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梦想成为艺术家的小工匠

艺术家和工匠的区别 前者是创新后者只是重复

 
 
 

日志

 
 

错觉  

2007-04-09 21:38:05|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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大小恒常错觉

在这幅图像中,一个大个子正在追赶一个小个子,对吗? 其实,这两个人完全是一模一样的!(不信?用尺子量量看!)

你所看见的并不一定总是你所感知的。这是怎么回事?! 对于这种错觉,斯坦福大学的心理学家 Roger Shepard 认为它与三维图像的适当的深度知觉有关。

由于环境的透视效果,使你感到后面的那个人看起来比前面的离你远。这很好理解,“透视”是绘画的基础,相信大家在中学都学过。关键是,你的视觉系统依据从视觉环境中得出的规则来作出推论。通常一个东西离你越远,它就显得越小,换句话说,它的视角变小了。在这幅图里,后面的图形与前面的有着相同的尺寸(和相同的视角〕。由于两个图形的视角相同而距离不同,因此,你的视觉系统就会认为后面的那个人一定比前面的大。如果你把后面的图形移到与前面的图形相同的位置,这种视觉的大小错觉便会消失。这幅图画中,

两个人距离不同,后面的那人虽然实际尺寸的个头很小,却显得很正常。

 

在右下角,你可以看到后景的中那个人被放到与前面的人相同的位置。现在你就会出现另外一错觉,这种错觉正好与前面提到的错觉相反。图画的背景也是非常重要的,因为它提供了深度的尺度。如果你删除背景, 图像就成了平的,没有了立体感,你就不会有错觉产生,或者,即使有也是非常微弱的。这些错觉表明:你的视觉系统从视觉环境中得出了很多规则,用以判断物体的大小和位置的关系。 


缪勒莱耶错觉  

 看看左边的带箭头的两条直线,猜猜看哪条更长?

 

其实它们一样长。这就是有名的“缪勒莱耶错觉”,也叫箭形错觉。对于这种错觉有一种理论,叫神经抑制作用理论,它认为当两个轮廓彼此贴近时,视网膜上相邻的神经团会相互抑制,结果轮廓发生了位移,产生错觉。这种理论与侧抑制相似。但我们认为,箭头起到了一定的透视作用,这种错觉应当从属于“大小恒常错觉”。更有意思的是:如果将两条线错开,不让它们对齐,那么错觉效果会更明显。

 

那是因为,在两条线错开的情况下,眼睛没有了参照和对比。


深度错觉   
    

    看看左边的图形,黑色表面是朝上还是朝下?
    你稍微注视这个图形,你将会感受到深度的倒转。这个图形也许是所有深度不明确的图形中最具代表性的,这种深度不明确的图形还有很多。这就是深度错觉。为什么会这样?现实的立体物体,是以平面的形式反映在视网膜上。视觉系统强迫地将一个平面的图形在感知为一个立体的图形。然而,在视网膜上,不同的立体物体可能会有相同的平面图像。这时,视觉系统就将平面图形感知为其中一个立体图形,但也可能会感知为另一个。同时,你的大脑在某个时间只能感觉到一种图像,而不可能同时感觉到两种图像。这一点跟“知觉模糊”类似。
 
  视觉心理学家 Richard Gregory 指出:
 
    当你注视一个用金属丝做成立方体时,你很难自发产生深度知觉的翻转。这是因为你用两只眼睛看,能够产生两眼视差,利用两眼视差就可以产生比较准确的深度知觉,而不发生翻转。如果你闭上一只眼,那么你将失去深度的信息而产生知觉的翻转。


 背景错觉

    在图中,你看见了什么?是两个头,还是一个花瓶的轮廓?
 

