우리는 종종 생활 속에서 어떤 사물이나 현상을 올바로 보지 못하고 착각하는 경우가 있다. 분명히 두 눈으로 보고 확인했는데도 불구하고 실제로는 본 것과 다른 경우가 있는 것이다.
바로 착시 현상이다. 착시 원인과 종류는 여러 가지가 있는데 주로 심의적이거나 대에서 시각 정보를 잘못 해석했기 때문이라고 한다. 착시의 세계로 들어가 보자.
착시란 무엇인가?
착시(optical illusion)란 시각적으로 인식하는 것이 현실과 다르게 왜곡되는 현상을 말한다. 이것은 종종 놀랍거나 혼란스러울 수 있으며, 주로 귀신, 괴물 또는 기하학적 모양과 관련이 있다. 착시는 우리가 주변 환경을 인식하는 방식에 큰 영향을 미친다.
착시는 두 가지 주요한 유형으로 나눌 수 있다. 하나는 생리적 착시이고, 다른 하나는 인지적 착시인데 뒤에서 언급하기로 한다.
착시 연구의 역사
착시 연구의 역사는 시각 인지, 뇌 연구, 심리학, 예술 등 다양한 분야에서 진행되었고 현재에도 착시 연구는 계속되고 있다.
19세기 초기: 착시에 대한 과학적 연구가 시작되었고, 이 시기에 다양한 착시 유형과 관찰이 문서화되었으며, 물체의 크기와 거리가 인지적 왜곡을 일으키는 다양한 요인이 탐구되었다.
20세기 초기: 유명한 심리학자인 Max Wertheimer와 Wolfgang Köhler는 독일 심리학 학파인 "접근-제거법"을 개발하면서, 착시 연구에 기여했는데, 이 방법은 인식적 왜곡과 패턴을 이해하는 데 중요한 역할을 했다.
20세기 중반: 착시 연구는 뇌 연구와 시각 인지 연구와 결합되었고, 뇌의 시각 처리 과정과 신경세포 활동에 대한 연구가 진행되었으며, 이것은 착시의 생리학적 기반을 이해하는 데 도움이 되었다.
20세기 후반: 착시는 예술과 엔터테인먼트 분야에서도 큰 역할을 하였다. 특히 에셰르와 같은 아티스트들은 착시의 개념을 예술 작품에 활용하여 더 많은 관심을 끌었다.
현재: 현대의 착시 연구는 컴퓨터 기반 시각 효과와 가상현실과 같은 새로운 기술을 활용하여 더 복잡하고 흥미로운 착시 현상을 연구하고 있으며 심리학, 뇌과학 및 인지과학 분야에서도 계속 연구가 이루어지고 있다.
착시의 다양한 원인
시각 신경의 이상
시각 신경에 이상이 생기면 뇌로 전달되는 시각 정보가 왜곡되어 착시가 발생할 수 있는데 예를 들어, 뇌졸중으로 시각 신경이 손상되면 사물이 두 개로 보이는 착시가 발생할 수 있다.
뇌의 해석 오류
뇌는 시각 정보를 받아들여 사물의 형태와 크기를 인식하지만 뇌가 시각 정보를 잘못 해석하면 착시가 발생할 수 있다. 예를 들어, 3D 그림을 보면 평면 그림이지만 뇌는 입체적으로 인식하여 착시가 발생한다.
환경적 요인
물체 주변의 다른 패턴이나 요소도 착시를 유발할 수 있다. 예를 들어, 좁은 공간에서 멀리 있는 사물을 보면 실제보다 더 가까이 있는 것처럼 보이는 착시가 발생할 수 있다.
정신적 상태
피로, 스트레스 또는 정신적인 상태 변화가 착시를 유발할 수 있다.
기대와 현실 간의 불일치
우리는 일상에서 특정 모양, 패턴 또는 크기를 예상하기 때문에, 그 예상과 현실이 일치하지 않을 때 착시가 발생할 수 있다.
무서운 이미지
사람은 처음 보는 낯선 것으로부터 무의식적으로 어떤 형상을 감지하려는 경향이 있어, 무의식적으로 그 형상을 강조하여 착시를 유발할 수 있다.
착시 현상이 일어나는 과정
착시는 우리의 뇌가 시각 정보를 해석하는 과정에서 발생하는 현상이다. 이는 뇌가 과거의 경험에 기반하여 미래를 예측하게 되는 형태로 나타난다.
빛은 눈에 들어와 각막에서 굴절되고 수정체에서 초점이 맞춰지는데, 착시는 이 굴절 및 초점 맞춤 과정에서 발생할 수 있으며, 실제 물체의 모양, 크기 또는 위치와 관련된 정보를 왜곡시킬 수 있다.
