에임즈룸

에임즈룸은 착시 현상을 일으키는 왜곡된 공간이다. 헤르만 폰 헬름홀츠(독일의 생리학자, 철학자이자 물리학자; 1821~1894)의 저서에 영향을 받은 것으로 보이는 그것은, 1946년 미국 과학자 아델버트 에임즈 주니어가 발명하고 이듬해에 건설되었다.

An Ames room is a distorted room that creates an optical illusion. Likely influenced by the writings of Hermann Helmholtz, it was invented by American scientist Adelbert Ames Jr. in 1946, and constructed in the following year.

사용 방법 및 효과

Usage and effect

에임즈룸은 들여다보는 구멍을 통해 한쪽 눈으로 볼 수 있다. 들여다보는 구멍을 통해 이 방은 관찰자의 시선과 직각을 이루는 수직의 뒷벽, 서로 평행한 두 개의 수직 측벽, 수평 바닥과 천장으로 이루어진 평범한 직육면체처럼 보인다.

An Ames room is viewed with one eye through a peephole. Through the peephole, the room appears to be an ordinary rectangular cuboid, with a back wall that is vertical and at right angles to the observer’s line of sight, two vertical side walls parallel to each other, and a horizontal floor and ceiling.

관찰자는 뒷벽을 따라 방의 한쪽 구석에 서 있는 성인이 거인으로 보이는 반면, 뒷벽을 따라 다른 구석에 서 있는 다른 성인은 난쟁이처럼 보이는 것을 볼 수 있다. 그리고 만약 성인이 방의 한 구석에서 다른 구석으로 이동하면, 크기가 극적으로 변하는 것처럼 보일 것이다.

The observer will see that an adult standing in one corner of the room along the back wall appears to be a giant, while another adult standing in the other corner along the back wall appears to be a dwarf. And if an adult moves from one corner of the room to the other, they will appear to dramatically change in size.

설명

Explanation

이 방의 실제 모양은 불규칙한 육면체 모양이다: 방의 디자인에 따라, 모든 표면은 규칙적이거나 불규칙한 사변형일 수 있으므로 이 방의 한쪽 구석이 다른 쪽보다 관찰자로부터 더 멀리 떨어져 있다.

The true shape of the room is that of an irregular hexahedron: depending on the design of the room, all surfaces can be regular or irregular quadrilaterals, so that one corner of the room is farther from an observer than the other.

평범한 방에 대한 착각은 방의 실제 모양에 대한 대부분의 정보가 관찰자의 눈에 도달하지 않기 때문이다. 방의 기하학적 구조는 원근법을 사용하여 세심하게 디자인되었기 때문에, 들여다보는 구멍을 통해 관찰자의 눈 망막에 투사되는 이미지간 평범한 방의 이미지와 동일하다. 관찰자가 방의 각 부분의 실제 위치를 인식하지 못하게 되면, 평범한 방이라는 착각이 일어난다.

The illusion of an ordinary room is because most information about the true shape of the room does not reach the observer’s eye. The geometry of the room is carefully designed, using perspective, so that, from the peephole, the image projected onto the retina of the observer’s eye is the same as that of an ordinary room. Once the observer is prevented from perceiving the real locations of the parts of the room, the illusion that it is an ordinary room occurs.

관찰자가 방의 실제 모양을 인식하지 못하게 하는 한 가지 핵심 측면은 들여다보는 구멍이다. 그것은 적어도 세 가지 결과를 초래한다:

One key aspect of preventing the observer from perceiving the true shape of the room is the peephole. It has at least three consequences:

• 관찰자 자신의 눈에 투사된 이미지가 평범한 방의 위치에 있도록 한다. 다른 위치에서는, 관찰자가 방의 실제 모양을 볼 수 있다.
• 관찰자가 한쪽 눈으로만 방을 들여다보도록 하여, 두 눈이 필요한 입체 보기로부터 방의 실제 모양에 대한 정보를 얻지 못하도록 한다.
• 관찰자가 시선을 다른 위치로 움직이지 못하도록 하여, 운동 시차로 인해 방의 실제 모양에 관한 정보를 얻지 못하도록 한다.

• It forces the observer to be at the location where the image projected into their eye is of an ordinary room. From any other location, the observer would see the room’s true shape.
• It forces the observer to use one eye to look into the room, preventing them from getting any information about the real shape of the room from stereopsis, which requires two eyes.
• It prevents the observer from moving their eye to a different location, preventing them from getting any information about the real shape of the room from motion parallax.

