А был ли мальчик? (Влияние дезориентирующего камуфляжа на восприятие)

[ANlME]

Роб Гонсалвес, "Острова под парусом"
Rob Gonsalves, "Sailing Islands"

Все мы, наверно, не раз наблюдали различные виды оптических иллюзий. При всем разнообразии этих иллюзий их назначение для обывателя совершенно непонятно - как применить это в реальности? Для чего? Разве что, удивить кого-то (так же, как в свое время удивились мы сами)... Ну, или чтобы пошутить над приятелем.

Однако у каждого природного явления найдется польза. Вот и оптические иллюзии оказались полезны, например, как боевой, дезориентирующий камуфляж. Считается, что оптические иллюзии, примененные в свое время для маскировки кораблей в Первой и Второй мировых войнах, спасли немало жизней. На форуме уже публиковались статьи (пример) об их использовании. Здесь пойдет речь о другом, а именно - работало ли это на самом деле?

В 2010 году группа британских ученых-психологов решила проверить - насколько критичным является использование такой иллюзии в камуфляже. Другими словами - действительно ли его использование может спасти корабль или другой объект от атаки, тем более в наши дни.

Я перевел и переработал часть их доклада "Dazzle Camouflage Affects Speed Perception", и, мне кажется, это достаточно интересный материал для размышлений.

Если кому-то лень читать весь текст про детали и предысторию - прыгайте к параграфу "Результаты" и "Выводы".

ВВЕДЕНИЕ

Термин "камуфляж" изначально имеет биологические корни. Именно природа (или высшие силы) первой реализовала идею неуязвимости, через попытку воспрепятствовать обнаружению объекта. Причем эволюция выработала сразу два независимых подхода.

Первый подход – это попытка спрятаться, через "слияние с фоном" (background matching): когда цвета палитры маскируемого объекта повторяют цвета окружения. Если объект нельзя увидеть, значит, он автоматически будет в безопасности. (Бейтсовская мимикрия, Генри Бейтс, Henry Bates, английский биолог.)


Хамелеон.


Бабочка.


Кот.

Однако у данного подхода всегда было две больших проблемы. Во-первых, камуфляж, который работает хорошо в одной обстановке, не эффективен в другой. Другими словами, такая маскировка заставляет вас находиться в одном и том же окружении (и иногда требует сохранять одинаковую точку обзора относительно глаз хищника). Во-вторых, что более важно, любое движение ломает этот вид камуфляжа.

Второй подход более интересен. В этом подходе основным приемом является не затруднение обнаружения, а обман, превращение объекта во что-то иное (мимикрия, притворство) или дезориентация. В природе такой подход направлен не только на то, чтобы запутать хищника, но и напугать.


Мотылек притворяется глазами совы.

Идея, впервые сформулирована в "Законе Тейера" (Thayer Law, Эбботт Х. Тейер) о камуфляже в природе. Она же совершенно независимо возникла как прием военной маскировки в начале 20-го века, благодаря английскому художнику и морскому офицеру Норману Вилкинсону (Norman Wilkinson).

Типы окраски, разработанные для этого, применялись в Первую и Вторую мировых войнах в качестве камуфляжей для военных и гражданских судов и стали известны как "dazzle" (ослепляющий, путающий) камуфляж. Целью такого камуфляжа было затруднить получение следующих точных сведений:

1) размер и форма объекта
2) скорость объекта
3) курс объекта
4) количество объектов (если речь шла о группе кораблей)

А основной жертвой обмана первоначально должны были стать капитаны подводных лодок.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОДРОБНОСТИ

В начале Первой мировой войны, до изобретения сонаров и радаров, дальность до цели определялось при визуальном контакте через расчет данных из двух точек наблюдения в плоскости относительно объекта (принцип работы стереоскопического дальномера, если кто-то не знает). При таком расчете очень важно правильно (одинаково для двух точек) увидеть цель, что теоретически может быть затруднено при использовании дезориентирующей схемы маскировки.

Spoiler

Различные виды применяемого в те годы дезориентирующего камуфляжа.

Даже когда такой метод определения дальности устарел, считалось, что восприятие цели с дезориентирующим камуфляжем может обмануть наблюдателя, заставляя его полагаться только на точные приборы, но не на свое зрение. Учитывая, что точность приборов во Вторую мировую, так или иначе, справедливо ставилась под сомнение, попытка как будто стоила свеч.

[ANlME]

Продолжение...

 

ВИДЫ ИЛЛЮЗИЙ

Итак, давайте разберемся, за что отвечают конкретные иллюзии.

