你说他们的颜色是一样的?

有张图这几天在微博和推特上都刷了屏。明明左边一枚“蓝球”,右边一枚“绿球”,但其实这两枚球真正的颜色是一样的。

你跟我说这两枚球颜色是一样的???| David Novick

大家都不信。于是有人立刻开始自己动手,去除背景和圆点的颜色。


惊了,真是一样的???

不论怎么操作,去除背景色,图片拼接,还是计算机取色,得出的结论都是一样——两个球,的的确确,是同一种颜色。按照原作者的说法,两个球的基本色都是一种水蓝色,RGB值为49,255,233。


是我已经色盲了,还是颜色根本就是一种幻觉?

这张图是个啥?
首先,这张图是真的视错觉。图的作者是德克萨斯大学埃尔帕索分校的大卫·诺维克(David G. Novick)教授,他的研究方向是计算机科学,业余爱好之一是制作视错觉图片。

大卫·诺维克教授,就是这个人搞的事 | cs.utep.edu

他甚至还有个经常一起搞事的视错觉小伙伴,日本的实验心理学家北冈明佳(Akiyoshi Kitaoka‏),两人常在网上相互启发,彼此交流,把“愚弄人类眼睛”的事业进行到底。

诺维克发一张“这是我新搞的五彩纸屑(Confetti)视错觉,里面的点都是同一个颜色(RGB 250, 219, 172)哦。”


北冈明佳就立刻回一张“太棒了,这是我的三颗心,也都是同一个颜色”。


真是令人发指!这两位身边的其他人,大概天天都在怀疑自己的人生和眼睛吧……

为什么会出现这种错觉?
这种视错觉,大名叫蒙克-怀特错觉(Munker–White's illusion),有时也叫怀特错觉,有时也叫蒙克错觉。上世纪80年代,心理学家怀特(Michael White)发现黑白条纹能影响人眼对颜色的感知。另一个心理学家蒙克(Hans Munker)则发现不同的彩条也能影响人眼对颜色的感知。

制造这个视错觉需要如下元素——①在中间层的物体色,物体色是完全相同的;②在最下层的背景色,背景色可相同,也可不同;③在最上层的框架色,框架是交错覆盖在物体之上的条纹或斑点,框架色需要至少两种,必须不同。对于制造错觉而言,框架色最为重要。框架色的饱和度越高,框架色之间的对比越大(比如红绿、黄蓝这种互补色就很好),这个错觉就越显著。另外,这个视错觉适合小图。图越小,这个错觉就越明显。

这两个立方体也是一样的颜色喔 | David Novick

这个错觉是因为,大脑在判断物体原本的颜色时,会忍不住把周围的颜色带进去“综合考量”。在不同的框架色“映照”下,颜色完全相同的物体,就被大脑感知成了不同的颜色。

大卫·诺维克用图做了具体解释——

蓝色框架 + 红色圆圈 = 紫色错觉

黄色框架 + 红色圆圈 = 橙色错觉


紫色框架 + 黄色圆圈 = 橙红色错觉

绿色框架 + 黄色圆圈 = 柠檬色错觉


框架色之间的差别越大越好,与物体色之间的差别也越大越好。比如说,蓝色与黄色更对比,而橙色和黄色更接近。于是框架色在蓝黄之间变化时,错觉更显著。框架色在橙黄之间变化时,错觉就比较轻微。

另外,下图里的四个圆都是相同的红色。


随着框架色和背景色的饱和度逐渐降低,这个错觉也就越来越轻微,降到10%时已经能看出物体颜色基本一致了。


这种视错觉其实并不少见。许多艺术品都会利用这种“大脑混色法”。比如点彩画(pointillism)大师乔治·修拉(Georges Seurat)就擅长绘出一个个彩点,然后让观众的眼睛自己组合出“别的颜色”。修拉的油画《大碗岛星期天的下午》,完全就是一幅充满视错觉的名作。

道理我都懂,但怎么看都是不同色?

这个视错觉的确是强大到几乎无法可破。即使你理智上“知道”物体的颜色应该是一致的,但怎么看都还是觉得那是不同的颜色。

为什么我们的大脑要“看到不存在的颜色”?为什么不能像计算机取色那样看到绝对色值呢?这是因为,视错觉既是缺陷,也是优势。

英国伦敦大学学院的研究者博 ·洛托(R. Beau Lotto)和大卫·科尼(David Corney)提出,很多视错觉的根本原因可能在于,“刺激的真实来源,与刺激的最可能来源,是不同的。”我们的色觉是在大自然里演化出来的。大自然里有不断变化的光照,还有各种前景色、环境色,于是我们接收到的视觉刺激也就模糊而多样。

而视觉之所以被演化出来,是因为“有用”。我们要能迅速判断出一个东西本来的颜色——这样就能知道果子能不能吃,动物危不危险。同一枚红苹果,在早上、正午、晚上、树荫里给我们眼睛的反射光都不同,但我们永远能一眼看出“哦,这枚苹果是红的”。经过演化的漫长教导,我们的感知系统已经把某种刺激对应的“最可能状况”作为“感知”而保留下来。当“最可能状况”与“真实状况”一致时,我们就“看见了”。当“最可能状况”与“真实状况”不同时,我们就“出现了错觉”。

事实上,就连人工智能也能出现视错觉。当博 ·洛托要求神经网络去学习“颜色恒常性”(lightness constancy),也就是要求它在不同光照条件下能判断出一个物体的“本色”时,经过学习的神经网络在获得这种能力的同时,也获得了“和人类一样看见视错觉”的能力。也就是说,以下这些大卫·诺维克的作品,如果让经过专门训练的AI来看,也会发出“这不可能”的惊呼声——

这4个立体球都是同一个基本色(RGB 251,183,251)哦。


这12个立体球都是同一个基本色(RGB 156,249,255)哦。


这些立方块也都是同一个基本色(RGB 255,197,175)哦。


这两边的猫照片,是同一张哦。


这两边的诺维克,也是同一个哦。


月亮和月亮的倒影,其实是同一个颜色哦。


看到这里大家可能这辈子再也不想看条纹或者斑点了。

好吧,下面是诺维克搞的其他视错觉作品,依然是见证奇迹的时刻——

下图里的深红色其实是灰色(RGB 125,125,105),浅红色其实是绿色(RGB 120,165,145)。


下图里的黄色花,其实是紫色的(RGB 130,130,145)。


下图里的深红色仙人掌花,其实是灰色的(RGB 122,138,125)。


下图里塔上的“红条纹”,对不起依然是灰色的(RGB 82,107,109)。


好了,现在只剩下一个小问题,你,还相信自己的眼睛和大脑吗?


参考文献
[1] https://twitter.com/novickprof

[2] https://twitter.com/AkiyoshiKitaoka

[3] http://engineering.utep.edu/novick/colors/

[4] White M (1979) A new effect on perceived lightness. Perception 8:413–416

[5] White M (1981) The effect of the nature of the surround on the perceived lightness of gray bars within square-wave test gratings. Perception 10:215–230

[6] Munker, H. (1970) Chromatic grids, projection to the retina, and translation theory-based description of the color perception. Habilitation thesis, Ludwig-Maximilians-
University, Munich.

[7] Corney, D., & Lotto, R. B. (2007). What are lightness illusions and why do we see them?. PLoS computational biology, 3(9), e180.

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