这个图形在视网膜上是固定不动的,但你对它的感觉却是在两种可能图形中动摇。同时感觉到两种有意义的图形是很困难的!这是怎么回事?!花瓶/人脸图形是一个主体/背景可互换的两可图形。它既可以看成是白色背景上两张对视的黑脸,也可以理解为黑色背景上白色的花瓶。在这幅主体/背景可互换的图形里,线条有两种外形。轮廓的外形取决于线条被认为图画的哪一方面--背景还是前景。视觉系统依据物体的轮廓来对其进行编码的。同时,视觉系统必须能够将物体从它的背景中区分出来。在大多数的情况下,这是非常容易的。但是在某些时候,当有伪装存在时,事情就变得困难了。观察者的知觉状态和个人偏好也会有所影响。对轮廓或是外形的偏好会导致对某一方面的加强。对于同一图形,一些人偏向于看做花瓶,一些人则更容易将其看成是脸庞。这个两可图形非常重要,它表明了视觉并不是仅仅由视网膜上的图象决定的。大脑参与了这一过程。它对视觉信息的组织是非常关键的一环。

花瓶/人脸两可错觉的起源

     1915年,丹麦心理学家Edgar Rubin使这一花瓶/人脸两可图形大扬其名,但追溯这一两可图形的家谱却远早于1915年。我们可以在18世纪法国的印刷品中找到例证,那些印刷品中的肖像画不仅描绘了通常自然状态下的花瓶,而且两个侧面像是不相同的,每个侧面像代表了一个特定的人。 

知觉模糊
    在这幅图中,你看见的是一个老妇人还是一个年轻的少女?她们都存在在于图中,但你不可能同时看见老妇人和少女。
   
    这是怎么回事?!大脑对同一静止图像赋予了不同的意义。你对每一种图形的知觉总是保持稳定,直到你的注意力转移到了别的区域或轮廓上去。当图中少女的脸部轮廓变成了老妇人的鼻梁的轮廓时,脸部的其它部分也就随之发生相应的改变。鼻梁之下的轮廓线就会被知觉为嘴巴,之下的轮廓线就会被知觉为下巴。这些局部的轮廓线的知觉彼此联系,组成了一个稳定的知觉形象。对整体和局部的知觉将相应的发生联系,最后对图形产生具有一定意义的知觉形象。视觉系统总是趋向于将类似的或相关的图形区域知觉为一个整体。在这两种图形(少女和老妇人)之间不会存在任何中间图形。呈现在视网膜上的影像并没有变化,但大脑高级神经中枢赋予图像不同的意义,图形的暧昧程度越高,意义越不稳定。这再一次说明大脑对图像有一个加工过程。
  
    图例的历史
     
    这张匿名的德国的旧明信片于(本页面上部)1888年发行,是目前发现的最早的此类图片。左边这张图片于1890年发表,它很明了地表现了它的联想线索“妻子与她的母亲”。这一图形后来被许多人改编过,其中包括两名著名的心理学家(R.W.Leeper 和 E.G.Boring)。1930年,他们在“心理旋转”概念中描述这一图形,并使之闻名世界。
 

伪装错觉

     这图画的是什么? 

在看到这幅图时,开始人们说不出它是什么意思,但经过仔细的观察或给出提示后,把图形的细节组织起来,就会发现它是一条狗。这是怎么回事?!视觉系统始终是在关注一个物体,这种效果称之为知觉的整体性。伪装就是利用了这种整体性。人类发达的颜色辨认能力也是原始人在绿叶中寻找彩色果实上进化而来的,这也是源于反伪装的作用。我们都是试图把图形从背景中分离出来,分离有一些规则:明暗、对比、线条等。当这些规则不起作用时,我们在分离图形和背景时就会出现困难。当你看这幅图时,你会极力试图寻找它的意义。开始会很困难,经过一阵努力或给出提示后,视觉系统就有了足够的线索认出它来。大脑在语言的刺激下,主动为图像加上一些明暗、对比、线条。

第二个实验

     现在你已经看到这只狗了,你会发现再把这幅图理解成完全无意义的,简直是难于上青天!对于你,这幅图变得永远有意义了。这与那种双意义图形正好相对,双意义图形永远在两种意义之间变化,你不能决定那一种更有意义。视网膜上的物象是不会改变的,但是你的大脑总是试图给图象找出一个合理的解释,直到找到某种有意义与之对应为止。这说明你的大脑对图象有一个主动加工的过程。
 

