这些图是如何骗过了你的大脑?

满满的都是套路。

图片来源:网络

谁会不喜欢视错觉呢?它们以各种有趣的方式提醒着人们:眼睛和大脑很爱开玩笑捉弄主人一把啊。从距离透视到生理感知,能够引起视线错觉的途径难以胜数。下文列举了几种最广为人知的视错觉案例,并对其背后的科学原理一一分解。为什么随着这些翻转的光幻觉看进去,实际情况与视觉呈现并不一样呢?下面就来一探究竟。

以下这些视错觉可能让你对自己的亲眼所见产生质疑。

艾姆斯房间视错觉

说出来可能很难令人信服,但照片上这两人实际身高是一样的。我们现在看到的被称作艾姆斯房间,由一位美国医生在1940年发明。这种错觉要求观者透过小孔去观察呈现为立方体的房间,而事实上房间却是梯形构造。倾斜的墙壁与天花板,再加上内部巧妙的背景处理,让眼睛完全错误的感觉出高度差。当两人都进入这间房时,视觉诡计就使得其中一人看起来更高,即便两人来回走动时也同样如此。好莱坞曾经利用艾姆斯房间效应打造电影特效,比如《指环王》和1971年版的《查理和巧克力工厂》都有涉及。点击观看下方视频来了解艾姆斯房间具体发挥作用的过程吧。

旋转的女舞者视错觉

第一眼观察这幅女舞者持续快速转圈的图像时,你或许不觉得自己看到了什么神奇的东西。但如果告诉你并非每个人看到的转动的方向都一样,你会怎么想呢?事实上,有些人如果盯着看的时间够长,还能看到舞者换了方向。网页设计师Nobuyuki Kayahara在2013年创造了眼前这幅名为《旋转的女舞者》的视错觉图,绝大部分人都会看到舞者是在以顺时针方向旋转。然而也有一部分人会看到她在逆时针旋转。为什么呢?因为这个剪影是投射在平面的2D形象,缺少了一个表示深浅的维度。比如,舞者的胳膊可以被视作在她本人和观者之间运动,也可以被视作在她身体背后运动。这种视错觉曾经被认为可以用来判断观者主要使用大脑左侧还是右侧,可事实并非如此。人们会很有趣的发现舞者在做顺时针转动,但很难看到她改变方向。

缪勒-莱尔错觉

这张动图出自意大利研究者及视觉艺术家Gianni Sarcone之手,画面展示的便是著名的缪勒-莱尔视错觉。原本等长的线条因为两端箭头朝向的不同,而被人们认为是长度不同。幻视艺术家Sarcone依此创作的脉冲星图上,蓝色和黑色的线条如魔法般收缩伸长,而实际上它们的长度并没有变化。为什么会这样?一种可行解释是,箭头的角度变化会引起我们对于长度的主观感知发生改变。箭头朝内时,观者会认为这个物体或线条收缩而变短,箭头朝外时,视错觉又让眼睛误以为同一物体或线条在变长。

咖啡墙错觉

这项很酷的视错觉最早在19世纪末期就被提出,英国的Richard Gregory教授则在1973年作了重新解读。当时他实验室的一名成员去英格兰布里斯托尔的咖啡馆时,发现装潢有些令人匪夷所思。墙壁上的瓷砖让人产生了幻觉,原本由深浅两色瓷砖之间的平行直线条,看起来却以一种角度在倾斜渐变。当方块瓷砖颜色变为对比更鲜明的黑白色时,视错觉现象会更加明显。有趣的是,瓷砖之间的水泥线必须存在,如果它偏细或者被移除,咖啡墙错觉就不再起作用了。我们之所以感觉线条变得倾斜,是因为大脑神经元的互动活动,不同类型的神经元各自对深色和浅色产生反应。据《新视界百科全书》介绍:“当水泥线沿线存在亮度对比时,就会有小规模对称性出现,显得似乎有一半深色和一半浅色的瓷砖便朝对方方向移动,形成了很多个小楔子。这些小楔子又会整合成较长的楔子,大脑便将原本平直的水泥线解读成斜线。”

