Профессор колледжа USC Чжун-Линь Лу и тренер USC Том Хаус обсуждают механику подачи. Фото / Мира Зимет
(PhysOrg.com) – Curveballs Curveballs и Fastballs идут очень быстро, но новое исследование показывает, что ни один питчер не может сделать Curveballs "перерыв" или фастбол "повышаться."
Во главе с Артуром Шапиро из Американского университета и Чжун-Лин Лу из Университета Южной Калифорнии исследователи объясняют иллюзию разрыва кривой в общедоступном исследовании в журнале PLoS ONE.
Исследование было проведено через год после того, как эта же группа получила приз за лучшую иллюзию на ежегодном собрании Vision Sciences с демонстрацией того, как объект, падающий по прямой линии, может казаться изменяющим направление.
Эта демонстрация вызвала дебаты среди поклонников бейсбола по поводу существования разлома у кривых, ломающихся мячей и ползунков.
В головах исследователей нет споров.
"Кривой шар действительно изгибается, но кривая была измерена и показала постепенное изменение," Шапиро сказал. "Он всегда будет следовать параболическому пути. Но с точки зрения нападающего, приближающийся мяч может ломаться, падать или совершать целый ряд необычных действий."
Немного терминологии: для многих отбивающих и питчеров перерыв – это отклонение от относительно прямой траектории фастбола. В этом смысле все кривые ломаются.
Авторы исследования используют этот термин для описания очевидного внезапного падения или другого изменения траектории, когда мяч приближается к своей тарелке. Это, говорят, иллюзия.
Исследование PLoS ONE объясняет эту иллюзию и связывает воспринимаемый размер разрыва со смещением глаза бьющего между центральным и периферическим зрением.
"Если отбивающий отводит глаз от мяча на 10 градусов, размер разрыва составляет около одного фута," Лу сказал.
Он объяснил, что отбивающие имеют тенденцию переключаться с центрального на периферическое зрение, когда мяч находится на расстоянии около 20 футов или двух третей пути к своей тарелке. По словам Лу, периферическому зрению глаза не хватает способности различать движения вращающегося шара. В частности, его смущает сочетание скорости мяча и его вращения.
В результате получается разрыв между траекторией мяча и траекторией, воспринимаемой бьющим. Зазор невелик, когда тесто переключается на периферийное зрение, но становится больше, когда мяч проходит последние 20 футов до домашней пластины.
Когда мяч приближается к тарелке, отбивающий снова переключается на центральное зрение и видит его в другом месте, чем ожидалось. Восприятие резкого изменения и есть "перерыв" в кривой, которая расстраивает отбивающих.
"В зависимости от того, насколько и когда глаза бьющего смещаются при отслеживании мяча, вы действительно можете получить значительный перерыв," Лу сказал. "Разница между центральным и периферическим зрением является ключом к пониманию того, что такое кривая точка зрения."
Подобная иллюзия объясняет "растущий фастбол," Лу добавил.
Очевидное средство от жидкого теста, которое везде повторяют родители и тренеры, – это "Следи за мячом."
По мнению авторов, это легче сказать, чем сделать. Когда мяч приближается к домашней тарелке, его размер в поле зрения бьющего выпадает из поля зрения центрального глаза.
"Наше центральное видение очень маленькое," Шапиро сказал. "Это размер кончика большого пальца на расстоянии вытянутой руки. Когда объект выходит за пределы этой области, могут возникать странные ощущения."
Лу отметил, что вращение мяча имеет тенденцию отвлекать взгляд в сторону, из-за чего бьющему еще труднее удерживать мяч в центре обзора.
"Глаза людей имеют естественную тенденцию следить за движением," Лу объяснил.
Его совет нападающим: "Не верь своим глазам. Знайте ограничения своей зрительной системы. Это то, чему можно научиться, наверное."
Лу, Шапиро и их соавторы планируют создать физическое устройство, чтобы проверить иллюзию кривого шара. Их исследование проводилось с добровольцами, отслеживающими движение диска на мониторе компьютера.
Насколько известно авторам, исследование PLoS ONE представляет собой первую попытку объяснить разрыв кривой исключительно как визуальную иллюзию. Другие пытались объяснить перерыв тем, что нападающий переоценил скорость подачи.
Отвечая на комментарии фанатов бейсбола, Лу согласился с тем, что по телевидению передачи, снятые из-за домашней площадки, кажутся нарушенными. Он назвал это "геометрическая иллюзия" основанный на том факте, что в первой части питча зритель не видит вертикального перепада или почти не видит его.
Лу сказал, что мяч падает с одинаковой скоростью на протяжении всей площадки, но поскольку питчер подбрасывает мяч под небольшим углом вверх, первая часть поля кажется более или менее плоской.
В результате падение мяча возле домашней тарелки удивляет глаз.
Для Шапиро и Лу, которые много лет изучали зрительное восприятие, результаты PLoS ONE выходят за рамки бейсбола.
"Люди постоянно переключают объекты между центральным и периферическим зрением и могут регулярно сталкиваться с такими эффектами, как разрыв кривой," авторы написали. "Неспособность периферического зрения разделять различные визуальные сигналы может иметь далеко идущие последствия для понимания человеческого визуального восприятия и функционального зрения в повседневной жизни."
Как проводился эксперимент:
Визуальный стимул состоял из нисходящего диска (для представления глобального движения или пути мяча в пространстве) с внутренней движущейся решеткой (представляющей локальное движение или вращение мяча). Когда пять наблюдателей рассматривали диск в центре, они воспринимали как глобальное, так и локальное движение (i.е., наблюдатели видели вертикальное опускание диска и внутреннее вращение). Когда наблюдатели рассматривали диск по периферии, внутренняя часть казалась неподвижной, а диск, казалось, опускался под углом. Угол воспринимаемого опускания увеличивался по мере того, как наблюдатель рассматривал стимул с дальней периферии.
Исследователи оценили величину иллюзии, измерив физический угол спуска, создавший ощущение вертикального спуска. Экспериментатор скорректировал физический угол падения, и наблюдатель сообщил, чувствовал ли он / она, что диск падает вертикально. Например, экспериментатор скорректировал глобальное направление движения диска на 20 градусов вправо, если наблюдатель сообщил: ?? Нет. Диск перемещается влево примерно на 20 градусов.?? Величина корректировки стала меньше, поскольку наблюдатель сообщил, что он / она видел, как диск опускается ближе к вертикали. Стимул действовал до тех пор, пока наблюдатель не ответил, в ответ экспериментатор изменил физическое направление нисходящего диска. Реакция наблюдателя измерялась дважды. Было двадцать четыре различных условия, основанных на каждой комбинации следующего: три эксцентриситета (0, 15 и 30 градусов), два направления для внутренней решетки (0 и 180 градусов) и четыре скорости движения (6.7, 10, 13.3 и 20 град / сек). Каждое условие повторялось четыре раза. Перед сбором данных наблюдатели провели по два испытания для каждого условия.