有句話說得好,眼見為實(shí),我們常以為自己親眼所見的世界就是真實(shí)的。
然而,網(wǎng)絡(luò)上總是流傳著很多圖片能夠瞞天過海般地騙過你的雙眼。
即便你清楚了其中的奧秘,卻也壓根沒法法說服自己的眼睛,它們就是視錯(cuò)覺。
我們先看下面史上最經(jīng)典的視錯(cuò)覺圖,畫面中有一個(gè)紫色圓環(huán)和一個(gè)固定不動的十字圖案,圓環(huán)上一個(gè)紫色的小點(diǎn)在順時(shí)針轉(zhuǎn)動。
經(jīng)典的丁香追逐者(建議看三遍,再閱讀下面的文章)
這時(shí),要求你拋開一切私心雜念,集中所有的注意力盯著中間的十字看30秒左右。
你就會發(fā)現(xiàn),原本那圍繞著圈圈轉(zhuǎn)到的紫色小點(diǎn)變成了綠色,很快紫色的圓點(diǎn)慢慢黯淡,最后全部消失了。
整個(gè)動圖就變戲法般地只剩下獨(dú)自轉(zhuǎn)動的綠色圓點(diǎn)了,十字以及灰色的背景了。
別小看這短短幾十秒的時(shí)間,視覺系統(tǒng)已經(jīng)魔改了足足三次來欺騙你了。
回想一下,剛開始幾秒的時(shí)候,我們是不是看到一個(gè)紫色的圓點(diǎn)在圓環(huán)上連續(xù)轉(zhuǎn)圈圈?但實(shí)際上它只是間斷的。
現(xiàn)階段最靠譜的解釋便是由視覺暫留現(xiàn)象所導(dǎo)致的。
我們知道眼睛在觀看物體時(shí),會在視網(wǎng)膜上成像。
之后,這個(gè)像會由視神經(jīng)輸入人腦,從而讓我們真切感覺到物體的存在。
不過,當(dāng)物體移開之后,視神經(jīng)對物體的印象并不會馬上消失,而要延續(xù)0.1-0.4秒的時(shí)間。
這也就是所謂的視覺暫留,學(xué)術(shù)上將它稱為正片后像。
那么,為什么會這種現(xiàn)象呢?目前還存在爭議。
許多人認(rèn)為這是因?yàn)橐曈X需要靠感光細(xì)胞進(jìn)行感光,然后它才會將光信號轉(zhuǎn)換為神經(jīng)電信號,傳回大腦引起人體的視覺。
正是在感光細(xì)胞感光的過程中,便出現(xiàn)了視覺暫留的現(xiàn)象。
但也有研究者認(rèn)為這是視網(wǎng)膜不完善造成的,而一部分心理學(xué)家認(rèn)為這是人類的感覺記憶造成。
不可否認(rèn)的是,當(dāng)靜止畫面出現(xiàn)的頻率達(dá)到一定的時(shí)候,我們會自動將這些畫面連接在一起,并將看作為動畫的錯(cuò)覺。
比如下圖3D的西洋鏡正是利用了視覺暫留的特性。
靜止?fàn)顟B(tài)
按一定的速度轉(zhuǎn)動后
至于為什么紫色的圓點(diǎn)很快又變成了淡綠色的呢?