Fraser螺旋错觉  

 第一幅图就是Fraser螺旋。黑色的一圈圈的弧看起来是一个螺旋,其实它们是由一组同心圆构成。

这是怎么回事?背景上每一个带有方向性的小单元格使之产生螺旋上升的知觉。更重要的是,黑色内切的线条,它起到了引导的作用。

再看第二幅图,这种幻觉就不明显了。比较一下两者的黑色线条,看看有什么不同。

 

 第一幅图中,每一小段黑线是内切螺旋的,但整体却不是,许多小段的螺旋影响了大脑对整体的判断,产生了Fraser螺旋错觉。这种错觉在视网膜及视神经细胞上的具体原理和成因尚在研究中。 


  侧抑制

    看看左边的图,是不是觉得,左边的灰色方块要浅一点,亮一点

其实,两个灰色方块是完全一样的。不信?遮住周围的区域你再看看。这就是典型的侧抑制过程!这是怎么回事?!物理上,这两个灰色方块的明暗程度是一样的,但它们邻近的区域是不同的,被更亮的区域包围的方块显得暗些,而被暗一些的区域包围的方块显得亮些。

生理学上的解释:视网膜由许多小的光敏神经细胞组成。许多科学家都认为,激活单独一个细胞是不可能的,某个细胞的激活总会影响邻近的细胞。他们发现,刺激某个细胞得到较大反应时,再刺激它邻近细胞,反应会减弱。也就是说,周围的细胞抑制了它的反应。这种现象被称之为“侧抑制”,它发生在视网膜上一种叫做侧细胞丛的结构上。魔术师都用这种对比效应来隐藏道具。比如,想隐藏黑色的支持物时,魔术师就在周围使用明亮的物体,金属物或白布等等,这样黑色背景下的道具显得更暗。
 
    Hermann栅格

    

看到交叉处的灰点了吗?仔细看看,它并不存在。这是一种更有意思的侧抑制现象。交叉处四周都是明亮的白条,而白条的周围只有两处黑色区域。所以,注视交叉处的视网膜区域比注视白条的区域受到更多的抑制,这样交叉处显得比其它区域暗一些。在交叉处就能看到灰点。这种效果在视野周围更显著一些,因为侧抑制在更远的距离上发生作用。


 视觉后像

     盯着灯泡看三十秒种以上,尽力不要移动目光。然后把目光移任何白色的区域。

   

看到灯泡发光了吗?这就是经典的“视觉后像”。这是怎么回事?!视觉系统对变化的刺激更敏感。当刺激变成白色时,原来注意黑色的细胞,反应比其它细胞更强烈,产生更亮的后象,好象是一盏点燃的灯。这是一个负后象,当然,正后象也存在。光刺激作用于视觉器官时,细胞的兴奋并不随着刺激的终止而消失,而能保留一短暂的时间。这种在刺激停止后所保留下来的感觉印象称为后象。

    视觉后象分正后象和负后象两种。正后象是一种与原来刺激性质相同的感觉印象。负后象则是一种与原来刺激相反的感觉印象。如光亮部分变为黑暗部分,黑暗部分变为光亮部分。正负后象的发生是由于神经兴奋所留下的痕迹的作用。我们看的电视、电影就是正后像的应用。胶片以24张/秒的速度放映,视觉的残留使我们产生错觉,误认为画面是连续的。如果看到的是一个有颜色的光刺激,则负后象是原来注视的颜色的补色。后象的持续时间受刺激的强度、作用时间、接受刺激的视网膜部位及疲劳等因素的影响。
 
填充错觉

    看看左边那幅图,盯着黑点,目光不要移动,你觉得灰雾消失了!