追逐丁香视错觉

眼睛盯住中心的黑十字架看十秒钟,你看见了什么?首先是一个与背景相同颜色的空缺圆点在丁香园环上顺时针依次出现;随后这个空缺圆点变成一个模糊的绿色圆点继续顺时针转动,仿佛是在追赶那些丁香色的圆点;如果盯着看的时间够长,你就会发现这些丁香色圆点全部消失不见,只剩下一个绿色圆点在环上转动。画面展示的追逐丁香视错觉同时也被称作吃豆子视错觉,是由视觉专家Jeremy Hinton在2005年发明创作的。此种视错觉的出现是多个视觉效应结合而成的作品。

首先得益于似动现象(phi phenomenon),我们才能感觉出这些圆点的运动轨迹。当物体以极快速度阶段性移动时,人们主观上就在似动现象的效应下将其认知为持续性的运动。绿色圆点的出现则是由于负残像(negative afterimage effect)。这里的残象指的是在一个刺激物消失之后我们依然能“看见”的形象,负残像则是指眼睛盯着目标颜色一段时间后,转向背景会产生目标色的补色的视觉效应。所以在我们视网膜视锥细胞变得疲劳之后,绿色便代替丁香色出现了。盯的时间越长,负残像效应就会越明显。因此才会在盯着同一位置看几秒钟之后出现绿色圆点。最后所有丁香色圆点的消失则是因为特克斯勒消逝现象,也就是在我们目光长时间聚焦在某个固定点之后,余光周围的其他视觉刺激将会慢慢淡化直至消失,与背景色相同的灰色圆点完全取代了丁香色圆点,因此只剩下绿色负残像和灰色背景图了。

艾宾浩斯错觉

观察图中橙色圆点,你认为哪个更大呢?如果有人告诉你,这两个橙点大小完全一样,你会相信吗?右边的圆点显得更大,正是由于艾宾浩斯错觉所导致。19世纪末期,德国心理学家艾宾浩斯在相对大小感知差异的基础上发明了这一视错觉。围绕在橙色圆点周边的视觉线索起到参考作用,让我们的大脑误以为右侧圆点更大。

棋盘阴影错觉

麻省理工学院视觉科学教授Edward H. Adelson在1995年公布了这一视错觉图,被称为棋盘阴影错觉。图中方块A与B实际上是一样的灰色,但观者却会认为B比A暗淡许多。要理解这一错觉,就涉及到大脑对3D物体的感知。观者预知图中绿色圆柱体会在棋盘上投射阴影,因此自动“脑补”了阴影处的对比颜色以看的更加清楚。也就是说,图中圆柱体阴影是因为视错觉而产生,实际并不存在的。如果你仍然不愿相信眼前所见,尽管可以在在任何编辑软件里打开该图,把方块切割出来进行观察,就会发现二者颜色的确一样。

闪光栅格错觉

闪光栅格错觉和著名的赫尔曼栅格错觉颇为相似。赫尔曼栅格图案如下:黑色的方块整齐排列,中间空出了垂直相交的白色条纹。而在观察这幅图的时候,观看者却总会觉得余光所及之处,白色交叉点上存在着暗点,而只要视线中心转移到那里,幽灵般的暗点就会消失,仿佛永远都追逐不到。闪光栅格再此基础上更进一步,黑色背景上分布着灰色网格,交汇处则是白色圆点。当观者看向栅格时,就会有黑色圆点在各个交汇处突然出现,甚至让人产生了“闪烁”的感觉。这与视觉系统对明暗光线的对比感知相关,白点有时被感知为白色,有时被感知为黑色。这张错觉图还有其他变形,在白色背景上排布灰色圆点。

有趣的是,这种视错觉只有在观者眼睛不聚焦在某一固定点时才能出现,如果距离图案太远,黑色的圆点就会消失。对此错觉的一种解释为侧抑制理论(lateral inhibition),也就是神经细胞对其他附近神经细胞的抑制作用,其结果是,那些激活较弱的细胞发出的信号被旁边的强信号“覆盖”掉了。下方视频对侧抑制理论发挥作用的过程作了详细解读。

(翻译:刘欣)

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