這得歸功于我們另一種常見的視錯(cuò)覺現(xiàn)象,那就是視覺遺像錯(cuò)覺,又被稱為負(fù)片后像。
簡單地說,就是當(dāng)你注視一朵綠花一分鐘后,將視線轉(zhuǎn)向一面白墻,在白墻上將會看到顏色相反的紅花。
相機(jī)里反色的照片正是基于視覺遺像的原理(不妨先注視一段時(shí)間,再去白墻)
這是因?yàn)楫?dāng)我們聚焦在某個(gè)顏色的點(diǎn)上時(shí)間過長時(shí),難免會產(chǎn)生視覺疲勞,從而導(dǎo)致視神經(jīng)對光的感受性暫時(shí)減弱。
而當(dāng)我們轉(zhuǎn)移視線時(shí),就相當(dāng)于是在恢復(fù)我們的感受。
此時(shí),視神經(jīng)就會重組視覺信號,并且還會以那個(gè)點(diǎn)的相反的顏色出現(xiàn)。
所以,我們看到的便是反過來的顏色了。
色環(huán)上相對(同一直徑兩端)兩種顏色是互為相反的
其實(shí),這種現(xiàn)象在我們生活中并不罕見。比如當(dāng)我們被對面的車燈晃了一下眼睛時(shí),往往就會看到一個(gè)與原來“互補(bǔ)”的圖像。
而這里的“互補(bǔ)”可以指明暗,也可以指相反顏色,比如紅與綠、藍(lán)與黃、黑與白。
而這也是為什么我們看著看著就將紫色的圓點(diǎn)看成淡綠色的原因了。
那么,我們現(xiàn)在只剩最后一個(gè)疑問了,究竟為什么全部紫色會黯淡甚至全部消失了,留下的只是一個(gè)不斷轉(zhuǎn)動的綠色圓點(diǎn)?
為了重新見證色彩漸漸消失的神奇,我們再來盯住下圖當(dāng)中的十字,請盡量不要轉(zhuǎn)移視線,并耐心等待...
沒錯(cuò),只要你足夠耐心,就會感覺到色彩慢慢暗下來,最后神奇地消失了...
這正是一種神奇的特克斯勒消逝效應(yīng)所造成的,它是1804年由一位叫IgnazPaulVitalTroxler的瑞士醫(yī)生發(fā)現(xiàn)的。
概括來說,當(dāng)一個(gè)人的目光聚焦在某個(gè)固定點(diǎn)上之后,觀察者余光中的其他視覺***源將會在觀察者的視野中慢慢淡化直至最后消失。
類似的視錯(cuò)覺還有下圖這種運(yùn)動引起的失明現(xiàn)象。
你可以聚焦在中間閃爍的綠點(diǎn),大約10秒后,便會看到排列在假想的等邊三角形的角落處的一個(gè),兩個(gè)或所有三個(gè)靜態(tài)黃點(diǎn)消失,然后重新出現(xiàn)。
那又該如何來解釋這類現(xiàn)象呢?這得先從視覺適應(yīng)講起。
所謂視覺適應(yīng)指的是視覺器官的感覺隨外界亮度的持續(xù)***而變化的過程;
但視覺器官天天運(yùn)作,也在進(jìn)化的過程中學(xué)會了適當(dāng)?shù)赝祽小?/p>
比如當(dāng)我們刻意凝視畫面,持續(xù)接收相同的視覺***時(shí),它會自動忽略到這些一成不變又無關(guān)緊要的***。最終,人們便不會再感知到它。
只有當(dāng)視線移開時(shí),視覺信息再次更新迭代。這樣一來,色彩才能夠再次被感知到。
相信不少人都會感嘆這個(gè)現(xiàn)象的獨(dú)到之處,可為什么我們平常生活中很少會意識到呢?
這是因?yàn)橥ǔG闆r下,我們的眼睛在不斷地運(yùn)動,導(dǎo)致所見的視覺***一直在不斷地被刷新。許多科學(xué)家認(rèn)為眼皮的跳動使我們不太感覺得到這種錯(cuò)覺。
如果視覺系統(tǒng)沒有“刷新”機(jī)制的,恐怕我們盯著鏡子久了,連自己身上所有的色彩都會漸漸消失了。
看到這里,我們不由驚嘆人類的視錯(cuò)覺實(shí)在是太驚奇了。
但我們看到的視錯(cuò)覺圖形,大都是人們通過巧妙設(shè)計(jì)出來,在自然界中很少存在這樣的圖形。
作為進(jìn)化產(chǎn)物的視覺系統(tǒng),初次遇到這些圖形很自然地會利用它固有的方式去理解,就會出現(xiàn)類似‘理解偏差’的現(xiàn)象。
換句話,這也不失為一種大腦進(jìn)化不夠完美而出現(xiàn)的bug般存在,而且只需要簡單的圖形和色彩就能將我們騙得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)了。
舉個(gè)例子,下圖就是號稱錯(cuò)覺之王的弗雷澤螺旋錯(cuò)覺圖。
無論我們看上幾百遍,都會覺得它是呈螺旋裝的線條組成的。
這兩種圖看出區(qū)別了嗎?
