为什么网上流传的奇怪图片,总能骗过你的双眼??

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2020年09月24日 10:48:08
来源:凤凰网读书

01 立体还是平面, 究竟是眼睛看错了还是大脑在撒谎?

不可否认,每个人都对神奇的视错觉图片充满好奇心。伴随着视错觉艺术的发展,人们似乎不再局限于二维平面的视错觉图片了。利用特殊形状与视角,骗过我们大脑的视错觉艺术作品近年来出现了不少。

但就算你知道其中的真相又怎样,还是没法说服自己的眼睛。那人眼究竟有什么缺陷才会在识别立体事物时出现这样的幻觉?

必须要使用一定的手段,大脑才能反应过来自己又被骗了。有意思的是,人类却常常用这些立体错觉,来证明大脑的实力。相信很多人看过“旋转的舞女”,以及与它相关的测试分析。还记得你第一眼看到她时,你觉得她是顺时针还是逆时针转?

如果你看见她是顺时针转,说明你善于运用右脑;如果是逆时针转,说明你更善于使用左脑。如果你能看到两个方向且能自由转换,那么你就是智商逆天的天才了。据说耶鲁大学耗时5年的研究发现,只有14%的美国人才能做到。根据所给出的答案,很多人用左右脑、性格、情绪理论对这一答案进行解释。

不过很抱歉,所有的解密都是无稽之谈,这是一种视错觉而已。

“旋转的舞女”实则是日本广岛大学1995届经济学系毕业生设计的。作为一名Flash(交互式矢量图和Web动画)专家,他利用34~36张“模棱两可”的歧义图片设计出了这样的动图。如果你最先看到的是逆时针转,那么你肯定是将她看成左脚支撑的。所以无论你看到什么,这都和你的压力、智商,以及惯用左脑或右脑没有关系。

那么,为什么一开始大家看到的方向不同呢?

其实,这个旋转的舞女本来的名称叫作“剪影视错觉”。其原理很简单,因为该图并没有提供足够多的讯息告诉大脑是往哪个方向转,所以大脑在试图判读此图的空间深度时,就会主动帮我们补上深度。

可为什么凭借物体在人眼中的投影,不能判断出外在物体的原貌呢?这是视觉系统面对外在世界时产生的光学逆源问题造成的。外在世界中红色线条的两种旋转方法,会在视网膜上造成几乎相同的投影。视网膜上信息是平面二维的,而这些二维的信息并不足以建构出外在的三维立体世界。所以,大脑很难光靠投影就判断出外在物体的原貌。

总算知道了“旋转的舞女”背后的真实奥秘了吧。除了这个剪影错觉外,网络上一直盯着人看的小恐龙也常被人议论。看起来怪瘆人的,但它只是暴露了视觉系统一个重大的bug(漏洞)。也就是,我们的眼睛偏爱将凹陷的形状,看成是凸起状。可就算你知道这种纸模的头部是凹陷的又怎样,你敢说你能摆脱它“迷人”的注视?

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答案是不能的。那这是为什么呢?假如恐龙的脸是正常的,当我们向左挪动几步,我们会看到恐龙右脸的更多部分,左脸则会被挡住。然而,由于恐龙头部是凹陷下去的,所以当我们向左挪动时,我们实际看到了恐龙更多的左脸,而右脸反而被挡住了。此时,大脑自动“脑补”出的解释是:恐龙的脸肯定是跟着你动了,且比你动的幅度还要大。当然,这群“磨人”的小恐龙转到一定角度时,就露馅了。

一直以来,人们将把所见的物体看成凸起的凹脸错觉视为一种普遍的倾向。只不过,我们并不能很好地解释其出现的原因。回想一下,当我们在一定距离之外观察其他物体,都能产生类似的错觉。其中最为典型的例子便是空想性视错觉——一种“脑补”过多带来的知觉现象。然而凹陷的脸更为特殊,因为它产生的错觉特别强烈。实验发现,相比造型随意的凹陷物体,凹陷的人脸模型产生的错觉明显更强,甚至将人脸模型倒置都会减弱把凹陷看成凸起的倾向。

观察者必须靠得更近才能消除错觉的影响。比如在3D人脸模型中逐步加入噪点使其失真,才能让凹脸错觉随之减弱。其实人类对视觉信息处理有一种特殊的加工方式,即“自上而下的处理方式”(top-down process)。因为你的感知受到期望、现有信念和理解的影响,所以这种处理方式又被称为概念驱动处理。

