下面的灰色网格中有12个黑点。试试看。你能一次看到他们吗?
你可能已经发现,在画面中似乎无法一下子看到所有的点:远离视线中心,本该存在的小黑点似乎消失了,只有移动视线才能重新出现。
这幅画叫做“尼尼奥熄灭幻觉”。其实是另一种更著名的视错觉——闪光网格错觉——几次进化的产物。这些格子上的视错觉作品可以追溯到100多年前。在格子的交汇处,上演了一场虚无缥缈、忽明忽暗甚至完全消失的魔幻剧。这些错觉也揭示了人类视觉感知的秘密。
前方失明预警
事实上,网格交叉处明暗闪烁的视错觉由来已久。
最初的网格错觉是由Ludimar Hermann在1870年发现并报道的,它被命名为 Hermann网格错觉 [2]。原来的赫曼网格图案相当简单:黑色方块排列整齐,中间垂直相交的白色条纹空。然而在观察这张图的时候,观者总会觉得在光的拐角所能到达的白色路口处有暗点,只要把视线的中心转移到那里,“暗点”就会消失,仿佛永远追不到了。
赫尔曼网格错觉,复古经典。
这一现象引起了研究者的兴趣,他们对原始图案进行了各种变形,得出了这种视错觉现象的规律性。
如果黑色方块的填充颜色变为灰色,黑点似乎仍然存在:
如果正方形的边框去掉,变成没有边框的网格,怎么办?因此,黑点仍然会出现:
然而,这个神秘的小黑点并不总是那么顽强。如果将黑白图片替换为两种亮度相同的颜色,错觉就会消失:
而且,如果将原图旋转45度,错觉也会减弱:
如果把黑色方块四边的直线全部换成波浪形,错觉就会完全消失:
1985年,Bergen对Herman grid进行了又一次开创性的改造:他模糊了原来的图案。在模糊光栅图像中,交叉点颜色最深,条纹因模糊而略浅。这样一来,错觉效果变得更加明显,甚至让人有闪烁的感觉。
1997年,在卑尔根的基础上,施拉夫等人又创造了另一部教科书级别的经典视错觉作品——闪烁网格错觉。这一次,条纹变暗为灰色,而交叉处保持白色,交叉处的白点略大于条纹的宽度——这有助于制造错觉,当它们的宽度比达到1.4:1时,错觉效果最佳。
炫目的闪烁格子,又一个经典图案,我先瞎了。
在对闪烁网格的研究中,Schlauf发现了一种新的视错觉。如果把路口的亮点缩小到更小的尺寸,在角落里,会有一种点会消失的感觉,他称之为消光错觉。
“我看不到所有黑点”开头的图,是灭幻的变种。黑点数量比较少,距离也比较远,所以错觉比较明显。
那么,这些发生在路口的视错觉是什么呢?可以肯定的是,这与视觉系统对明暗信息的感知和处理有关。
起初,很多人认为遮光的这种“错误”源于视网膜,用侧抑制理论来解释。侧抑制是一个神经细胞对附近其他神经细胞的抑制。结果,来自那些弱激活细胞的信号被附近的强信号“覆盖”。视网膜上的侧抑制是帮助我们看清边界、颜色变化和亮度对比的重要工具。
侧抑制图|维基百科
根据这一理论,“硬件配置”在整个视网膜中是不均匀的:“一对一精细管理”在视觉中心实施,明暗信息更加准确。在角落,每个视觉细胞的接收面积更大,视觉处理更粗糙。在转角的交叉处,明暗对比没有其他地方清晰,白色部分看起来不那么明亮。
(这张图是对侧抑制理论的解释。a是视觉的中心,B是视觉的边缘。A处细胞分布较多,每个细胞负责一个小范围,明暗信息更准确,而b处细胞较少,范围较大,与非交点处相比,交点处细胞接收的黑色较少,因此明暗对比不足,白色看起来不太亮。)
这个经典理论听起来很有道理,但也受到广泛质疑。举个例子,根据上面的解释,十字线的朝向应该不重要,但是旋转45°就足以让错觉减少很多,而波浪状的网格只是让错觉消失,这是视网膜上的侧抑制无法解释的。
因此,研究人员从视觉系统的更高层次——大脑皮层找到了原因。根据新理论,这些视错觉与视觉皮层中的一种神经细胞(S1简单细胞)有关。
在视觉系统中,有两个系统处理明暗:一个负责“开”信号,另一个负责“关”信号。在视觉皮层中,有一些神经细胞选择性地接收亮暗信号,同时具有方向选择性——即它们会被特定方向的连续亮条或暗条激活,它们是S1简单细胞。其中负责水平和垂直方向的细胞最多,这可以解释为什么错觉效应在水平和垂直网格中最明显。
对明暗的方向性选择性感知可以解释为什么水平和垂直的格子错觉最明显|彼得·H·席勒,克里斯蒂娜·E·卡维
对于最初的网格错觉,横竖白条可以很好的激活相应方向的on细胞,从而感知清晰明亮的线条。在交点处,轮廓的缺失使得水平和垂直两个方向的方向细胞的激活度都很低,于是这里的“亮度”降低,我们感知到了暗斑。
在闪光网格中,白点也切断了连续的线条,也改变了灰线与周围环境的相对亮度(本来和周围相比,灰色是“亮”的,但和白点相比就变得“暗”了),所以路口的明暗感知也更受干扰。但视觉焦点处提供给神经细胞的信息是充分的,处理是精细的,所以不会产生错觉。
在白底灰线的画面中,交叉点的小黑点也破坏了线条的连续性,降低了方向性关闭细胞的激活程度,导致“黑暗”感知的下降。于是,黑点在灰色的背景中变得不显眼,仿佛“消失”了。
100多年来,网格错觉“欺骗”了人们的眼睛,通过它,我们可以了解到更多关于视觉感知的奥秘。
参考
[1]http://sp loid . gizmodo . com/can-you-see-all-12-black-dots-at-once-1786512711
[2]j .尼尼奥和K. A .史蒂文斯(2000年)。赫尔曼格网上的变奏:一种灭绝幻觉。感知,29(10),1209-1217。
[3]钱,k .,川边,t .,山田,y .,K. (2012)。方位加工在闪烁网格错觉中的作用。注意力、知觉和心理物理学,74-5,1020-1032。
[4]席勒,P. H .,&卡维,C. E. (2005年)。赫尔曼格子错觉再探。感知,34(11),1375-1397
安AI:毕竟你人类的信号处理系统太粗糙了。

作者:达勒斯_陈
艺术经纬:窗敲雨
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