げているから立体視ができるのかと考えた。
しかし、平面に近づけても立体視ができることに気がついた。
そうすると、平面に書いた立体の絵も片目で見れば立体視ができることになる。
(もちろん立体的に描いてあれば立体だが、実体として立体に見えるということ。)

本当に紙に描いた図で立体視ができるのか試してみよう。

なんと、ちゃんと見えるではないか。今まで平面に描かれた立体の図は本当に立体視することができるのだ。
(なぜ今まで立体視ができなかったのかというと、その図のまわりに平面があるからだ。それを無いと考えると、今までの模型と同じように立体視ができるのだ。)


   エッシャーの世界

そうすれば、エッシャーのだまし絵の見方が間違っていたことに気がつく。
そうなんだ。エッシャーのだまし絵は両目ではなく片目で見なくてはいけない。
片目で見ると、立体視ができ実体的に見える。
そして、片目で見て立体視をした後に、両目で見たらその臨場感は残っている。
エッシャーのだまし絵は立体視ができるのだ。
両目で見ると平面であることを自覚しているから、つい絵を平面で見てしまう。
ルネッサンスの透視図法絵画の見方は消失点から鏡で反射させて見ることであった。
エッシャーのだまし絵の見方は、片目で見て立体視をするということだったのだ。
もう一度、片目で「滝」や「上昇と下降」「物見の塔」を見てみよう。両目で見る時とクオリアが違うはずだ。


   首降りドラゴン

このドラゴンは紙でできていて、顔だけ箱になっている。
作りと原理は、先ほどの箱と同じである。
だから、立体視しながら回転させると振り向くように見える。

くび振りドラゴンの動画】(メディアプレーヤー)

これを作り出した人はすごい。
こんな簡単な作りなのに動くように見える。

このドラゴンはインターネットでダウンロードして印刷し作ることができる。



   見え方が鮮明なのはなぜ

 ところで、立体視した時に面が頭の中で予想されるような明るさではない時がある。
そういうときに、どうも脳が混乱するらしいのだ。だからより鮮明になるのかもしれない。
脳の中の平行線細胞や立体視細胞が働いて、自動的に構成するのかもしれない。
脳の中で構成しているからこそ鮮明なのかもしれない。


   凹が凸に見える

この獅子のお面は同じものを写真に撮ったものである。
ただし、同じ面を裏から見たのと表から見たものである。



どちらが裏かお判りだろうか。裏の方にはマジックで色をぬってある。
こうやって写真に撮ると浮かび上がって見えるということは、
片目で見れば、浮かび上がるということになる。
実際やってみると、かなり時間はかかるが、浮かび上がって見える。
でも、気を許すとすぐにへこんで見えてしまう。


   錯視図形の発見

 最後に錯視図形を紹介しておこう。「ルビンの顔と花瓶」、「シュレーダーの階段」である。
これらは二通りの解釈ができる。これを見ると、図形はどんなものでも二通り以上解釈があると思われてしまう。
(実は図形だけではないけど)

  

 この二つの平行四辺形は、空間の場合に二通りの解釈ができる。
下から見たものと上から見たものに。私たちはそれを随時、どちらかに判断している。
この平行四辺形が空間にあると見ると、おかしい事に気がつく。奥が広すぎると。
狭くなっていたり、広がっていたりすることで瞬時に上か下かを判断しているのだ。
ここで紹介した立体視もそれを利用していることはお解かりだろう。
全ては平行四辺形だったような気がしないでもない。

参考文献「エッシャーの宇宙」ブルーノ・エルンスト著・坂根巌夫訳・朝日新聞社出版

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