可只要當(dāng)你拿起筆沿著線條進(jìn)行描繪就會發(fā)現(xiàn),它們其實(shí)只是一系列的同心圓而已。
究竟為什么會產(chǎn)生這種錯(cuò)覺呢?這種錯(cuò)覺主要是由圖案背景中那些內(nèi)切于圓,并向外微微斜向發(fā)散的黑色線條引起的。
而我們的“視覺習(xí)慣”會先入為主地這些黑色線條看作是一個(gè)整體,并將其看作是構(gòu)成同一圓環(huán)的部分。當(dāng)這些它們出現(xiàn)***到我們的視覺細(xì)胞時(shí),便會誘導(dǎo)產(chǎn)生螺旋錯(cuò)覺。
當(dāng)我們將誘導(dǎo)線刪除之后,再看這張圖的時(shí)候,錯(cuò)覺已經(jīng)基本消失。
螺旋錯(cuò)覺的進(jìn)階版,暈嗎?
那么問題來了,視覺系統(tǒng)能否自動刪掉這些誘導(dǎo)線呢?答案是相當(dāng)難的。
不過,這看似bug般的存在卻著實(shí)提高了我們大腦運(yùn)行的效率。
要知道,我們無時(shí)無刻都在受到感覺信息的狂轟濫炸。
但大部分無用的都被我們的知覺過濾掉了,只留下了重要的部分才不至于使我們陷入混亂。
比如說,看下面這幅經(jīng)典的圖案時(shí),你第一眼看到的是什么?
有人看到的是白色的花瓶,有的人則看到是兩張面對面的側(cè)臉。
當(dāng)我們再認(rèn)真觀看時(shí),便能隨意在花瓶和人像之間進(jìn)行切換。
但無論出于哪種模式,我們大腦很自然地將感覺信息分為圖形和背景。
這樣小小的舉措也讓我們的世界變得更有條理性。
而我們用有意義和可理解的方式去組織感覺的同時(shí),便容易產(chǎn)生知覺恒常性。
也就是,當(dāng)我們的感覺發(fā)生巨大變化時(shí),我們所熟知的特征仍能保持不變。它可以表現(xiàn)在大小、形狀、顏色、明亮等方面。
有意思的是,人類還是發(fā)現(xiàn)如何利用這種特性來制造錯(cuò)覺的***。
舉個(gè)例子,就算理智告訴我們下圖的人物身高是沒有改變的,但你真的控制得住自己大腦的想法嗎?
其實(shí)是設(shè)計(jì)者利用人眼視覺感知的錯(cuò)覺,讓被拍物體與周圍環(huán)境產(chǎn)生錯(cuò)誤的相對性,從而在特定的角度實(shí)現(xiàn)這種不可思議的錯(cuò)覺。
看來,人類所說的“眼見為實(shí)”是不靠譜的,眼睛是靠不住的,可它帶給我們的神奇體驗(yàn)又是獨(dú)一無二的。
接下來,就讓我們欣賞幾組神奇的視錯(cuò)覺圖案。
比如撒切爾效應(yīng):這樣看下面這幅圖似乎沒什么違和感,但是一旦你將手機(jī)倒過來...
又比如這只恐龍會動、會動、動....看完你會不會嫌棄自己的大腦了?