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大多数情况下,此过程在没有意识的情况下发生。只有在某些情况下,你才能察觉到它所带来的影响。斯特鲁普效应便是它带来的。当你阅读一段文本时,你可能会发现自己甚至没有注意到错别字。因为在你阅读时,前面的文字提供了你可以期待下一步阅读的内容。至于如何形成对新事物的知觉,则需要烦琐复杂的自下而上的加工方式。

大脑需要仔细加工眼前的事物,再将细节组合起来,一砖一瓦地构建。事实上,凹脸错觉则可以看成是大脑“偷懒”的过程。因为它不想进行自下而上的加工,就随便匹配新的事物糊弄过去。有时候为了偷懒,它还会忽略一些事物的细节差异,将新事物强行匹配上去。甚至光影信息出现矛盾,大脑也会通过经验让我们感知到凸出的人脸。

这样一来,它就能省去加工凹脸认知过程了。当然,除了脸,缺乏细节的其他物体也容易被看成是凸起的。尽管凹脸错觉的作用很强,但人们发现精神分裂患者可以不被其骗过。因为精神分裂患者的认知加工方式出现异常,不具备产生凹脸错觉所需的要素了。

你还相信人类所说的“眼见为实”是靠谱的吗?有趣的是,视错觉艺术也都是人类自己创造的。虽说它证明了人眼认识事物是存在bug的,靠不住的,但不得不说,它带给我们的神奇体验也是独一无二的。伴随着时代的变化,视错觉艺术也不断推陈出新,花样百出。

不过,要是能设计出这些迷惑别人的视错觉图,也证明了自己的高智商。

02 为什么我们看什么都是脸?可能是信了大脑的邪

1976年7月,美国“海盗一号”探测器发回了一张诡异的照片。火星的表面出现了一个酷似人脸的地貌,被称作“火星人脸”。一传开,它便马上引起了无数关于“火星人”的讨论。大众开始热议,火星上很可能存在着未知文明。直到2001年,NASA(美国国家航空航天局)公布了另一组火星高清图片,事情才真相大白。“全球探勘者”号更清晰的画面显示——“火星脸”不过是一个布满岩石的高山。

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真相总是索然无味的,但谣言却从来不会消停。毕竟这类古怪的“人脸”是真的遍布于世界的每一个角落。例如“9·11”事件中,被攻击后起火的双子星大楼,便在黑烟中出现了一张“恶魔的脸”。同样,日本长崎原子弹爆炸现场的蘑菇云中,则显露出了一张“痛苦之脸”。

不过,这还真不是“万物皆有灵”的表现。其实,这是一种叫“空想性错视”(Pareidolia)的知觉现象在作祟。

在外界毫无意义的刺激下,如面对模糊、随机的图片时,大脑却能赋予这些图片一个实际的意义。其实眼中所见的事物根本不存在,也就是俗话所说的“脑补过多”。 明明一切纯属巧合,但人类就是有一双善于发现“脸”的眼睛。我们对脸及具有脸部特征的视觉刺激,有着超凡的敏感度。于是,便产生一种“万物皆是脸”的错觉。

这种空想性错视,不仅发生在成年人中,也会发生在10个月大的婴儿身上。甚至连人类的近亲——其他灵长类动物,也能在这些图片中发现原本不存在的面孔。我们现在看到的社交网络中的很多搞笑图片,有一半都是空想性错视的功劳。明明只是一堆衣服鞋袜、瓜果蔬菜,我们却能从中看出一张夸张的人脸。

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这与大家小时候观云,是同一个道理。

就连现在最常用的“颜文字”,也是一副抽象的人脸。

(/°Д°)/ 表惊恐

(ノ=Д=)ノ┻━┻ 表示愤怒掀桌

若不能从这些无意义的视觉刺激下识别出人脸特征,无聊的人类必定少了许多乐趣。当然,空想性错视也有坏处。例如我们经常会被所谓的“灵异照片”吓一跳,也全怪自己“脑补”过多。

那么,这种“脑补”能力是怎么来的?

