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立体还是平面?我搞不清楚究竟是眼瞎还是大脑撒谎了 精选

已有 3313 次阅读 2019-6-7 11:05 |系统分类:科普集锦

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不可否认,每个人都对神奇的视错觉图片欲罢不能。

伴随着视错觉艺术的丰富,人们似乎不再局限于二维平面了。

比如下面这个阶梯状的物体,便夺得了2018年年度最佳幻觉大赛的冠军。





当放置不同角度的镜子时,那个小黄旗似乎也不停地变换位置,让人看得眼花缭乱。

仔细观察,大脑不光跟不上节奏,都要被它们搞得短路了。




可事实上,这个看起来立体的几何图形只是一个平面图形罢了。

是的,只有那面小黄旗才是真实站立的,其他都是二维。

这也是为什么不同角度,整个图形都发生了很大的转变。





类似这样利用特殊形状与视角,骗过我们大脑的视错觉历年来出现不少。

又比如:一根小棍可以穿过正方体的三个平面的奇迹。





可真相却令人震惊,因为它压根就不是标准的正方体。





但就算你知道其中的真相又怎样,还是没法劝服自己的眼睛。

那么问题来了,人眼识别立体事物究竟有什么bug才会出现这样的幻觉?

必须要使用一定的手段,大脑才能反应过来自己又被骗了。但从另一方面讲,是它先前撒下的谎言。

有意思的是,人类却常常用这些立体错觉,来证明大脑的实力



圆柱体与长方体中灵活切换,猜猜这是怎么回事?

相信很多人看过“旋转的舞女”,以及与它相关的测试分析。

还记得你第一眼看到她时,你觉得她是顺时针还是逆时针转吗?





如果你看见她是顺时针转,说明你善于运用右脑;

如果是逆时针转,说明你更善于使用左脑。

如果你能到两个方向自由转换,那么你就是智商逆天的天才了。

据说耶鲁耗时五年的研究发现,只有14%的美国人才能做到。

根据所给出的答案,很多人用左右脑、性格、情绪理论进行解释。





不过很抱歉,所有的解密都是无稽之谈,这是一种视错觉而已。

所谓霸气的耶鲁研究,实则是日本广岛大学95届经济学系毕业生设计的。

作为一名Flash专家,他利用34到36张"模棱两可"的歧义图片设计出的动图。

在这里,我们先来教大家一个秒变天才的方法。





如果你最先看到的是逆时针,那么你肯定是将它堪称是左脚支撑的。

那么现在请你花几秒的时间,将支撑的脚"看"成是右脚。

你就会发现,原本顺时针旋转的舞女,变戏法般地成了逆时针旋转了。

所以无论你看到什么,这都和你的压力、智商或惯用左脑或右脑没有关系。





那么,为什么一开始大家看到的方向不同呢?

其实,这个旋转的舞女本来的名称叫做剪影视错觉。

其原理很简单,是因为这个动图所提供的信息模糊。

因为该图并没有提供足够多的讯息告诉大脑是往哪个方向转。

所以,大脑在试图判读此图的空间深度时,就会主动帮我们补上深度。





可为什么凭借投影,不能判断出外在物体的原貌呢?

这是因为视觉系统面对外在世界时产生的光学逆源问题造成的。

如上图所示,外在世界中红色线条的两种旋转方法,会在视网膜上造成几乎相同的投影。

视网膜上的资讯是平面二维的,而这些二维的资讯并不足以建构出外在的三维立体世界。

所以,大脑很难光从投影就判断出外在物体的原貌。

比如奈克方块错觉就是一个直观典型的例子。





上面左图的奈克方块可能是下面两种方块的投影。

也正因此,在观看上图时,有可能会看到以下两种诠释。

当它们合在一起就变成了上面右边这个不可能的立方体。



看到这里,你总算知道了“旋转的舞女”背后的真实奥秘了吧。

除了这个剪影错觉外,网络上一直盯着人看的小恐龙也常被人议论。

看起来怪渗人的,但它只是暴露了视觉系统一个重大的bug。

也就是,我们的眼睛偏爱将凹陷的形状,看成是凸起状。

你看,这只恐龙会动、会动、动....

等到最后一秒,有没有感觉自己的智商又被侮辱了。





可就算你知道这种纸模的头部是凹陷的又怎样,你敢说你能摆脱它迷人的注视?

答案是不能的。那这是为什么呢?