망막에 있는 수많은 신경세포는 시각 정보를 감지하고 뇌의 후두엽 피질로 전송한다. 전송된 시각 정보는 다시 중간 뇌로 이동하고, 시상침을 거쳐 두정엽에 도달한다.
두정엽에 도달한 정보는 좀더 정교하게 정보를 보강하고 재구성되어 방추상회(이미지의 추상화)를 거쳐 편도체, 측두엽(정보가 가지는 의미, 관련된 기억)에 도달하여 정보가 인식된다.
그런데 실제 객관적인 성질과 재해석을 하는 과정에서 눈으로 보이는 성질이 달라지게 되면 그 두 해석에 차이가 생기면서 착시가 일어난다고 볼 수 있다.
착시 현상의 원리에는 두 가지가 나눌 수 있는데, 한 가지는 신경 생리학적 착시로 뇌가 이미지를 받아들일 때, 우선 먼저 받아들인 대략적인 시각 정보 자료를 바탕으로 자신의 경험과 이미지의 실마리를 통해 해석하게 되고, 이후 자세한 정보를 받아들이면서 재해석을 하게 된다.
다른 하나는 물리적 착시로, 명암, 기울기, 색상, 움직임 등 눈에 주어지는 특정한 시각 자극이 과도하게 수용되어 일어나는 착시를 말한다.
착시는 시각 정보 처리의 복잡한 특성으로 인해 다양한 유형의 착시가 발생할 수 있습니다. 또한, 착시의 과학적 이해는 뇌의 시각 처리 및 인지 프로세스를 연구하는 뇌과학과 심리학 분야에서 중요한 주제 중 하나입니다.
착시 현상은 인간의 시각적 인식 체계의 오차 때문에 발생한다. 눈은 단지 보는 것이고 시각 정보를 해석하고 판단하는 것은 뇌이다.
망막에 전달된 물질의 상이 시신경을 거쳐 뇌의 감각피질에 전달돼 판명하기까지 0.1초가 걸린다고 한다. 따라서 인간이 보고 있는 현재는 항상 0.1초 전의 과거가 되는 것이다.
착시의 여러 가지 종류
일치 착시 (Simultaneous Contrast): 주변 환경에 따라 물체의 색상이 인식상 다르게 보이는 현상. 물체는 주변 환경에 대한 대비에 영향을 받아 색깔이 다르게 보일 수 있다. 체커보드(아델슨) 착시가 대표적이다.
기하학적 착시 (Geometric Illusion): 도형, 패턴 또는 기하학적 구조가 실제보다 왜곡되어 보이는 착시다. 대표적으로 뮐러-리어 착시나 파슈롯리 착시가 있다.
크기 및 거리 착시(Size , Distance illusion): 물체의 크기와 거리를 왜곡하거나 잘못 인식하도록 만드는 착시다. 예를 들어, 물체가 실제보다 크거나 작게 보이는 착시가 여기에 속한다.
움직이는 착시 (Motion Illusion): 물체나 패턴이 움직이는 것처럼 인식되는 착시다. 스트로보스코피 착시나 자동차 바퀴가 역방향으로 도는 것처럼 보이는 착시가 여기에 해당한다.
그림자 착시 (Shadow Illusion): 그림자가 물체의 모양과 다른 모양으로 보이는 현상을 나타내는 착시다.
컬러 착시 (Color Illusion): 색상에 관련된 착시로, 색깔이 다르게 보이거나 환경에 따라 색의 인식이 변할 수 있다. 아래의 왼쪽 사진에서 가운데를 손가락으로가리면 A, B 가 같은 색이다.
퍼스펙티브 착시 (Perspective Illusion): 거리와 원근에 관련된 착시로, 물체가 더 가까이 있거나 멀리 있는 것처럼 보이는 착시가 포함된다. 위 가운데 사진에서 먼쪽 문이 더 크게 보인다.
커뮤티브 착시 (Cognitive Illusion): 인지적 과정에 의한 착시로, 물체를 인식할 때 우리의 경험, 예상 또는 지식에 영향을 받는 착시다. 위 오른쪽 사진에서 실제로는 가로 줄이 모두 평행하다.
착시는 본질적으로 시각적으로 미묘한 현상을 생성하며, 이러한 다양한 유형의 착시는 예술, 과학 연구, 뇌 연구, 교육 및 엔터테인먼트 분야에서 활용된다.
착시는 단순히 시각적 현상일 뿐이지만, 때로는 위험한 상황을 초래할 수도 있다. 예를 들어, 운전 중 도로의 선이 일그러져 보이는 착시를 경험하면 사고로 이어질 수 있다. 따라서 착시의 원인과 종류를 이해하고 주의하는 것이 중요하다.