在1952年,生物学家赫胥黎就已提出,空想性错视源于人类演化的过程。人类衍生出对“脸孔”的辨识能力,其实是一种保护机制。即便错视会带来误判的尴尬,但总体来说还是收益大于代价的。

首先,同类的表情是了解当前局势的一种明显信号。其次,在旷野中能够快速发现面孔,也是非常重要的生存技能。试想一下,我们的祖先与一头熊不期而遇。如果识别的速度过慢,那他很可能就会沦为猛兽的盘中餐。人脑从视觉图像中识别出人脸的速度,也比意识活动产生的更快。这给了我们更充裕的时间察觉到危险。在人类大脑中,梭状回面孔区(right fusiform face area,简称rFFA)主要负责人脸的认知。它能整合经视皮层处理的视觉刺激,让我们快速识别人脸。有研究发现,只需130毫秒,面孔便能被检测到。

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真实面孔可以激发梭状回面孔区的活跃性。不仅如此,卡通面孔、情绪符号,甚至是类似面孔结构的物件,都会被识别为脸谱。所以光看大脑活动成像,比较难区分受试者到底是看到了真人脸还是“假脸”。而让我们误认为是脸的东西,往往也有这样的特点。无论什么东西,只要出现左右对称的斑点时,梭状回面孔区会很容易将其认定为一对眼睛。在这之后,大脑甚至会自动搜寻类似面孔特征的斑点,将其从整体上“脑补”成面孔。因此,要从大脑活动成像区分出受试者看到的是真人脸还是“假脸”,就得再观察额叶区的活动。

额叶区有更多区域被激活,并且从额叶到梭状回面孔区的信息传递加强,这反映了大脑正在把眼前物体脑补成一张脸的过程。如果再加上一张嘴巴、一个鼻子和一个明显包围着嘴巴、鼻子的区域,那么就更容易让大脑解读成人脸了。其次,受“面孔倒置效应”影响,脸最好还是正立的。所谓面孔倒置效应,即把图片旋转180°呈倒置后,人们对这种图像的加工能力会大幅下降。人们首次发现这种效应,是在撒切尔夫人的脸上,所以也叫“撒切尔效应”。

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不但是受视觉刺激影响,空想性错视也与人类过去习得的经验、期望,以及动机等有关。其原因在于,人的知觉存在一种“自上而下”加工的机制。人之所以能快速识别面孔特征,与被试对“什么是面孔”的早期经验有关。

例如有一项研究发现,先天性失明的儿童在2岁至14岁间接受手术恢复视力,其识别面孔的能力也会受到损害。也就是说,识别人脸这件小事还需要通过练习。很多人都玩过一种“找人脸”的小游戏。一张图,让你从中找出有多少张脸,找到的数量越多就说明智商越高。但事实上,“找人脸”也只是一个利用人类空想性错视的小把戏。它并不能与智商挂钩,倒是与对脸部特征的敏感度有关。如果小游戏是真的,那么这世界上最聪明的人,必然是郑渊洁笔下的鲁西西。

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《鲁西西外传》中就有这么一个情节:

鲁西西家的墙上、桌子上、柜子上都有她的朋友。鲁西西每天写完作业就和他们玩。房顶上的白灰鼓起了一个小包,像一只小狗。墙上有三个钉子扎过的小孔,像一个小朋友的脸。桌子上那些奇形怪状的木纹,像高山,像大河……鲁西西就喜欢和这些朋友玩,当然只是自言自语地说话,很有意思。

不过需要注意的是,如果在“找人脸”的游戏中真的得分为零,那就要小心了。因为这很可能就是大家常说的“脸盲症”(face blindness)

脸盲症一般分两种。

第一种是统觉性脸盲。这往往是因为大脑的枕下回或颞上沟受到了损伤,以致不能执行人脸的早期处理。也就是说,他们无法对眼睛、鼻子、嘴巴等特征做出识别。患者看到的人脸,很可能就是一张没有五官的脸皮。

而第二种则为组合性脸盲。患者常常因梭状回受损,而不能把看到的五官组合起来,也不能产生相应的记忆。他们看鼻子还是鼻子,看眼睛还是眼睛,但却无法理解五官的位置。

正常人都会出现撒切尔效应,难识别倒置面孔。但对于组合性脸盲患者,他们识别倒置面孔的能力(相对正常人)反而比识别正置面孔要强。人类的视觉系统,是复杂的。尽管常常被骗,但越混乱我们也就越好找乐子。

03 看着这些图像在眼前凭空消失,你的大脑为何还相信眼见为实?