再比如這種由于周邊視覺觀察到的異常運(yùn)動錯(cuò)覺,被稱為周邊漂流視覺。
當(dāng)頻繁眨眼或是視線持續(xù)轉(zhuǎn)移時(shí),這種效果尤其明顯。
但不管怎樣,它實(shí)際上只是一張靜止的圖片而已。
目前研究者對周邊漂流錯(cuò)覺的解釋是具有方向選擇性的神經(jīng)元對不同的對比度***做出的反應(yīng)時(shí)間存在差異,視覺神經(jīng)元對高對比度***的反應(yīng)更快。
還有下圖這張永遠(yuǎn)追不上的小黑點(diǎn),但實(shí)際上這些跳動的小黑點(diǎn)并不存在,圖中只有靜止的白點(diǎn)。
目前科學(xué)家認(rèn)為這是由側(cè)抑制導(dǎo)致的錯(cuò)覺。簡單來說,當(dāng)一個(gè)小眼受光照***時(shí),它周圍的小眼反而受到了抑制。
這樣一來,眼睛可以增強(qiáng)影像的邊緣反差、略去細(xì)節(jié)突出輪廓,使主觀視野更清晰。
至于側(cè)抑制現(xiàn)象具體的神經(jīng)學(xué)基礎(chǔ)和作用原理仍在進(jìn)一步研究當(dāng)中。
側(cè)抑***用下的棋盤陰影:陰影中的“白格”和亮光下的“灰格”是同一個(gè)顏色
不過,在現(xiàn)實(shí)中許多魔術(shù)師早已學(xué)會了利用側(cè)抑制來隱藏他們的道具。
比如他們想隱藏物體的支持物時(shí),就在周圍使用像金屬物或白布等明亮的物體,這樣黑色背景下的道具顯得更暗,群眾們便很難看出其中的奧秘。
實(shí)際上,視錯(cuò)覺現(xiàn)象早已逐漸應(yīng)用在人們的生活中,遍布了人們生活、藝術(shù)、建筑設(shè)計(jì)的各個(gè)面。比如建筑設(shè)計(jì)師便用視錯(cuò)覺來原將室內(nèi)設(shè)計(jì)的更加具有空間感。
只不過,令人哭笑不得的是,這些視錯(cuò)覺圖成為網(wǎng)上廣為流傳的測試,是全然不靠譜的做法。
比如下面這張就是測試你的智力你能看道多少張臉呢?1—3張:輕度弱智;3—6張:正常人;7—10張:超乎常人;11—13張:天才
不只是智商,類似的視錯(cuò)覺圖片,還被用來測試是否壓力大、性取向等。
但其實(shí)它們根本沒有辦法說明我們?nèi)俗陨淼膯栴}。
因?yàn)檫@種現(xiàn)象并沒有好壞的屬性,只是視覺系統(tǒng)基本運(yùn)作方式的本能體現(xiàn)。
好就好在,這些視錯(cuò)覺的‘不按常理出牌’的模式,也成為了窺探大腦運(yùn)行基本原理重要的窗口。
與其盲目地相信所謂的測試,還不如科學(xué)家早日通過它們掌握大腦的基本運(yùn)行規(guī)律,讓人類變得更聰明來得實(shí)在。
*參考資料
Opticalillusion.Wikipedia.2018.06.02
Lilacchaser.Wikipedia.2017.06.15
Bach,Michael;Poloschek,C.M.(2006)."OpticalIllusions"(PDF).Adv.Clin.Neurosci.Rehabil.6(2):20–21.
Jumpup^MichaelBach."LilacChaser".Michaelbach.de.Retrieved2010-11-18.
Bear,M.F.,B.W.Connors,andM.A.Paradiso,Neurosciences:exploringthebrain.2016:WoltersKluwer
追逐丁香視錯(cuò)覺:小圖片、大科學(xué)作者:神經(jīng)科學(xué)博士后東華君
劉宏,李哲媛,許超.視錯(cuò)覺現(xiàn)象的分類和研究進(jìn)展[J].智能系統(tǒng)學(xué)報(bào),2011,6(01):1-12.
馬先兵,孫水發(fā),夏平,龔國強(qiáng).視錯(cuò)覺及其應(yīng)用[J].電腦與信息技術(shù),2012,20(03):1-3+11.
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