방의 실제 모양에 관한 다른 정보 소스도 디자이너에 의해 제거된다. 예를 들어, 전략적인 조명을 통해 실제 먼 모서리는 실제 가까운 모서리만큼 밝게 표현할 수 있다. 또 다른 예로, 벽(창문 등)과 바닥(흑백 체커보드 타일 등)의 패턴을 환영의 기하학적 구조와 일치하도록 만들 수 있다.

Other sources of information about the true shape of the room are also removed by its designer. For example, by strategic lighting, the true far corner is as bright as the true near corner. For another example, patterns on the walls (such as windows) and floor (such as a black-and-white chequerboard of tiles) can be made consistent with its illusory geometry.

이 착각은, 이 방에 있는 (예를 들어 친숙한 크기의) 물체의 실제 위치에 대한 다른 정보를 극복할 만큼 충분히 강력하다. 예를 들어, 관찰자는 성인이 모두 같은 크기라고 알고 있지만, 가장 가까운 코너에 서 있는 성인은 거인으로 보이는 반면, 실제 멀리에 서 있는 또 다른 성인은 난쟁이로 보인다. 또 다른 예로, 관찰자는 성인이 크기가 변하지 않는다는 것을 알고 있지만, 실제 먼 코너와 실제 가까운 코너 사이를 오가는 성인이 커졌다 작아진인 것처럼 보인다.

The illusion is powerful enough to overcome other information about the true locations of objects in the room, such as familiar size. For example, although the observer knows that adults are all about the same size, an adult standing in the true near corner appears to be a giant, while another adult standing in the true far appears to be a dwarf. For another example, although the observer knows that an adult cannot change size, they see an adult who walks back and forth between the true far and true near corners appear to grow and shrink.

연구에 따르면 벽과 천장을 사용하지 않고도 환영을 만들 수 있다; 그것은 적절한 배경에 겉으로 보이는 수평선 ㅡ 실제로는 수평이 아님 ㅡ 을 만드는 것으로 충분하며, 눈은 그 수평선 위 물체의 상대적 겉보기 높이에 의존한다.

Studies have shown that the illusion can be created without using walls and a ceiling; it is sufficient to create an apparent horizon (which in reality will not be horizontal) against an appropriate background, and the eye relies on the apparent relative height of an object above that horizon.

관련 현상

Related phenomena

트롱프뢰유

Trompe-l’œil

에임즈룸은 15세기 초부터 예술가가 보통 평평한 표면에 3차원 공간의 환영을 창조하는, 트롱프뢰유라 불리는 예술에서의 움직임을 전신(前身)으로 하고 있다.

The Ames room has as a predecessor, from as early as the 15th century, the movement in art called trompe-l’œil, in which the artist creates the illusion of three-dimensional space, usually on a flat surface.

“반-중력” 착시 및 중력-언덕 착시

“Anti-gravity” illusion and gravity hills

에임즈의 오리지널 디자인에는 공이 중력을 거스르고 언덕으로 굴러가는 것처럼 보이도록 배치된 홈이 포함되어 있었다. 비록 오늘날에는 에임즈룸이 전시될 때 이 홈은 잘 보이지 않는 경우가 많지만, 리처드 그레고리(1923~2010)는 이 분명한 “반-중력” 효과가 겉으로 보이는 크기 변화보다 더 놀랍다고 생각했다.

Ames’s original design also contained a groove that was positioned such that a ball in it appears to roll uphill, against gravity. Richard Gregory regarded this apparent “anti-gravity” effect as more amazing than the apparent size changes, although today it is often not shown when an Ames room is exhibited.

그레고리는 “자기-언덕”(또는 중력-언덕이라고도 함)이 이 원리로 설명될 수 있다고 추측했다. 그는 스코틀랜드 에어셔에 있는 ‘일렉트릭 브레이’라는 장소에서 나무가 한 줄로 늘어 서 있는 배경이 에임즈룸의 배경과 유사하여, 개울의 물이 오르막을 타고 흐르는 것처럼 보인다는 사실을 발견했다.

Gregory speculated that “magnetic hills” (also known as gravity hills) can be explained by this principle. For such a location in Ayrshire, Scotland, known as the Electric Brae, he found that a row of trees form a background similar to the setting of an Ames room, making the water in a creek appear to flow uphill.

