視錯覺中的認(rèn)知錯覺探究

張莉梅，王群山

(北京服裝學(xué)院 服飾藝術(shù)學(xué)院，北京 100000)

1 視錯覺中的認(rèn)知錯覺

一直以來，人類早已發(fā)現(xiàn)，眼見有時(shí)候并不為實(shí)，視覺觀察并不是對物理世界的直接解讀。視覺是我們換取世界訊息又有力的來源，而心靈又是一塊絢麗的畫布，在解讀獲取的訊息的過程中，眼睛只是重建我們所處環(huán)境和視覺感知的媒介，一些大腦產(chǎn)生的錯覺會讓我們質(zhì)疑現(xiàn)實(shí)生活的許多表現(xiàn)。視錯覺藝術(shù)或稱為光效應(yīng)藝術(shù)、光學(xué)藝術(shù)或者視網(wǎng)膜藝術(shù)，是利用光學(xué)技術(shù)的發(fā)展來營造欺騙眼睛的錯覺，其中視覺系統(tǒng)中的光學(xué)成分、網(wǎng)膜成分、皮層成分、認(rèn)知成分各自起著不同的作用。藝術(shù)家使用點(diǎn)、線的重制，幾何的轉(zhuǎn)變顛倒和位置的變化等引起觀察者的錯覺，譬喻在平面的畫面里出現(xiàn)了立體效果或一些不同尋常的成效。

1.1 視錯覺的特征

視錯覺是一種由視覺系統(tǒng)導(dǎo)致的與現(xiàn)實(shí)不同的視覺幻想。雖然幻想的種類繁多，不能將其全部整理分類，但其發(fā)生的主要原因可分為心理和生理兩種因素，理查德格雷戈里提出的分類提供了一個(gè)有用的方向，他將視錯覺分為三個(gè)主要的類別：物理錯覺，生理錯覺和認(rèn)知錯覺。物理錯覺產(chǎn)生的原因是由物理環(huán)境引起的，例如由水的光學(xué)特性。一個(gè)典型例子是觀察水中的筆，水上部分和水下部分會發(fā)生明顯彎曲；生理錯覺主要來自眼睛的視覺適應(yīng)；認(rèn)知錯覺是最廣為人知的。

1.2 認(rèn)知錯覺

認(rèn)知錯覺是通過與世界假設(shè)的相互作用而產(chǎn)生的，導(dǎo)致“無意識的推論”，這是19世紀(jì)德國物理學(xué)家和醫(yī)生赫爾曼·亥姆霍茲(Hermann Helmholtz)首次提出的觀點(diǎn)。認(rèn)知錯覺通常分為模糊錯覺，幾何學(xué)錯覺，悖論錯覺。

(1) 模糊錯覺

由E.Rubin提出來的，可以解釋引起感知“轉(zhuǎn)換”的圖片或?qū)ο?。由于人的知覺具備恒常性，為了更好的理解世界，有必要將感覺組織成有意義的信息，所以觀者會找到將視覺對象與背景分開的方法。格式塔理論可以用來解釋許多錯覺，例如兔鴨錯覺(如圖1)，整個(gè)圖像在觀察中會來回變換，時(shí)而為鴨子時(shí)而為兔子。由于人類對于已知物體的認(rèn)知來自于對物體的特征及主要輪廓的記憶，人腦會自動的將和腦中印象相似的形狀及物件做比對來判讀并賦與圖像的意義，所以只要該圖具有人腦中對該物的主要形象就會做出判讀，在不破壞主要認(rèn)知特征的情況下再加上另一個(gè)特征，就會造成大腦的誤判，同類有名的創(chuàng)作者還有達(dá)利。

(2) 幾何學(xué)錯覺

格式塔心理學(xué)家認(rèn)為，這樣做的一種方法是將單個(gè)感官刺激視為一個(gè)有意義的整體。視覺上的大小、長度、面積、方向、角度等幾何構(gòu)成，和實(shí)際上測得的數(shù)字有明顯差別的錯覺，稱為幾何學(xué)錯覺。一個(gè)最經(jīng)典的例子是咖啡墻錯覺(如圖2)以及著名的繆勒-萊爾錯覺、龐佐錯覺和月亮錯覺?？Х葟d壁錯覺是一個(gè)幾何光學(xué)錯覺，圖中的水平線是平行的，盡管看起來彼此處于不同的角度，交替的黑色和白色“磚”似乎是傾斜的?？娎?萊爾錯覺(如圖3)這種錯覺是由德國社會學(xué)家FranzCarlMüller -Lyer(1857-1916)于1889年設(shè)計(jì)。當(dāng)要求觀眾在圖上的線段上放置標(biāo)記時(shí)，他們總是選擇箭頭軸“尾部”端來放置。兩組展示繆勒-萊爾光學(xué)錯覺的箭頭位置的集合顯示所有線段具有相同的長度。具有兩個(gè)尾部的箭頭軸的線段被認(rèn)為比形成具有兩個(gè)頭部的箭頭軸的線段長。龐佐錯覺(如圖4)首先被意大利心理學(xué)家馬里奧龐佐證實(shí)(1882年至1960年)在1911年他建議，人類的大腦判斷對象的大小是根據(jù)它的背景。他通過在一對會聚線上繪制兩條相同的線來展示這一點(diǎn)，類似于鐵路軌道。在龐佐幻覺中，會聚的平行線告訴大腦視野中較高的圖像距離更遠(yuǎn)，因此大腦感知的圖像更大，上面的線看起來更長，盡管兩個(gè)圖像擊中視網(wǎng)膜的大小相同。在這種情況下，我們將上面的線解釋為距離更遠(yuǎn)，因此我們將其視為更長 - 更遠(yuǎn)的物體必須比更近的物體更長，以產(chǎn)生相同大小的視網(wǎng)膜圖像。另一個(gè)例子是月亮錯覺。當(dāng)月亮接近地表的時(shí)候，有許多樹木可以作為對比，使得月亮看起來很大，反之，當(dāng)空中的月亮沒有具體的參照物做對比的時(shí)候，我們就覺得月亮沒有那么大了。