 

Параллельные линии могут запутать наше восприятие формы. Одинаковые по размерам квадраты, составленные из полосок, выглядят неодинаковыми. Кажется, что один чуть выше, другой – чуть шире.

Квадраты Гельмгольца (Герман фон Гельмгольц, Hermann von Helmholtz, немецкий врач и ученый.)

 

Дезориентирующая окраска американского торпедного катера из этой статьи.

 

Белый квадрат на черном фоне воспринимается большим по величине, чем черный на белом фоне (оптическая иррадиация). Это также объясняет, почему черная и просто темная одежда делает нас стройнее, а белая – полнит.

 

 

Эти иллюзии затрагивают восприятие 99% людей. А там, где сложно определить форму и расстояние – сложно определить и скорость.

 

Кроме того, восприятие скорости может быть обмануто неподвижными объектами, которые кажутся нам движущимися:

 

 

 

Прямые линии перестают казаться прямыми при множественном пересечении под разными углами:

 

 

Ну, а стоит добавить цвет и мы получаем нечто невероятное:

 

 

Использование нескольких иллюзий в разумном сочетании и на больших объектах может создавать комбинированные эффекты, и это, опять же, очень важно.

ПРЕДЫСТОРИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Собственно, никакой предыстории нет. К сожалению, при наглядном воздействии иллюзий на наше зрение, настоящих исследований по эффективности этого воздействия в боевой обстановке никогда не проводилось.

 

И даже наоборот, большая часть комментариев и описаний воздействия носит скорее комичный, анекдотический характер, даже в официальных бумагах. Комментариев о том, что конкретный камуфляж помешал кому-либо правильно атаковать цель, вообще не существовало. Либо серьезных случаев не было, либо их замалчивали – учитывая деликатность вопроса, оно и понятно.

ЭКСПЕРИМЕНТ

Итак, была проведена первая научная попытка исследования данного эффекта. Эксперимент проводился учеными Департамента экспериментальной психологии Бристольского университета (Department of Experimental Psychology, University of Bristol).

 

Основным объектом исследования стало восприятие скорости как наиболее критичного параметра при визуальном прицеливании. (Воздействие иллюзий на восприятие формы изначально считается доказанным множеством научных работ начиная с Гельмгольца.)

 

Добровольцам предлагалось через равные промежутки времени наблюдать визуальное движения одинаковых прямоугольных объектов, окрашенных в различные формы с использованием примитивных черно-белых иллюзий, и комментировать свое восприятие их скорости относительно двигающегося с той же скоростью неокрашенного прямоугольника.

 

Использовалось пять видов окраски объекта. Также для некоторых опытов использовался объект нарисованный с эффектом размытия Гаусса (возникающий при наблюдении за быстро движущимися объектами).

 

 

Опыт проводился на обычных компьютерах с обычными мониторами, но разной контрастностью изображения.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

После обработки данных ученые получили следующую картину.

 

Наблюдение за объектами при низкой (нормальной) контрастности показало, что восприятие скорости не менялось вне зависимости от окраски объекта или изменений скорости.

 

Картина изменилась только с повышением контрастности отображения объектов. При высоком контрасте и высокой скорости два вида окраски объекта воспринимались как движущиеся медленее (!), чем объект без окраски: это окраска зигзагом и шахматная окраска. Падение скорости в восприятии в среднем составила 7%.

 

Прошу прощения за английский - обязательно переведу табличку позднее.

 

Особенностью этого эксперимента стало также и то, что контрастность повышала восприятие объемности - двумерный объект становился трехмерным (оптическая иррадиация). Что же это все означает?

ВЫВОДЫ

Безусловно, тесты проводились без применения тех реальных расстояний, которые использовались в морских конфликтах обеих мировых войн. По этому поводу можно сказать только то, что визуальные эффекты от правильно нарисованных иллюзий действительно могли обмануть наблюдателя относительно представлений о размере и форме объекта (как это происходит с любыми другими объектами, окрашенными с использованием оптических иллюзий).

 

Однако для достижения эффекта дезориентации восприятия скорости, скорее всего, требуется не только определенный тип камуфляжа, но и повешенный контраст картинки. Как достигается повышенный контраст? Только при очень ярком освещении. Означает ли это, что маскировка работала только в солнечную погоду? По всей видимости – да.

 

Ученые сначала экстраполировали свои данные не на корабли, а на более привычные объекты, например – автомобиль, двигающийся со скоростью 90 км/ч на расстоянии 70 м от наблюдателя. (С учетом, что именно такая дистанция сегодня является средней рекомендованной дистанцией для стрельбы неуправляемыми ракетами из ручного гранатомета.)