    同样的你试试右边的那幅,这次灰雾不会消失了。这是怎么回事?!视觉系统对变化有更强的反应。一个不断变化的刺激物比一个静止的物体更重要。稳定状态的刺激会逐渐被忽略。几乎任何不产生变化的刺激最终都会被忽略。比如,疼痛神经末梢,从而解释了长留的疼痛。因此,看静止画面时,眼睛不停做出轻微的眼部运动,使视觉画面不断发生变化,以加强刺激。但是,当眼部系统没有参照物来调整眼部运动时,稳定的刺激就会逐渐被忽略。比如左边的图。而右边的图有一个虚线圈作为参照物。


不可能的三角形

    这个三角形任何一个角看起来都是合情合理的,但是当你从整体来看,你就会发现一个自相矛盾的地方。
   
    三角形的三条边两两垂直。但是,不知何故,它们组成了一个不可能的结构!我们很难设想它是怎么构成一个看似非常真实的三维物体的!这是怎么回事?!其实,造成“不可能图形”的并不是图形本身,而是你对图形的三维知觉系统,这一系统在你知觉图形的立体心理模型时强制作用。在把二维平面图形知觉为你三维立体心理图形时,执行这一过程的机制会极大地影响你的视觉系统。正是在这一强制执行的机制的影响下,你的视觉系统对图形中的每一个点都赋予了深度。换句话说,一幅图像的某些二维结构元素和你三维知觉解释系统的某些结构元素相对应。二维直线被解释成三维直线。二维的平面被解释为三维的平面。在透视图像中,锐角和钝角都被解释为 90°角。外面的线段被看作是外形轮廓的分界线。这一外形分界线在你定义整个心理图像的外形轮廓时起着及其重要的作用。这说明,在没有相反信息的影响下,你的视觉系统总是假定你从一个主要视角观看事物。三角形的每一个顶角都产生透视,三个90°的角,而且,每条边的距离变化不同。把三个顶角合成一个整体,就产生了一个空间不可能图形。
    不可能的三角形的现实模型
    
    在现实生活中,我们可以构造出这个不可能三角形的物理模型,但这个模型只能从某一个角度看才是不可能的。看一看左边的这个例子!其中,在镜子中显示的才是真实的结构!
 

不可能的三叉戟
    在所有不可能图形中,最著名也是最有意思的当数“不可能的三叉戟”。
   
    图形的上半部分,是两根方形的柱子。而图形的下半部分,是三根圆形的柱子。把这两部分分开看时,对于它们的形状就出现了不同的解释。把这两部分结合在一起时,上半部分的物体成分渐变成了下半部分的背景。图形也就违反了物体成分与背景间关系的基本特性。这是怎么回事?!当你看这个图形时,你首先考虑的是它的轮廓或是等高线,你会去注意它的边界。由此你的视觉系统发生了混乱,因为图形的轮廓线间的关系是不明确的(被红线标出的)。同一条线,两种解释都符合。这种幻觉正是建立在这样的事实上:每两条线在一端形成一个圆柱,而每三条却在另一端形成矩形框的基础上的。这种不明确还违背了另一种基本特性,即在平面与曲面之间平面被扭动成曲面。两个突出的边缘也可以解释成是三个直角面的边缘或者说是圆柱表面的无滑动边缘。
   “不可能的三叉戟”的历史
    
    这幅图形是艺术家Norman Mingo在1965年三月的MAD杂志上摘录的。它还有另外的名称:“魔鬼的餐叉”、“三个U形棍”、“不可能的圆柱”等等。没有人知道谁最先设计了这种图形,尽管它最开始是在1964年5月和7月同时出现在几个很流行的工程学,航空学和科幻小说类出版物上的。同年,D.H.Schuster在《美国心理杂志》发表了一篇文章,第一次提出了不可能图形在心理学界的重要性。早在五十年代中期,一位MIT工程师就率先提出了这一观点,只是当时没有能够得到证实。

不可能的楼梯
    在这个楼梯中,哪一个是最高的台阶?最低的呢?
   
    顺时针走的时候,会发生什么呢?逆时针,情况会怎么样呢?这个楼梯在概念上是不可能,但看上去却很真实。
    这是怎么回事?!其实,只是看的角度特殊而已。实际上每一级台阶都有轻微的倾斜。
   
    M.C. Escher 、 Lionel 和 Roger Penrose使这个不可能楼梯图形很有名,但是它是多年前瑞典的艺术家 Oscar Reutersvard 独立发现的。不过 Penroses 和 Escher并不知道他的发现。在20世纪60年代,斯坦福大学心理系家 Roger Shepard 制作了一个关于这个不可能楼梯的听觉版本。
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