有句话说得好,眼见为实,我们常以为自己亲眼见到的世界就是真实的。然而,网络上总是流传着很多奇怪的图片,瞒天过海般地骗过你的双眼。即便你清楚了其中的奥秘,却也压根儿没法说服自己的眼睛——这就是视错觉

我们知道眼睛在观看物体时,会在视网膜上成像。之后,这个“像”会由视神经输入人脑,让我们真切感觉到物体的存在。不过,当物体移开之后,视神经对物体的印象并不会马上消失,而要延续0.1~0.4秒的时间。

这也就是所谓的视觉暂留,学术上将它称为“正片后像”。

那么,为什么会出现这种现象呢?目前还存在争议。许多人认为这是因为视觉需要靠感光细胞进行感光,然后它才会将光信号转换为神经电信号,传回大脑引起人体的视觉。正是在感光细胞感光的过程中,出现了视觉暂留的现象。但也有研究者认为这是视网膜不完善造成的,而一部分心理学家认为这是人类的感觉记忆造成。不可否认的是,当静止画面出现的频率达到一定程度的时候,我们会自动将这些画面连接在一起,并产生看动画的错觉。

视觉遗像错觉,又被称为“负片后像”。

简单地说,就是当你注视一朵绿花一分钟后,将视线转向一面白墙,在白墙上将会看到颜色相反的红花。相机里反色的照片正是基于视觉遗像的原理(不妨先注视一段时间,再转向白墙),这是因为当我们聚焦在某个颜色的点上时间过长时,难免会产生视觉疲劳,从而导致视神经对光的感受性暂时减弱。而当我们转移视线时,就相当于在恢复我们的感受。此时,视神经就会重组视觉信号,并且还会以与那个点相反的颜色出现。

所以,我们看到的便是反过来的颜色了。

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其实,这种现象在我们生活中并不罕见。比如当被对面的车灯晃了一下眼睛时,我们往往就会看到一个与原来“互补”的图像。而这里的“互补”可以指明暗,也可以指相反颜色,比如红与绿、蓝与黄、黑与白。

这里就要介绍一种神奇的特克斯勒消逝效应了,它是1804年由一位叫伊格尼·保罗·维塔尔·特克斯勒的瑞士医生发现的。概括来说,当一个人的目光聚焦在某个固定点上之后,观察者余光中的其他视觉刺激源将会在观察者的视野中慢慢淡化直至消失。

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▲柴郡猫(Cheshire cat)的笑脸:盯住中间的叉号标志,尽可能保持视线不动,过一段时间就会看到猫脸逐渐消失,只剩下一张露齿笑的嘴,直到笑容也逐渐消失。

所谓视觉适应指的是视觉器官的感觉随外界亮度的持续刺激而变化的过程;但视觉器官天天运作,也在进化的过程中学会了适当地偷懒。比如当我们刻意凝视画面,持续接收相同的视觉刺激时,它会自动忽略这些一成不变又无关紧要的刺激。最终,人们便不会再感知到它。只有当视线移开时,视觉信息才会再次更新迭代,色彩才能够再次被感知到。相信不少人都会感叹这个现象的独到之处,可为什么我们在平常生活中很少会意识到呢?

这是因为通常情况下,我们的眼睛在不断地运动,导致所见的视觉刺激一直在被刷新。许多科学家认为眼皮的跳动使我们不太感觉得到这种错觉。如果视觉系统没有“刷新”的机制,恐怕我们盯着镜子久了,感觉连自己身上所有的色彩都会渐渐消失了。看到这里,我们不由惊叹人类的视错觉实在是太惊奇了。

但我们看到的视错觉图形,大都是人们巧妙设计出来的,在自然界中很少存在这样的图形。作为进化产物的视觉系统,初次遇到这些图形很自然地会利用它固有的方式去理解,就会出现类似“理解偏差”的现象。换句话说,这也是一种大脑进化不够完美的表现,而且只需要简单的图形和色彩就能将能将我们骗得团团转了。

实际上,视错觉现象早已逐渐应用在人们的生活中,遍布艺术、建筑设计的各个方面。比如建筑设计师便利用视错觉将室内设计得更加具有空间感。

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▲《纪念碑谷(Monument Valley)》,2014年发行的一款解密类手机游戏,剧情中有许多利用视错觉现象设计的建筑物。

视错觉的“不按常理出牌”的模式,也成了窥探大脑运行基本原理的重要窗口。与其盲目地相信所谓的智力测试,还不如期待科学家能够早日通过视错觉掌握大脑的基本运行规律,让人类变得更聪明来得实在。

本文节选自

为什么网上流传的奇怪图片,总能骗过你的双眼??

《够笑一年的奇葩人体冷知识》

作者:SME

出版社: 天津科学技术出版社

出版年: 2020-8

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