그레고리에게, 이 관찰은 세상을 이해하기 위한 서로 다른 원리들이 우리의 지각에서 경쟁하는 방식에 대해 특히 흥미로운 의문을 제기했다. 이 “반-중력 효과”는 세상의 근본적인 특징인 중력 법칙을 부정하는 것처럼 보이기 때문에 “규모 변화” 효과보다 훨씬 더 강력한 역설이다. 이와는 대조적으로, 물체의 크기가 어느 정도 변할 수 있다는 경험(예를 들어, 사람과 동물이 몸을 웅크리거나 기지개를 켜는 것에 의해 작아지거나 커지는 것처럼 보일 수 있음)이 있기 때문에, 외형적 크기 변화는 그렇게 강한 역설은 아니다.

For Gregory, this observation raised particularly interesting questions about how different principles for understanding the world compete in our perception. The “anti-gravity effect” is a much stronger paradox than the “size change” effect, because it seems to negate the law of gravity which is a fundamental feature of the world. In contrast, the apparent size change is not such a strong paradox, because we do have the experience that objects can change size to a certain degree (for example, people and animals can appear to become smaller or larger by crouching or stretching).

호니 현상

Honi phenomenon

호니 현상으로 알려진 선택적 지각 왜곡의 한 유형으로 인해, 일부 기혼자는 에임즈룸에서 낯선 사람보다 배우자의 크기를 덜 왜곡하여 인식한다.

A type of selective perceptual distortion known as the Honi phenomenon causes some married persons to perceive less size distortion of the spouse than a stranger in an Ames room.

이 효과는 보고 있는 배우자에 대한 사랑, 호감, 신뢰의 강도와 관련이 있었다. 이 공간에서 높은 긍정성을 보인 여성은 낯선 사람을 배우자보다 더 왜곡된 사람으로 인식했다. 남성의 크기 판단은 그들의 배우자를 향한 감정의 강도에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.

The effect was related to the strength of love, liking, and trust of the spouse being viewed. Women who were high positive in this area perceived strangers as being more distorted than their partners. Size judgments by men did not seem to be influenced by the strength of their feeling toward their spouse.

추가 연구에 따르면 호니 현상은 처음 생각한 것처럼 확실하게 존재하는 것은 아니며, 여성이 남성보다 더 큰 수치를 더 의미 있거나 가치 있는 것으로 해석하는 성별 차이가 인식에 영향을 미치는 것으로 설명할 수 있다고 한다.

Further study has concluded that the Honi phenomenon does not reliably exist as first thought, but may be explained as sex difference influencing perception, with women interpreting a larger reading as a more meaningful or valuable perception of things than men’s.

미디어에서

In media

에임즈룸 원리는 텔레비전과 영화 제작에서 작은 크기의 배우 옆에 거대한 크기의 배우를 보여줄 필요가 있을 때 특수 효과를 위해 널리 사용되어왔다. 예를 들어, 〈반지의 제왕〉 영화 3부작의 제작진은 키 큰 간달프 옆에 서 있는 축소된-크기의 호빗의 키를 정확하게 맞추기 위해 샤이어 시퀀스에서 여러 개의 에임즈룸 세트를 사용했다.

The Ames room principle has been used widely in television and movie productions for special effects when it was necessary to show actors in giant size next to actors in small size. For example, production of The Lord of the Rings film trilogy used several Ames room sets in Shire sequences to make the heights of the diminutively-sized hobbits correct when standing next to the taller Gandalf.

특수 효과에 사용되는 경우, 시청자는 에임즈룸이 사용되고 있다는 사실을 알 수 없다. 그렇지만, 에임즈룸이 명시적으로 표시된 적도 몇 번 있었다.

When used for special effects, the viewers will not see that an Ames room is being used. However, a few times an Ames room has also been shown explicitly.