 

Результаты о 7% изменении скорости позволяют допустить, что наведение на цель может быть менее точным. Но сработает ли это на самом деле? Давайте посчитаем. Расстояние 70 м ракета проходит за полсекунды, в то время как автомобиль за это время проезжает 12,5 метров. Значит, 7% от этого расстояния будет равно 90 см. Для автомобиля длиной 4 метра - это серьезное преимущество.

 

А что же с кораблями? В морском сражении 7% от предполагаемой скорости с одной стороны - очень серьезная погрешность. Однако не нужно забывать о том, что с расстоянием восприятие скорости уменьшается, а значит и снижается действие эффекта (требующего высокую скорость и большой контраст). Корабль, находящийся от нас всего за несколько километров, кажется неподвижным, а артиллерийский бой мог происходить на гораздо больших дистанциях. Получается, что с морскими дистанциями боя времен Первой-Второй мировых войн данный эффект вообще не мог работать. Вот и ответ.

 

Печально. Но все-таки хочется узнать, что было бы, если бы эффект работал на любой скорости?

Давайте возьмем классический пример: дуэль "Худа" и "Бисмарка".

 

"Бисмарк" атакует "Худ" на расстоянии 16-17 км. Чтобы пройти это расстояние, снаряду ГК "Бисмарка" требуется полминуты (25-30 секунд). Пускай "Худ" при этом движется не на крейсерской, а на максимальной скорости, то есть примерно 55 км/ч. За полминуты "Худ" пройдет 458 метров (хотя, долго он так не выдержит, да и зависит от погоды, но это идеальная ситуация). Итак, что такое 7% от 458 метров - это 32 метра. Учитывая длину Худа в 260 метров, как вы полагаете, поможет ли ему такая маскировка?

[ANlME]

Продолжение...

 

И все-таки в морском сражении, на мой взгляд, дезориентирующая маскировка частично работала. Иллюзия, так или иначе, могла стать причиной обмана восприятия расстояния. И на средних дистанциях, с применением маневра уклонения, (опять же, ИМХО) скорее всего, это должно было дать цели определенные преимущества. Однако, работало ли это на самом деле, мы, наверное, уже никогда не узнаем.

 

Тем не менее, тот же "Бисмарк" был окрашен с применением геометрически правильных линий, официально – "для затруднения визуального наблюдения". Правда, это было еще до изобретения радара несколькими годами позже.

 

 

С изобретением радаров, позволяющих точно понять нахождение цели в пределах 30-40 км (45000 ярдов у американского радара Mk8 времен Второй мировой войны) эффективность любых камуфляжей сошла на нет. Более того – яркий камуфляж позволяет легче увидеть цель с воздуха, поэтому большинство стран стало маскировать свои корабли по самой элементарной схеме маскировки - методу "слияния с фоном".

[ANlME]

(резерв)

[RenamedUser_8212987]

Маскировку использовали не только в первой мировой войне, но и ВМВ. Автор выложи информацию которые связано с ВМВ. :happy:

[BlaueNebel]

Использую этот приём в танках, на гусе. У него, после окрашивания определённым видом камуфляжа, слабые точки становятся трудновыцеливаемыми. Не видно где заканчиваются слабые зоны. Количество пробитий уменьшилось, так что я остался доволен. Подсмотрел про этот приём какраз в литературе про камуфлирование US кораблей во время второй мировой.

[anonym_FXokrd8kwbOu]

Я не буду критиковать британских ученых только на основании того. что это британские ученые, но скажу, что кроме затруднений в определении скорости камуфляжи как минимум позволяли

а) затруднить определение курсовых углов (наглядный пример - на фотографии торпедного катера, где граница между цветами проходит совсем не по форштевню)

б) затруднить опознавание цели. Скажем, можно спутать легкий крейсер с тяжелым. Как следствие неправильно определенного типа - неправильное определение дистанции, и если для надводных кораблей со стереодальномерами это не так принципиально, то для подлодок, определяющих дистанцию по угловым размерам - принципиально.

Ну и не следует сбрасывать со счетов вероятность того, что противник вообще не опознает вот в этом странном пятне на горизонте корабль.

