“旋转蛇”错觉的前世今生


  这种错觉正式的发现要追朔到1979年,Fraser和Wilcox两人设计了一张图,包含了不断重复的、由暗到亮的、螺旋式的阴影变化。他们发现有75%的人可以看得到旋转的图,而且是由暗处向亮处旋转。这个发现发表在当年的Nature上,被称为Fraser-Wilcox错觉。

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  20年后,Faubert和Herbert两人升级,或者说简化了Fraser-Wilcox错觉图,发现用简单的圆形取代原先的螺旋,能够引发更明显的旋转效果,并且结合这20年视觉研究的进展,提出了其背后可能的机制,而且也带动了一大波对周边漂移错觉的研究。

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  2000年,Naor-Raz和Sekuler两人进一步升级,把原先的黑色到白色渐变,改为了黑-深灰-浅灰-白这样一个梯度的色块,并进行了更多的重复。

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  2003年,Akiyoshi Kitaoka(北冈明佳)再次把我们对Peripheral drift错觉的感受进行了重要升级,把圆心到圆周的直线打碎成交错的小片段,或者将原先梯度色块的直边变成弧线,发现引起了更加强烈的旋转现象。这也是Rotating Snakes的雏形。

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  2年以后,这张惨无人道的Rotating Snakes就在北冈明佳的手上问世了。除了那些红色的小舌头,整幅图由4种颜色构成,能看到沿着黑-蓝-白-黄-黑的方向旋转。据称相比较最初的75%,有95%的人可以从Rotating Snakes中看到较强烈的旋转,堪称目前最高级的周边漂移错觉图了。

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  由于发现的时间并不长,Rotating Snakes背后涉及到的眼球运动和神经生物学机制还存在着争议。目前常见的3种解释有:

  1.外界信息传递到眼睛里,经过大脑处理,让人意识到看到了东西,这需要一段时间,这段时间是Response Latency(反应潜伏期),代表了人的视觉对外界信息刺激的反应过程。而人识别高对比度(比如黑与白),比识别低对比度(比如深灰与浅灰)的潜伏期更短,当高对比画面与低对比画面同时出现时,就显得我们先看到了高对比画面,如上图中的黑色和白色,后看到了低对比画面,如上图的蓝色和黄色。接收信息的先后,是人们观察物体运动的基础,如此一来,在Rotating Snakes中,我们先看到黑-白,后看到蓝-黄,就显得黑-白向蓝-黄的方向运动,于是,整个圆环就转起来了。

  2.人的视觉一般有两种状态,扫视(Saccade)和注视(Fixation)。像照相机一样,照相机本身移动时成像是模糊的,静止时才能清晰地成像。当人转动头或者眼球运动时,视网膜上的成像同样是模糊的,这个时候大脑就会对视觉进行补偿(Compensation),根据实际情况生成一段类似的信息给补上,以保持我们感受世界的连贯性。这个问题“有时候抬头看时钟,为什么会出现秒针停止现象?”就是一个典型的视觉补偿的例子。众所周知,眼睛即使在注视的时候,眼球也是不停运动的,因此有研究认为,我们看到的Rotating Snakes旋转,有可能是眼球的不停运动,带来的视觉补偿造成的错觉。

  3.最新的研究在之前的基础上,试图进一步进行整合,并发现眨眼和微跳视(无意识的眼球运动)参与了感受Rotating Snakes的过程,与其感受程度之间,有着可以定量的关系。

  总之,根据已有的研究,Rotating Snakes的形成,与规律性的明暗变化,和人自身的眼部运动有关。

  基于这些原理,出现了越来越多的会旋转的静态图:

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  也出现了Rotating Snakes的各种变色版,以研究颜色在其中所起的作用:

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  由于生活中很少能够见到这种频繁而又规律的光暗变化,所以与大多数视错觉不一样,Rotating Snakes是一种生活中不易见到的视错觉,算是利用人类的感知特点,创造出来的视错觉现象,设计成这样,已经是将艺术创作与科学相融合了。北冈明佳出版的很多书,都把它作为封面,想必任何一个见到的人,都会忍不住拿过来翻看,有种在看魔法书,或者提前进入了柔性电子纸播放动画的时代。

  台湾国立成功大学与香港中文大学,也合作创作了梵高《星空》的旋转版,看起来别有一番风味。

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  最后,国内外的网站上都出现过类似这样的说法:如果你看到图动了,说明你的压力过大。所用的就是类似Rotating Snakes的一类的静态图。请记住,这是谣言。事实的真相是,目前没有任何可靠的资料表明,看到这些图旋转,或者旋转的程度,与压力有关。即使是那5%看不到旋转的人,也可能只是眼球运动方式的不同而已。

  六祖慧能有个大家耳熟能详的段子:

  一日思惟,时当弘法,不可终遁。遂出至广州法性寺,值印宗法师讲《涅槃经》,因二僧论风幡义,一曰风动,一曰幡动,议论不已。惠能进曰,不是风动,不是幡动,仁者心动。一众骇然。”

  暂时抛开佛法禅机,和传统教育对唯心主义的批判,抛开节操与下限,试想,如果惠能大师当时看到的幡是这样的呢:

  旋转蛇(Rotating Snakes)错觉的前世今生

  这,可不就是心(脑)动吗?

  参考文献:

  1.Fraser,Alex,and Kimerly J.Wilcox."Perception of illusory movement."Nature 281.5732(1979):565-566.

  2.Faubert,Jocelyn,and Andrew M.Herbert."The peripheral drift illusion:A motion illusion in the visual periphery."PERCEPTION-LONDON-28(1999):617-622.

  3.Naor-Raz,Galit,and Robert Sekuler."Perceptual dimorphism in visual motion from stationary patterns."PERCEPTION-LONDON-29.3(2000):325-336.

  4.Kitaoka,Akiyoshi."Phenomenal characteristics of the peripheral drift illusion."Vision 15(2003):261-262.

  5.Kitaoka,Akiyoshi.Trick eyes graphics.Tokyo:Kanzen.(2005).

  6.Conway,Bevil R.,et al."Neural basis for a powerful static motion illusion."The Journal of neuroscience 25.23(2005):5651-5656.

  7.Murakami,Ikuya,Akiyoshi Kitaoka,and Hiroshi Ashida."A positive correlation between fixation instability and the strength of illusory motion in a static display."Vision research 46.15(2006):2421-2431.

  8.Otero-Millan,Jorge,Stephen L.Macknik,and Susana Martinez-Conde."Microsaccades and blinks trigger illusory rotation in the“Rotating Snakes”illusion."The Journal of Neuroscience 32.17(2012):6043-6051.

  9.Chi,Ming-Te,et al."Self-animating images:illusory motion using repeated asymmetric patterns."ACM Transactions on Graphics(TOG).Vol.27.No.3.ACM,2008.

  10.《六祖坛经》行由品第一.

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