(3) 悖論錯覺

悖論錯覺是由矛盾或不可能的物體產(chǎn)生的，例如彭羅斯三角形、不可見的樓梯和埃舍爾的上升和下降。

彭羅斯三角形(如圖5)，或其描述為“最純粹形式的不可能”，是不可能實(shí)現(xiàn)的三角對象。其性質(zhì)無法在任何一個(gè)正常三維空間的物體上實(shí)現(xiàn)。這種物件只能存在于一些特定的歐氏三維流形中。升序和降序(如圖6)是由荷蘭藝術(shù)家埃舍爾于1960年3月首次印刷的版畫。石版畫描繪了一個(gè)由永無止境的樓梯屋頂?shù)拇笮徒ㄖ?。兩條穿著相同的男人出現(xiàn)在樓梯上，一條線上升，另一條線下降。兩個(gè)人物在無盡的樓梯上與人隔開：一個(gè)在僻靜的庭院中，另一個(gè)在較低的樓梯上。樓梯上的游行使用了足夠多的人來強(qiáng)調(diào)缺乏垂直上升和下降。此外，人們穿著長袍的短促表明有些人正在上升，有些人正在下降。雖然大多數(shù)二維藝術(shù)家使用相對比例來創(chuàng)造一種深度幻覺，但埃舍爾在這里和其他地方使用相互矛盾的比例來創(chuàng)造視覺悖論。

雖然觀察者的物體空間中的對應(yīng)物是公共的并具有可測量的屬性，但視錯覺本身對于觀察者(人類或動物)的體驗(yàn)是私有的。然而，它們可通過口頭和其他交流進(jìn)行描繪，甚至可通過心理物理學(xué)進(jìn)行測量.大腦需要看到熟悉的簡單物體，并且傾向于使各個(gè)元素創(chuàng)建“整體”圖像。格式塔理論可以用來解釋錯覺輪廓中的Kanizsa的三角形(如圖7)，觀察時(shí)可以看到不存在的浮動的白色三角形。然而，對Kanizsa三角形的另一種解釋是基于進(jìn)化心理學(xué)和現(xiàn)實(shí)，為了生存，看到形式和邊緣是很重要的。使用感知組織來創(chuàng)造刺激的意義是其他眾所周知的幻想背后的原則，我們的大腦能夠理解形狀和符號，包括不可能的對象，將它們拼湊起來，就像拼圖一樣，制定出那些不可信的東西。

格式塔理論的感知原則決定了我們對不同對象進(jìn)行分組的方式。形式感是感知系統(tǒng)試圖填充空白部分以便看到的是簡單對象而不是復(fù)雜對象；連續(xù)性是感知系統(tǒng)試圖消除零散的線段組合成連續(xù)線的歧義；鄰近度是組合在一起的對象的關(guān)聯(lián)點(diǎn)；相似性是相似的對象將被視為有關(guān)聯(lián)的。這是個(gè)體在三維中觀察的能力，即使擊中視網(wǎng)膜的圖像僅是二維的。但即使使用二維圖像，與水平距離相比時(shí)大腦也會夸大垂直距離，就像垂直-水平錯覺(如圖8)一樣，兩條線的長度完全相同，但其中垂直線常被認(rèn)為比水平線長。

2 認(rèn)知錯覺的應(yīng)用

深度感知，運(yùn)動感知是造成一些感官幻想的原因。電影和動畫就是基于這樣一種錯覺，即大腦將一系列略微變化的圖像作為動態(tài)畫面快速連續(xù)播放。同樣地，當(dāng)我們移動時(shí)，例如我們乘坐車輛時(shí)一樣，穩(wěn)定的周圍物體可能會移動。我們也可能會感覺像飛機(jī)這樣的大型物體比較小的物體(如汽車)移動得更慢，盡管較大的物體實(shí)際上移動得更快。該似動現(xiàn)象體現(xiàn)了大腦是如何感知運(yùn)動。

紐約倫斯勒理工學(xué)院的研究員Mark Changizi認(rèn)為人類的視覺系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到通過生成未來的十分之一秒的圖像來補(bǔ)償神經(jīng)延遲。這種先見之明使人類能夠?qū)Ξ?dāng)前的事件作出反應(yīng)，使人類能夠進(jìn)行反射行為，在接受ABC采訪時(shí)Changizi說：“當(dāng)我們的大腦試圖看到未來時(shí)，就會發(fā)生幻象，而這些看法與現(xiàn)實(shí)不符?！闭J(rèn)知過程假視覺錯覺的發(fā)生是因?yàn)槲覀兊囊曈X系統(tǒng)中的神經(jīng)回路通過神經(jīng)學(xué)習(xí)演變?yōu)橐粋€(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于我們大腦中簡化模型的出現(xiàn)，而對常見的3D場景進(jìn)行非常有效的解釋，從而加快了解釋過程，但在異常情況下會引起視錯覺。從這個(gè)意義上說，認(rèn)知過程假設(shè)可以被認(rèn)為是理解視錯覺的框架。

結(jié)語：

認(rèn)知錯覺可以利用視錯覺的基本原理，并且以觀者和對象的互動來呈現(xiàn)奇妙的視覺效果。大腦的認(rèn)知過程是我們了解世界重要的方法之一，能讓我們更主觀的去認(rèn)識和改變我們所見到的圖像。