假如恐龙的脸是正常的,当我们向左挪动几步,我们会看到更多恐龙右脸的部分,左脸则会被挡住。

然而,由于恐龙是凹陷下去的,所以当我们向左挪动时,我们实际看到了恐龙更多的左脸,而右脸反而被挡住了。





此时,大脑自动脑补出的解释是:恐龙的脸肯定是跟着你动了,且比你动的幅度还要大。

当然,这群磨人的小恐龙转到一定角度时,就露馅了。

类似地原理,下面这种几乎360度无死角的人像面具更令人叹服。

而这种现象有个很简单粗暴的名字:凹脸错觉(hollow-face Illusion)。





它是指当人们观察一个凹下去的人脸面具时,你总会将它的脸看成是凸起的。

除非是非常非常近距离的角度观察才能够真实地看出。否则无论怎样改变视角,这种视错觉效应仍旧存在。

比如上面这个旋转的面具,从侧面不难看出,它应该是一面凹一面凸的。

然而,你始终无法从中看出凹下去的,只能看到凸起的。

就算我们认为的光源反方向打光,错觉依然存在。





一直以来,人们将所见的物体看成凸起的凹脸错觉视为是一种普遍的倾向。

只不过,这可能并不能很好地解释其出现的原因。

回想一下,当我们在一定距离之外观察,其他物体都能产生类似的错觉。

其中最为典型的例子便是空想性视错觉,一种脑补过多带来的知觉现象。




“万物皆是脸”


然而凹陷的脸更为特殊,因其产生的错觉特别强烈。

实验发现,相比造型随意的凹陷物体,凹陷的人脸模型产生了明显更强的错觉。

甚至将人脸模型倒置同样会减弱把凹陷看成凸起的倾向。

观察者必须靠得更近才能消除错觉的影响。比如在3D人脸模型中逐步加入噪点使其失真,才能让凹脸错觉随之减弱。




加入噪点可使凹脸错觉的作用逐渐减弱。图片来自:Hill, H., & Johnston, A


其实人类对视觉信息处理有一种特殊的加工方式,即自上而下的处理方式(top-down process)。

它称为概念驱动处理,因为你的感知受到期望,现有信念和理解的影响。

大多数情况下,此过程在没有意识的情况下发生。

只有在某些情况下,你才能察觉到它所带的影响。

我们会在网络上看到的斯特鲁普效应便是它带来的。



有多少人能舌头不打结地快速念出第一排字的颜色呢?


比如上面这个图,你能快速地说出词语的颜色,而非词语本身吗?

能是能,不过你有发现自己说出正确的颜色比其他时候要慢得多。

又比如当你阅读一段文本时,你可能会发现自己甚至没有注意到错别字。

因为在你阅读时,前面的文字提供了您可以期待下一步阅读的内容。

至于如何形成对新事物的知觉,则需要繁琐复杂的自下而上的加工方式。

它需要仔细加工眼前的事物,再将细节组合起来,一砖一瓦地构建。



事实上,凹脸错觉则可以看成是大脑“偷懒”的过程。

因为它不想进行自下而上加工,就随便匹配新的事物糊弄过去。

有时候为了偷懒,它还会忽略一些事物的细节差异,强行匹配上去。

甚至光影信息矛盾,大脑也是通过经验让我们感知到了凸出的人脸。

这样一来,它就能省去加工凹脸认知过程了。

当然,除了脸,缺乏细节的其他物体也容易被看成是凸起的。



尽管凹脸错觉的作用很强,但人们发现精神分裂患者可以不被其骗过。

因其认知加工方式出现异常,不具备凹脸错觉产生所需的要素了。

但目前研究认为一个人看不到凹脸错觉,不一定是患上了精神分裂症。



看到这里,你还相信人类所说的“眼见为实”是靠谱的吗?

有趣的是,这些视错觉也都是人类自己创造的。

虽说它证明了人眼认识事物是存在bug的,靠不住的。但不得不说,它带给我们的神奇体验也是独一无二的。

接下来,就让我们欣赏近年来几组神奇的视错觉图案。

比如小棍居然顺利穿过四根平行的柱子,是怎么做的呢?



又比如下面一个凸起来的弧形车棚,放小球居然没有受重力作用往下掉。



这算什么,学以致用的你可能认为是凹面错觉导致的。

但在镜子面前,它的形状居然瞬间被折叠....



伴随着时代的变化,视错觉也不断推陈出新,花样百出。

如今这些新的视错觉图片,也很难被民间拿来做各种测试了。

毕竟一直以来视错觉只是视觉系统基本运作方式的本能体现罢了。

不过,要是能设计出这些迷惑别人的视错觉图,也不失为碾压别人智商的砝码。

又或者退一步,你能推出上文没有解密几组视错觉是如何做到的嘛?



要是不能,那你勇敢说出你盯着这两张图看一两分钟的感受吧。


回复“视错觉”三个字,可得到答案


*参考资料

Some insight into how the hollow-face illusion works.By dmunger on July 14, 2009.

The 'Best Illusions of The Year' Have Just Been Released, And Yes, Your Brain Will HurtJACINTA BOWLER 30 OCT 2018

Top-Down Processing and Perception By Kendra Cherry | Updated December 29, 2018

Optical illusion.wikipedia.on 16 May 2019, at 10:27 (UTC).

Hollow-Face illusion From Wikipedia, the free encyclopedia Jump to navigation Jump to search

Wichowicz, H. M., Ciszewski, S., Żuk, K., & Rybak-Korneluk, A. (2016). Hollow mask illusion–is it really a test for schizophrenia?. Psychiatr. Pol, 50(4), 741-745

大脑:凹进去的脸?不存在的 2017年09月01日 10:51 果壳网 作者:Dalles_Chen

刘宏,李哲媛,许超.视错觉现象的分类和研究进展[J].智能系统学报,2011,6(01):1-12.

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