Perché Bambi ha la pancia bianca

Non serve essere un pittore per sapere che la luce che colpisce un oggetto solido ne illumina alcune parti più di altre, e che luci ed ombre sono in grado di produrre un’impressione di tridimensionalità spettacolare. Per alcuni di noi, però, apparire spettacolarmente tridimensionali è una gran bella seccatura, altro che arte: i predatori hanno occhi di lince (o di lupo, o di pesce spada). I più debolucci fra noi si sforzano di nascondersi, abbigliandosi con colori e disegni simili a quelli dello sfondo e mantenendosi immobili quando butta male – ma le differenze di chiarezza create dalla luce che ci illumina tendono a svelare che non facciamo parte della tappezzeria. La vita non è facile se si è un cerbiatto o un’acciuga.
Una soluzione niente male è quella di diventare il più piatti possibile: o temporaneamente, rannicchiandosi nel momento del pericolo, o morfologicamente e una volta per tutte, come hanno fatto le falene e le sogliole. Una soluzione di compromesso, adottata indipendentemente (a riprova della sua genialità) da specie diverse, è quella di rimanere panciuti ma cancellare il gradiente di chiarezza generato dalla luce. Come, dite? Ma certo, pitturandoci su un contro-gradiente.
Avrete notato senz’altro che tantissimi animali hanno un colore più scuro nelle zone superiori del corpo (la testa e il dorso, ad esempio) e più chiaro nelle zone inferiori (come la gola e la pancia). Le creature che sfoggiano questa mise, dunque, sono più scure nelle parti che il sole schiarisce, e più chiare nelle parti che l’ombra scurisce. Un’uniforme intelligente che, annullando le differenze di chiarezza provocate dalla luce, tende a far apparire l’animale piatto e privo di corporeità. Non proprio il mantello che rende invisibili, ma un prototipo più che decoroso. In alcuni pesci semitrasparenti la contro-ombreggiatura può estendersi perfino agli organi interni. E sì, chiudiamo in bellezza: i bruchi che vivono a pancia in su (sulla pagina inferiore delle foglie, pancia alla luce, dorso in ombra) hanno scelto il modello per mancini, per minoranze insomma – con la pancia più scura della schiena.

DOVE NEL LIBRO: Capitolo 6, Come vediamo la profondità. Scoprirete anche se i polli ci cascano o no quando, allevandoli fin dalla nascita in gabbie truccate, si cerca di far loro credere che in natura la luce del sole proviene dal basso.

ILLUSTRAZIONE: Riuscite a individuare il padre di Bambi nell’immagine a sinistra? Qualcosa mi dice di no, per cui a destra vi mostro la stessa immagine capovolta. L’assunzione che la luce provenga dall’alto è così tenace che, non appena l’immagine in cui il cervo è visibile viene capovolta, i rilievi diventano incavature, la figura si trasforma in sfondo e il cervo scompare nel nulla. Illustrazione: © Walter Wick.

RIFERIMENTO: Il primo a ipotizzare che le pance bianche degli animali abbiano la funzione di renderli meno visibili fu Abbott Thayer, un eccentrico pittore americano che si diede poi da fare, con alterni successi, per dimostrare le applicazioni pratiche delle sue intuizioni. Fra le altre cose, Thayer brevettò un metodo per mimetizzare le navi da guerra tramite lo stesso tipo di colorazione – bianco per le aree in ombra, grigio-azzurro per quelle esposte al sole.

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The color purple

MacLeodRingsNon ci credete neanche questa volta? Ma sì, appunto: i due anelli, il piccolino rossiccio e il grande bluastro, hanno lo stesso colore. Ritagliati e incollati su uno sfondo bianco, sarebbero entrambi viola. Figure così dovrebbero metterle su Casa & Giardino a mo’ di avvertimento: Non Andate A Cercare Un Cuscino Dello Stesso Viola Del Vostro Divano Senza Portarvi Dietro Un Campione Di Tessuto! Il colore viola del divano dipende da tutti gli altri colori presenti nel soggiorno, e varia inoltre al variare dell’illuminazione. Col cavolo che è possibile ricordare il “vero” viola del divano: di quel “vero” viola non abbiamo alcuna esperienza.
In questa figura (e nel resto nel mondo, incluso il nostro soggiorno) ogni colore acquista percettivamente una componente complementare al colore adiacente. Il viola dell’anello piccolo vira verso il rosso perché sta su sfondo blu (questo blu ha come complementare il rosso); il viola dell’anello grande vira verso il blu perché sta su sfondo rosso (questo rosso ha come complementare il blu).
Qui l’effetto è rafforzato dalla presenza di un gradiente, cioè di una transizione graduale fra il blu e il rosso dello sfondo. Nel paradiso dei gradienti abbiamo già messo piede, ricordate? Come mai i gradienti potenzino gli effetti di contrasto ufficialmente non è noto, ma ufficiosamente possiamo presumere che sia perché, in natura, un gradiente segnala una differenza nell’illuminazione (le ombre hanno normalmente margini di questo tipo). Questi due anelli hanno fisicamente lo stesso colore. Beh, se fossero veramente illuminati da luci di tinta diversa (l’anello piccolo da un faretto blu e l’anello grande da una ciambella di luce rossa), l’anello piccolo rifletterebbe soprattutto luce blu, il grande soprattutto luce rossa. Al contrario, i due riflettono luce identicamente viola: il che induce il sistema visivo a ‘concludere’ che il cerchio piccolo sotto illuminazione blu è in realtà rosso, e il cerchio grande sotto illuminazione rossa è in realtà blu.
Capito? Rovinati da troppa intelligenza (visiva).