[ANlME]

Silverado (22 Авг 2012 - 00:43) писал:

Я не буду критиковать британских ученых только на основании того. что это британские ученые, но скажу, что кроме затруднений в определении скорости камуфляжи как минимум позволяли
а) затруднить определение курсовых углов (наглядный пример - на фотографии торпедного катера, где граница между цветами проходит совсем не по форштевню)
б) затруднить опознавание цели. Скажем, можно спутать легкий крейсер с тяжелым. Как следствие неправильно определенного типа - неправильное определение дистанции, и если для надводных кораблей со стереодальномерами это не так принципиально, то для подлодок, определяющих дистанцию по угловым размерам - принципиально.
Ну и не следует сбрасывать со счетов вероятность того, что противник вообще не опознает вот в этом странном пятне на горизонте корабль.

Справедливо, именно это думается и мне. Скорость - не главный параметр и почему они взяли его за критический мне тоже не совсем понятно. Однако, других попыток анализа я не встречал, и чтобы немного посплетничать, согласитесь, сойдет )

[Vinris]

Хорошая тема. Интересно почитать.

[anonym_GmAPg6JacmfZ]

ух, надо на машину что нибудь такое нанести)))

[anonym_3bzHGTbxyXD0]

познавательно

[anonym_fhHO3jsvUomf]

интересно, но + кончились

[Cherep]

Есть у меня книжка в пдф:

[ANlME]

Спасибо за желание помочь, но спрячьте скорее ссылку - книга-то на копирайте!

 

А книга интересная, согласен. (Не знать о ней сложно - пару лет назад ее копия обошла весь интеренет.) Проблема в том, что там описывается методика маскировки, различные оригинальные виды маскировок, подбор палитры, но нет никаких данных о том, действительно ли это работало, то есть нет данных психологов, исследований. Хотя, конечно, некоторые виды, особенно художественные, просто удивительны.

 

http://img193.images...61/49741715.jpg

(Иллюстрация взята из "Die Anstriche und Tarnanstriche der deutschen Kriegsmarine" (Bernard & Graefe, 1997, ISBN: 3763759646), пользовался своими источниками, копирайт не нарушаю.)

 

Вообще, история данной темы такая. Изначально, я просто хотел создать тему о камуфляже, выложить побольше сканов из журналов и это книжки в частности. Но появился конкурент, который запостил вот эту статью из Поупулярной механики на 20 минут раньше... И меня атаковали обвинениями в плагиате, так что пришлось менять топик.

[Cherep]

Сейчас практически все на копирайтах :wacko:

Ссылку убрал.

Всегда считал что при создании одинаковых тем проще договорится между авторами и попросить модератора объединить темы в одну. А слово "плагиат" в интернете можно в принципе не использовать, но это мое личное мнение.

 

Может объедините свои усилия? :happy:

[ANlME]

Да, в принципе, тут объединять нечего - две разных темы получилось. У меня исследования, а там - картинки, галерея. Но добавить туда что-нибудь я уже планировал. Просто руки не доходят (очень люблю делать все аккуратно). В любом случае, спасибо за поддержку и помощь!

[RenamedUser_95468]

обменялись бы тогда ссылками друг на друга)

[ANlME]

обменялись бы тогда ссылками друг на друга)

(Залепил вам плюс за проявленный интерес!)

 

В разделе всего две темы - найдут и без обмена :) Тем более, там автор что-то неактивен давно.

[Ainen]

Правда, это было еще до изобретения радара несколькими годами позже.

Первая рабочая РЛС появилась на флоте(кстати, именно немецком) в 1938 году.

[ANlME]

 

Первая рабочая РЛС появилась на флоте(кстати, именно немецком) в 1938 году.

 

Прошу прощения, мой фейл. Я понял о чем вы, у меня как-то не сработала мысль, что "балтийский" камуфляж у него был в 41 году (хотя на моей же иллюстрации это указано), а сам он был спущен на воду в 1940-ом. Так что не откуда браться нескольким годам. Сорри.

 

По поводу радара - вполне возможно, что в 1938 г. Сам я просто не помню этот факт с 100% уверенностью (радары ведь разрабатывались чуть ли не с 20-х), а подтверждать не вижу смысла - я вам верю. Помню, что в британском флоте рабочие юниты для сканирования в пределах 30 миль стали устанавливать в 1941 году, как раз накануне рейда "Бисмарка" (или одновременно с ним?). Но до массовости не сразу дошло.

 

Так что, применительно к нашей теме, когда радары только-только начинали появляться и были они несовершенны, маскировка должна была играть какую-то роль. Об этом я и хотел сказать - для кораблей Второй мировой войны (по крайней мере ее начала, таких как тот же "Бисмарк"), маскировка все еще имела смысл.

 

(Вам плюс за мой позор!)