Мы привыкли думать, что зрение — это как у человека, только лучше или хуже. Но природа устроила всё иначе: у каждого вида свой набор задач, а значит — свой набор настроек. Кому-то важнее видеть в сумерках, кому-то — различать ультрафиолет на цветке, кому-то — замечать быстрые движения . В итоге один и тот же мир для разных существ выглядит как десять разных фильмов.
Не лучше или хуже, а под задачу
Зрение складывается из трёх больших вещей.
Первое — диапазон света, который видят глаза. Мы живём в узкой полосе между ультрафиолетом и инфракрасным. А у многих животных эта «полоса» сдвинута или расширена: они видят то, что для нас просто невидимо.
Второе — детализация. Орёл не обязательно видит цвета лучше, чем человек, зато различает мелкие детали на больших расстояниях. А, скажем, муха может видеть мир менее чётко, зато ловит движение и смену кадров быстрее.
Третье — то, как мозг обрабатывает сигнал. Иногда важнее не красиво, а полезно: где враг, где добыча, где безопасная траектория. Поэтому природа часто меняет зрение не ради сочной картинки и HDR, а ради решения конкретной жизненной задачи.
Кстати, один из людей, кто сделал тему животного поведения и восприятия «большой наукой», — Карл фон Фриш. Его эксперименты с пчёлами и их ориентацией в мире стали классикой, а в 1973 году он получил Нобелевскую премию (в составе трио исследователей поведения).
Десять версий мира
Ниже — десять животных и насекомых с максимально узнаваемыми эффектами зрения. Для каждого я добавлю фразу, по которой проще найти картинки-симуляции.
1) Пчела: цветок с секретными метками
Пчёлы видят ультрафиолет. Многие цветы имеют узоры, которые для человека выглядят однотонными, а для пчелы — как дорожные знаки: «сюда лети, здесь нектар, а сюда не лети, тут для мух». Поэтому пчела может выбирать цветок не по красоте, а по видимым ей маркерам.
Ещё пчёлы ориентируются по Солнцу и по рисунку поляризации света на небе (даже когда Солнце скрыто облаками). Это работает как природный компас.
2) Стрекоза: мир, где всё движется слишком быстро
Стрекозы — чемпионы по охоте в воздухе. Их глаза устроены так, что они прекрасно замечают движение и способны отслеживать быстро летящие цели. Для них важнее не «фотореализм», а мгновенная реакция: добыча не должна успеть увернуться.
Часто показывают эффект как «мир с повышенной частотой кадров»: человек видит условно 24–60 кадров в секунду, а некоторые насекомые воспринимают смену событий быстрее, поэтому наше видео для них может выглядеть “дёргано”.
3) Муха: мозаика вместо картинки
Сложные фасеточные глаза мухи — это множество маленьких окон, каждое смотрит в свой кусочек пространства. В итоге получается мозаика: не как пиксели экрана, а как множество маленьких направленных взглядов.
Фишка не в качестве изображения, а в контроле движения вокруг. Мухе жизненно важно заметить угрозу сбоку и сзади, чтобы мгновенно среагировать.
4) Богомол: 3D без очков
У богомолов есть редкая для насекомых вещь — стереозрение, то есть способность оценивать расстояние по разнице картинки между двумя глазами. Это нужно хищнику, который делает точный бросок лапами.
Интересно, что их “3D” устроено не так, как наше, и работает лучше на движущихся сценах — потому что мозг настроен на охоту.
5) Кошка: ночной город вместо дневного мира
Кошки видят в сумерках лучше человека: у них больше палочек (рецепторов, которые отвечают за светочувствительность), а ещё есть отражающий слой в глазу, который возвращает свет обратно на сетчатку. Отсюда знаменитое «горящие глаза» в темноте. Цена за это — цветовая бедность: цветов меньше, зато ночная сцена ярче. Многие симуляции показывают: меньше ярких цветов, больше контраста и “серо-зелёная” картинка.
6) Собака: меньше цветов, больше движения
Собаки различают меньше цветов, чем человек: их цветовое зрение ближе к схеме «синий–жёлтый», а красный и зелёный часто сливаются в похожие оттенки. Зато собака отлично считывает движение, силуэт и запахи — и в реальной жизни компенсирует цветовую бедность другими каналами цветов. Поэтому игрушка “красная на зелёной траве” для человека выглядит контрастно, а для собаки — может быть почти одного тона.
7) Голубь (и многие птицы): цветовая палитра шире нашей
У многих птиц зрение богаче человеческого: они видят больше оттенков и часто имеют чувствительность к ультрафиолету. Для нас два перышка могут быть одинаковыми, а для птицы — разными из-за UV-отражения. Это влияет и на выбор партнёра, и на ориентирование. Плюс у птиц часто отличная стабилизация зрения в полёте и высокая способность замечать мелкие детали.
8) Орёл (хищные птицы): «зум» вместо панорамы
Орлы и другие хищные птицы известны тем, что видят детали на больших расстояниях. Им не нужен “ширик”, им нужен “телевик”: заметить добычу на земле, выделить её на фоне травы, точно рассчитать атаку.
9) Гадюка/ямкоголовая змея: контуры тепла
Некоторые змеи видят тёплые объекты не глазами в привычном смысле, а специальными чувствительными ямками, реагирующими на инфракрасное излучение. На практике это даёт карту тепловых пятен: мышь на фоне прохладной земли выделяется как яркий силуэт.
10) Креветка-богомол: мир с поляризацией
Креветки-богомолы — легенда популярной науки. У них очень сложная система восприятия света: они различают не только цвета, но и поляризацию. Поляризация — это когда свет колеблется в определённой плоскости; для нас это почти невидимо, а для них — дополнительный слой информации. Зачем? Это помогает видеть сигналы других особей, замечать объекты на бликующей воде, различать детали там, где обычные глаза “слепнут” от отражений.
Поиск: mantis shrimp vision polarization; креветка богомол поляризация симуляция.
Почему эти картинки зрения животного не отражают настоящее зрение
Потому что мы пытаемся показать чужое зрение на экране, рассчитанном на человеческие цвета. Если существо видит ультрафиолет, мы не можем “показать ультрафиолет” напрямую — мы можем лишь заменить его условным цветом. Если животное иначе воспринимает движение, статичная картинка этого не объяснит. Поэтому симуляции лучше воспринимать как подсказку: в чём отличие, а не как буквальную фотографию мира.