옷 색깔 착시 이야기
과거에 미국 매체 버즈피드가 아래 사진에서 " 이 옷 색깔은 뭘까요? "라는 물음과 함께 게시한 사진(가운데)을 두고서 흰색 바탕에 금색 줄무늬(흰금, 왼쪽)와 파란색 바탕에 검은색 줄무늬(파검, 오른쪽)라는 서로 다른 답들이 쏟아지면서 색채인지에 대한 관심이 높아졌다. 가운데가 원래 사진이며 왼쪽과 오른쪽은 많은 사람들이 보는 사진을 시각화한 것이다.
뉴욕타임즈(New York Times) 기사에서는 드레스 사진의 흰색(파랑)과 금색(검정) 부분을 각기 떼어내어 확대한 뒤 보여주었다. 따로 떨어지자, 흰색(파랑) 부분은 어두운 푸른색(steel blue, #4682b4)이고 금색(검정) 부분은 탁한 겨자색(goldenrod, #DAA520)에 가까운 색이라는 게 드러났다.
인간의 시각 시스템은 햇빛 속에서 사물을 보도록 진화했기 때문에 하루종일 변화하는 가시광선 파장의 세기에 따라 색상을 달리 느끼기 쉽다고 한다. 어떤 사물을 볼 때, 시각 시스템은 익숙한 햇빛의 변화에 근거해 눈에 보이는 색을 보정하게 된다. 뇌의 시스템에서 푸른색 파장을 보정하게 되면 흰금을, 노란색 파장을 보정하게 되면 파검을 보게 되는 것이다. 이처럼 우리 뇌에서 일어나는 자연 보정 현상을 일컬어 색채항등성(color constancy)이라 한다.
아래에서는 그림에 등장하는 A와 B를 따로 떼어내어 비교하면 실제로는 같은 색이지만, 원통 아래 회색빛 속의 B는 우리 눈에 ‘흰색’으로 보인다. 이 그림은 주어진 주변 환경의 맥락에 따라 색채항등성이 어떤 방식으로 작용하는지를 잘 보여주고 있다.
첫째, 어두운 네모꼴 사면에 밝은 네모꼴이 붙어 있기 때문에 대비가 강조될 뿐더러 둘째, 회색빛이 흐릿한 가장자리를 갖기 때문에 실제 세상의 그림자처럼 보인다는 것이다.
착시의 활용
착시는 예술, 디자인, 교육, 연구 및 엔터테인먼트 분야에서 다양한 방식으로 활용될 수 있다.
디자인: 착시는 예술 작품, 그림, 조각, 그래픽 디자인, 아키텍처 등 다양한 창작 분야에서 사용된다. 예커 에셔와 M.C. 에셔와 같은 아티스트들은 착시를 활용하여 작품을 만들었다.
심리학 연구: 착시는 시각 인지 및 심리학 연구에 사용되는데 이를 통해 인간의 시각적 인식 및 인지 과정에 대한 이해를 향상시킬 수 있다.
교육: 착시는 교육 환경에서 학생들에게 시각적 미적감각을 개발하고 예술적 창의력을 촉진하는 데 활용된다. 또한, 착시는 수학 또는 기하학 개념을 시각화하는 데 도움을 줄 수 있다.
엔터테인먼트: 착시는 마술, 일루전, 영화 특수 효과 등 엔터테인먼트에서 사용된다. 사람들을 놀라게 하거나 궁금하게 만들기 위한 시각적 효과로 활용된다.
과학 연구: 착시는 뇌 연구와 신경과학 분야에서 뇌의 시각 처리 과정 및 활동을 연구하는 데 사용된다. 이를 통해 뇌와 시각 인지에 대한 깊은 이해를 얻을 수 있다.
시각적 효과 및 광고: 착시는 광고 및 마케팅 분야에서 제품 또는 브랜드를 시각적으로 강조하고 기억시키는 데 활용된다.
가상 현실 (VR) 및 증강 현실 (AR): 착시 효과는 가상현실과 증강 현실 애플리케이션에서 사용하여 사용자의 경험을 향상시키는 데 활용된다.
착시는 시각적 흥미와 호기심을 유발하는 데 매우 유용하며, 창의성과 시각적 효과를 활용하여 다양한 분야에서 혁신적인 방식으로 활용될 수 있다.
결론
우리는 일상 속에서 착시현상을 알게 모르게 많이 경험한다. 착시가 심하면 건강에 이상이 있을 가능성이 있으므로 의사의 진단이 필요하다.
그러나 건강한 사람이 착시현상을 경험하는 것은 극히 정상적이며 자연스러운 일이다. 착시현상을 이용한 예술작품이나 그림을 접해본다면 매우 신기하고 놀랍게 느껴져서, 일상에서 쌓였던 스트레스 마저 사라지는 기분이 들 수 있다.
착시 현상은 위에서 언급한 것처럼 여러 분야에서 활용되고 있고 우리의 삶에 즐거움을 줄 수 있는 현상이므로, 그것을 즐기는 마음으로 접하면 좋다고 생각한다.
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