眼睛,你是如何欺骗了我?
眼见不为实

视错觉是指观察者在客观因素干扰下或者自身的心理因素支配下,对图形产生的与客观事实不相符的错误的感觉。视觉错觉的种类可以分为以下三种:
「 1 – 几何错觉 」
视觉上的大小、长度、面积、方向、角度等几何构成,和实际上测得的数字有明显差别的错觉,称为几何错觉。最早开始研究几何学错觉,是在1855年Oppel所发表的分割距离错觉;即没被分割的,看起来比分割的面积来的小。以下是一些著名的几何错觉。
繆勒·莱伊尔错觉
下面两条线谁更长?

答案是一样长,只是受到左右两端箭头方向的误导,使得下方的线段显更短。
艾宾浩斯错觉
下面两个橙色的圆,哪一个大?

答案是一样大,只是受到周围环绕的圆形的对比面积误导,使得右边的圆显得更大。
赫林错觉
下面的红线是平行的吗?

答案是平行的,两条平行线因受斜线的影响呈弯曲状。这种错觉也称为弯曲错觉。
加斯特罗图形
下面A, B 两个扇形,哪个面积大?

答案是一样大,只是受到相邻线段长度对比误导,使得B扇形显得更大。
弗雷泽螺旋
这一图形是一个产生角度﹑方向错视的图形,被称作错视之王。你所看到的好像是个螺旋,但其实它是一系列完好的同心圆。

艾姆斯房间错觉
艾姆斯房间提供了一个错误的背景。实际上,后面的墙并没有与观察者平行,而是斜的,地板掩饰了这种倾斜,人也不是一大一小,而是一远一近而已。

「 2 – 认知错觉 」
是指在一定范围内改变知觉条件的情况下,人们对物体或品质的知觉却保持恒定的一种心理倾向。以下是一些著名的认知错觉。
鸭兔错觉
这是一个可以看成是鸭或是兔的暧昧图形。
由于人类对于已知物体的认知来自于特征及主要轮廓的记忆,人脑会自动的将和脑中印象相似的形状及物件做比对来判读并赋与图像的意义,所以只要该图具有人脑中对该物的主要形象就会做出判读,在不破坏主要认知特征的情况下再加上另一个特征,就会造成大脑的误判,同类有名的创作者还有达利(见下图)。

奈克方块
奈克方块是个有歧义性的图,一种诠释方式是在一个较高位置看透明立方体的俯视图,另一种诠释方式是在一个较低位置看透明立方体的仰视图。

人类的视觉系统在接收这类的图像时,会设法诠释图像的各部分,使整体的图像没有矛盾之处。有时会用奈克方块来测试人人类视觉系统的电脑模型,测试电脑模型是否可以像人类视觉系统一様的诠释这个图象。大多数的人在看奈克方块时,会将左前方的面视为立方体最接近观察者的一面,也许是因为人们在物体上方俯视物体的机率远高于物体下方仰视物体的情形,因此大脑倾向以这个的方式来诠释图像。

人类在观看奈克方块时,不会对方块的各部分有不一致的诠释。若有不一致的诠释,其结果可能会类似不可能立方体,是不可能物体的一种,如右图所示。
图地反转
图地反转的现象,因为人的知觉具有组织性,会想办法将视觉对象由背景中独立出来,这个独立出来的部分即为“图”,周围的部分则是“地”,这是由E.Rubin提出来的,有名的作品“鲁宾之杯”则是研究图地反转的代表作。


易成为图的条件:面积小、水平或垂直、位于下方、往上突出比往下垂直容易、单纯的形、反复的、被包围的、有动感的、对称的、密度高或有质感者、红色波长的颜色。

裸眼立体图
立体图(也称为“三维立体图”或“三维立体画”)是一类能够让人从中感觉到立体效果的平面图像。立体图最初用来表示需要通过立体镜观察的一对图像,如下图所示。现在所说的立体图还包括anaglyph和autostereogram等。

那么在没有设备的前提下,裸眼也是可以看到立体效果的。只是需要调整一下你看的方式。如下图,在看立体图的时候,我们需要采用右侧的这种方式。

那我们从这个基础图开始,试着用左眼看左边的红点的位置,右眼看右边的红点的位置。放松眼睛,不要让视觉聚焦在任何地方,想象这个图形会成像在这个图片物理空间后方一点的位置,然后慢慢的调整视觉焦距(有点类似斗鸡眼的移动眼球位置)直到两个红点中间出现第三个红点。这时候图上的立体效果就会展现了。




「 3 – 生理错觉 」
主要来自人体的视觉适应现象,人的感觉器官在接受过久的刺激后会钝化,也就造成了补色及视觉暂留的生理错觉。以下是一些著名的生理错觉。
赫曼方格
这是一种人类视网膜的侧抑制现象,为了聚焦,视网膜里的神经节细胞会增强焦点处接收到的刺激,减弱这一点之外的刺激。

马赫带
方块A和B的颜色一样吗?
答案是一样的。当亮度一样的两个物体放到亮度差异很大的背景中后,在暗背景中的物体会显得更亮一点。
其实在我们的生活中视错觉是非常的常见的。我们可以看到电影和动画,是因为视觉疲劳而产生的视觉暂留的现象,这也是视错觉的一种。
再举一个例子,法国国旗红:白:蓝三色的比例为33:30:37,而我们却感觉三种颜色面积相等。因为白色给人以扩张感觉,而蓝色则有收缩的感觉。
参考资料
Seckel, A. (2007). The Ultimate Book of Optical Illusions. Paw Prints.
Pinel, J. (2005) Biopsychology (6th ed.). Boston: Allyn & Bacon.
Sarcone, G. A., & Waeber, M. J. (2018). Optical illusions. Lake Forest, CA: QEB Publishing.
Types of Optical Illusions – Optical Illusions. (n.d.). Retrieved from https://sites.google.com/site/opticalillusionscmsc2/types-of-optical-illusions
视错觉. (n.d.). Retrieved from https://zh.wikipedia.org
如果对视错觉具体的身体原理,如视觉成像,视觉神经交互等感兴趣,可参考知乎作者@东华君在专栏行为与认知神经科学中的解密视错觉的文章。