Van Licht tot Zicht - Kees van Overveld`s

Van Licht tot Zicht
Kees van Overveld
TU Eindhoven
22 maart 2011
Van Licht tot Zicht
Vereist voor het leven:
Informatie over de omgeving
Informatie:
Onderscheid tussen omstandigheden die
verschillend gedrag vergen
Van Licht tot Zicht
Hoe maak je onderscheid?
Sleutel – slot theorie
Sleutels:
Betekenisdragende moleculen (zgn.
signaalmoleculen, zoals feromonen,
parfum …)
Van Licht tot Zicht
Informatieoverdracht =
verplaatsen van signaalmoleculen
Beperkingen:
•Informeert alleen over de bron
•Traag en onbetrouwbaar
•Draagt niet ver (verdunt onderweg)
•Vergt voortdurende materiaal toevoer
Van Licht tot Zicht
Van ruiken naar zien:
signaalmoleculen of lichtstralen
•Voor elke boodschap een ander
molecuul
•Eén soort fysica voor alle
boodschappen (Huygens, Maxwell)
•Signaleren kost materiaal
•Signaleren kost energie
•Langzaam (diffusie)
•Snel (lichtsnelheid - sneller kan niet!)
•Wind verstoort de informatiestroom
•Rechtlijnig – dus ook vorminformatie
•Alleen informatie over de bron wordt
overgedragen
•Licht neemt informatie over reflecties
onderweg mee (modulatie)
•Informatiedrager heeft ingebouwd
geheugen
•Geheugenloos: als het licht uit gaat
is de boodschap weg
•Informatie kan om een hoekje
•Lichtstralen lopen dood tegen een
ondoorzichtig obstakel
Van Licht tot Zicht
Straling:
Alternatief voor signaalmoleculen
Detecteren van straling:
Beschouw eerst het detecteren van
warmtestraling
Van Licht tot Zicht
Koud:
veilig
In een overgangsgebied is (op den
Koude is altijd veilig;
duur) één kant van je lichaam kouder
je kunt je bewegendan de andere kant. Beweeg in de
zoals je wil en je blijft
richting van de koude kant van je
veilig
lichaam en je bent veilig
Heet:
gevaarlijk
Hitte is gevaarlijk;
ongeacht hoe je je
beweegt, je zult
uitdrogen
Van Licht tot Zicht
Koud:
veilig
Heet:
gevaarlijk
Als je echter gaat bewegen klopt tijdelijk de
temperatuurverdeling in je lichaam niet meer met de
termperatuurverdeling in de omgeving. Het is misleidend om
dan te bewegen in de richting van de koude kant van je
lichaam.
Van Licht tot Zicht
Kern van het probleem:
•Er is tijd nodig opdat de temperatuurverdeling in je lichaam overeenkomt
met de temperatuurverdeling van de omgeving
•Gedurende die tijd mag je niet van oriëntatie veranderen – anders is de
temperatuurverdeling in je lichaam niet meer betrouwbaar
•Als je je lang niet verroert in de brandende zon kan het echter te laat zijn
•Bijkomend probleem: als er geen temperatuurverloop is binnenin je
lichaam heb je geen informatie: er is geen kennis over de buitenwereld.
Oplossing:
•In plaats van de temperatuur, gebruik de invallende straling rechtstreeks
als informatiebron
•Make-or-buy? Er bestaan al proto-biotische organismen die lichtgevoelig
zijn (chlorofyl, algen, …): ga daarmee een symbiotische relatie aan.
Van Licht tot Zicht
Detecteren van straling:
•… alleen zinvol met meerdere detectoren
•… die in verschillende richtingen kijken
•… en daartoe op een bult of in een kuiltje moeten liggen
Plat verdeelde detectoren
kunnen niet informeren over
de richting van het licht.
Wel om licht op te
vangen bijv. voor
energieopwekking (bladgroen,
zonnecellen)
Detectoren
rondom het
lichaam of een deel
daarvan:
spinnen,
schelpdieren
en voorlopers
van facetogen
Detectoren
gegroepeerd
in een holte:
voorloper van de ogen
van reptielen, vogels
en zoogdieren
Van Licht tot Zicht
Collimatoren,
scheidend
vermogen, en
de noodzaak
van een pupil
De pupil is de
oorzaak van
perspectief
Van Licht tot Zicht
Geometrische eigenschappen van een
lichtbundel:
1. Richting is behouden;
2. Uiteindelijk convergeert elke niet-parallelle bundel
3. Afbeelding van een punt in 3D naar een punt in het beeld is
een centrale projectie t.g.v. de pupil
Van Licht tot Zicht
Regels voor het perspectief:
Rechte lijnen in 3D blijven rechte
lijnen na projectie
Snijdende lijnen in 3D blijven
elkaar snijden na projectie
Lijnen die in 3D evenwijdig zijn,
snijden in 2D in een zgn.
verdwijnpunt
Van Licht tot Zicht
Egyptische kunst:
in ca. 3000 jaar
‘stijlvast’; geen behoefte
aan weergave van
geometrisch perspectief
Van Licht tot Zicht
Byzantijnse kunst:
‘omgekeerd’ perspectief
om religieuze redenen
Van Licht tot Zicht
Late gotiek:
Matig succesvol met het weergeven van
geometrisch perspectief. Het inzicht “één schilderij
= één kijkpunt” ontbrak nog.
Van Licht tot Zicht
Massacio:
Eerste succesvolle toepassing van het
éénpuntsperspectief. Werkt dankzij de
veronderstelling van een vast, bekend standpunt
van de toeschouwer
Van Licht tot Zicht
Gouden eeuw:
Volledige beheersing van het
meerpuntsperspectief door de
Hollandse meesters
Van Licht tot Zicht
Kubisme (begin 20e eeuw):
Loslaten van de veronderstelling van één kijkpunt
per schilderij. Verschuiving van de verantwoording
van de schilder naar de kijker: kijken is
bemonsteren, d.w.z. een dynamisch,
aandachtgestuurd proces.
Van Licht tot Zicht
Vervreemdend perspectief:
De Chirico en anderen gebruiken opzettelijk ‘fout’
perspectief voor schilderkunstige doelstellingen
Van Licht tot Zicht
Trompe lóeuil en perspectivische
paradox:
De omkering van het perspectief: het creëren van
een schilderkunstige illusie op een 3D achtergrond
(Julian Beaver, UK)
Van Licht tot Zicht
Visueel vergezicht:
Naar mate we beter de mechanismes begrijpen
waarmee lichtstralen ons informeren over de wereld
buiten ons leren we effectiever om beelden te creëren
die onze binnenwereld kunnen bewegen.
Waarmee die buitenwereld overigens even onzichtbaar
blijft als hij altijd geweest is.
Kees van Overveld
Eindhoven, 2011
Van Licht tot Zicht