DOVE NEL LIBRO: capitolo 3, Come vediamo i colori. Questa è una dimostrazione del fenomeno del contrasto di colore.

ILLUSTRAZIONE: Don MacLeod, University of California, San Diego. Potete trovare l’originale, assieme a tante altre illusioni, in questo bel database di figure utili a chi si interessa di visione.

Farfalle, antilopi e compressione JPEG

purvesshimpilotto.jpgLe due facce di questo solido hanno lo stesso colore, sono dello stesso identico grigio. Lo so che preferite credere ai vostri occhi, e i vostri occhi vi dicono che non è vero. Beh, provate a coprire, con un dito, la zona che separa le due facce.
Questa è una versione tridimensionale e particolarmente efficace della vecchia illusione di Cornsweet. Quando due regioni identiche sono separate da un contorno speciale composto da due gradienti di luminanza adiacenti, la regione che confina con il gradiente scuro (qui, la faccia superiore del solido) appare uniformemente più scura della regione che confina con il gradiente chiaro (qui, la faccia inferiore del solido). L’uso di un doppio margine chiaro/scuro per aumentare il contrasto di regioni adiacenti si è evoluto nel regno animale (falene, serpenti, antilopi) per spezzare, a scopo mimetico, la continuità del corpo. Le antilopi insomma vanno in giro con l’illusione di Cornsweet in bella mostra, ad uso del leone.
L’illusione di Cornsweet svela come l’organizzazione centro/periferia delle cellule del nostro sistema visivo codifichi normalmente le informazioni. Prendiamo un quadrato grigio su sfondo nero. Codificare separatamente la luminanza di ogni singolo punto dell’immagine sarebbe dispendioso. Un metodo enormemente più efficiente è quello di definire le due luminanze, definire la posizione del margine del quadrato, e indicare quale luminanza sta dentro e quale fuori. Gli algoritmi di compressione dell’immagine che consentono di ridurre le dimensioni di documenti ingombranti, ad esempio JPEG, fanno esattamente questo.
La prossima volta che salvate un’immagine in formato JPEG pensate alla strabiliante varietà di sistemi visivi che, in tempo reale, stanno facendo qualcosa di molto simile.

DOVE NEL LIBRO: capitolo 4, Come vediamo i grigi.

Illustrazione: da D. Purves, A. Shimpi & R. Beau Lotto, An empirical explanation of the Cornsweet effect. The Journal of Neuroscience, 19, 1999, 8542-8551.

Le cose non sempre sono quelle che sembrano

cube by R. Beau Lotto

La mattonella arancione al centro della faccia frontale del cubo ha in realtà lo stesso colore della mattonella marrone al centro della faccia superiore. Potete controllarlo importando la figura in Photoshop; oppure sovrapponendoci un pezzo di carta, con due finestrelle ritagliate in corrispondenza delle due mattonelle.

Se siete arrivati a questa pagina web, vuol dire che siete curiosi. Se questa figura vi incuriosisce ulteriormente, forse troverete interessante il libro “Il colore della luna. Come vediamo e perché”. Potete leggerne alcune pagine qui.

A che cosa serve il blog? A chi ha letto il libro: a lasciare commenti, chiedere chiarimenti o approfondimenti, leggere notizie collegate agli argomenti trattati. A chi l’ha letto e a chi non l’ha letto: a guardare delle belle figure e imparare cose nuove su come vediamo (e perché). Anche, e soprattutto, se non vi era mai passato per la testa di farvi una domanda così ridicola.

DOVE NEL LIBRO: Capitolo 3, Come vediamo i colori.

IMMAGINE: copyright R. Beau Lotto.