視錯覺中的認知錯覺探究

張莉梅，王群山

(北京服裝學院 服飾藝術學院，北京 100000)

1 視錯覺中的認知錯覺

一直以來，人類早已發現，眼見有時候并不為實，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境和視覺感知的媒介，一些大腦產生的錯覺會讓我們質疑現實生活的許多表現。視錯覺藝術或稱為光效應藝術、光學藝術或者視網膜藝術，是利用光學技術的發展來營造欺騙眼睛的錯覺，其中視覺系統中的光學成分、網膜成分、皮層成分、認知成分各自起著不同的作用。藝術家使用點、線的重制，幾何的轉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導致的與現實不同的視覺幻想。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有用的方向，他將視錯覺分為三個主要的類別：物理錯覺，生理錯覺和認知錯覺。物理錯覺產生的原因是由物理環境引起的，例如由水的光學特性。一個典型例子是觀察水中的筆，水上部分和水下部分會發生明顯彎曲；生理錯覺主要來自眼睛的視覺適應；認知錯覺是最廣為人知的。

1.2 認知錯覺

認知錯覺是通過與世界假設的相互作用而產生的，導致“無意識的推論”，這是19世紀德國物理學家和醫生赫爾曼·亥姆霍茲(Hermann Helmholtz)首次提出的觀點。認知錯覺通常分為模糊錯覺，幾何學錯覺，悖論錯覺。

(1) 模糊錯覺

由E.Rubin提出來的，可以解釋引起感知“轉換”的圖片或對象。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)，整個圖像在觀察中會來回變換，時而為鴨子時而為兔子。由于人類對于已知物體的認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，在不破壞主要認知特征的情況下再加上另一個特征，就會造成大腦的誤判，同類有名的創作者還有達利。

(2) 幾何學錯覺

格式塔心理學家認為，這樣做的一種方法是將單個感官刺激視為一個有意義的整體。視覺上的大小、長度、面積、方向、角度等幾何構成，和實際上測得的數字有明顯差別的錯覺，稱為幾何學錯覺。一個最經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。咖啡廳壁錯覺是一個幾何光學錯覺，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。繆勒-萊爾錯覺(如圖3)這種錯覺是由德國社會學家FranzCarlMüller -Lyer(1857-1916)于1889年設計。當要求觀眾在圖上的線段上放置標記時，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。具有兩個尾部的箭頭軸的線段被認為比形成具有兩個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家馬里奧龐佐證實(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，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，因此大腦感知的圖像更大，上面的線看起來更長，盡管兩個圖像擊中視網膜的大小相同。在這種情況下，我們將上面的線解釋為距離更遠，因此我們將其視為更長 - 更遠的物體必須比更近的物體更長，以產生相同大小的視網膜圖像。另一個例子是月亮錯覺。當月亮接近地表的時候，有許多樹木可以作為對比，使得月亮看起來很大，反之，當空中的月亮沒有具體的參照物做對比的時候，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”，是不可能實現的三角對象。其性質無法在任何一個正常三維空間的物體上實現。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)是由荷蘭藝術家埃舍爾于1960年3月首次印刷的版畫。石版畫描繪了一個由永無止境的樓梯屋頂的大型建筑。兩條穿著相同的男人出現在樓梯上，一條線上升，另一條線下降。兩個人物在無盡的樓梯上與人隔開：一個在僻靜的庭院中，另一個在較低的樓梯上。樓梯上的游行使用了足夠多的人來強調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。雖然大多數二維藝術家使用相對比例來創造一種深度幻覺，但埃舍爾在這里和其他地方使用相互矛盾的比例來創造視覺悖論。

雖然觀察者的物體空間中的對應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)的體驗是私有的。然而，它們可通過口頭和其他交流進行描繪，甚至可通過心理物理學進行測量.大腦需要看到熟悉的簡單物體，并且傾向于使各個元素創建“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化心理學和現實，為了生存，看到形式和邊緣是很重要的。使用感知組織來創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行分組的方式。形式感是感知系統試圖填充空白部分以便看到的是簡單對象而不是復雜對象；連續性是感知系統試圖消除零散的線段組合成連續線的歧義；鄰近度是組合在一起的對象的關聯點；相似性是相似的對象將被視為有關聯的。這是個體在三維中觀察的能力，即使擊中視網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為比水平線長。

2 認知錯覺的應用

深度感知，運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畫面快速連續播放。同樣地，當我們移動時，例如我們乘坐車輛時一樣，穩定的周圍物體可能會移動。我們也可能會感覺像飛機這樣的大型物體比較小的物體(如汽車)移動得更慢，盡管較大的物體實際上移動得更快。該似動現象體現了大腦是如何感知運動。

紐約倫斯勒理工學院的研究員Mark Changizi認為人類的視覺系統已經發展到通過生成未來的十分之一秒的圖像來補償神經延遲。這種先見之明使人類能夠對當前的事件作出反應，使人類能夠進行反射行為，在接受ABC采訪時Changizi說：“當我們的大腦試圖看到未來時，就會發生幻象，而這些看法與現實不符。”認知過程假視覺錯覺的發生是因為我們的視覺系統中的神經回路通過神經學習演變為一個系統，該系統基于我們大腦中簡化模型的出現，而對常見的3D場景進行非常有效的解釋，從而加快了解釋過程，但在異常情況下會引起視錯覺。從這個意義上說，認知過程假設可以被認為是理解視錯覺的框架。

結語：

認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奇妙的視覺效果。大腦的認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識和改變我們所見到的圖像。