• 1965년 TV 스페셜 〈내 이름은 바브라〉에 에임즈룸이 사용되었다. 그것을 통해 스타는 어린 소녀 멜로디를 부르기 전에 줄어들고, 성인 노래를 부르기 위해 정상 크기로 돌아올 수 있었다.
• 에임즈룸은 로알드 달(1916~1990)의 소설 『찰리와 초컬릿 공장』을 각색한 1971년 영화에 묘사되어 있다.
• 1960년대 TV 시리즈 〈해저 여행〉은 “적들” 에피소드에서 에임즈룸을 사용하여, (방의 양 편에 하나씩 서 있는) 두 인물이 정신을 잃게 만드는 시도를 말로 하는 것이 아니라 실제로 보여주었다.
• 과학 교육 TV 시리즈 〈3-2-1 컨택트〉의 에피소드 141편에서 에임즈룸의 착시 현상을 시연하고 설명하는 부분이 있다.
• 〈슈퍼마리오 64〉 게임에서, ‘거대 꼬마 아일랜드’ 레벨로 이어지는 두 개의 그림이 있는 방은 에임즈룸과 유사한 두 개의 반대편 복도 끝에 배치된다. 플레이어가 이 방의 중앙에 서 있을 때, 두 복도에는 같은 깊이와 같은 크기의 그림이 있는 것처럼 보인다. 그렇지만, 플레이어가 그것들에 접근하면, 각각, 하나의 그림은 규모가 거대하고 다른 하나는 축소 모형이라는 것이 드러난다.
• 2010년 개봉한 HBO 영화 〈템플 그랜딘〉은 오프닝 타이틀 장면에서 에임즈룸을 사용했고, 이후 실제 이야기에서는 자폐증이 있는 주인공이 과학 프로젝트로서 축소 모형의 착시를 직관적으로 고안해내는 장면이 등장한다.
• 영국 록 그룹 스퀴즈는 1987년 뮤직 비디오 “모래시계”에서 에임즈룸을 사용했다.
• 영국 록 밴드 스테튜스 큐오는 1975년 스튜디오 앨범 〈온 더 레벨〉의 전면 커버에 에임즈룸을 사용했다.
• 영국 록 가수 로저 돌트리(1944~)는 그의 1980년 노래 “프리 미”의 뮤직비디오에서 에임즈룸을 사용했다.
• 2004년 개봉한 영화 〈이터널 선샤인〉에서 조엘 배리시라는 캐릭터를 어린 아이 크기로 보이게 하기 위해 에임즈룸이 사용되었다.
• 에릭 M. 로저스 박사는 1979년 영국왕립연구소 크리스마스 강연에서 익숙한 지식을 익숙하지 않은 지식에 연결하는 방법을 강조하기 위해 에임즈룸을 사용했다.
• 독일 펑크 밴드 디 에어츠테는 “피아스코”라는 노래의 뮤직비디오에서 에임즈룸을 사용했다.

• An Ames room is used in the 1965 TV Special My Name Is Barbra. It enabled the star to shrink before singing a little girl medley, and return to normal size to sing adult songs.
• An Ames room is depicted in the 1971 film adaptation of the Roald Dahl novel Charlie and the Chocolate Factory.
• The 1960s television series Voyage to the Bottom of the Sea used an Ames room in the episode “The Enemies” to show, rather than just declare, an attempt to make two characters (one standing on each side of the room) lose their minds.
• Episode 141 of the first incarnation of the science educational television series 3-2-1 Contact has a segment in which the optical illusion of the Ames Room is demonstrated and explained
• In the game Super Mario 64, the room containing the two paintings that lead to the level Tiny-Huge Island are placed at the end of two opposite hallways similar to an Ames room. When the player is standing at the perceived center of the room, the two hallways appear to have both the same depth and equally sized paintings. As the player approaches them, however, it is revealed that one painting is massive in scale and the other is miniature, respectively.
• The 2010 HBO film Temple Grandin used an Ames room in the opening title sequence, and later figures in the actual story, where the title character, who is autistic, intuitively devises the illusion in a scale model as a science project.
• English rock group Squeeze used an Ames room in their 1987 music video “Hourglass”.
• English rock band Status Quo used an Ames room on the front cover of their 1975 studio album On the Level.
• English rock singer Roger Daltrey used an Ames room in the music video for his 1980 song “Free Me”.
• An Ames room was used in the 2004 film Eternal Sunshine of the Spotless Mind to make the character Joel Barish appear to be the size of a young child.
• Dr. Eric M. Rogers used an Ames room to highlight how we attach familiar knowledge to the unfamiliar in his 1979 Royal Institution Christmas Lecture.
• German punk band Die Ärzte used an Ames room in their music video for the song “Fiasko”.