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这张图被称为“Ninio熄灭错觉■★■■■★”。事实上,它是另外一种更有名的视错觉——闪光栅格错觉——几经演变的产物◆★■。这些格子上的视错觉作品最早可以追溯到一百多年前,在格子的交叉点上,上演着一出出虚幻缥缈★★、闪烁不定甚至干脆消失的魔幻大戏。而这些错觉现象,也透露着人类视觉感知的秘密。
视觉系统中负责处理明暗的有两套系统■★◆:一个负责“亮◆■”信号(ON),一个负责“暗”信号(OFF)。而在视觉皮层中,有一些神经细胞选择性地接收明暗信号,同时又具有方向选择性——也就是说★■◆■◆■,它们会被特定方向的连续亮条或者暗条激活◆■★,它们就是S1简单细胞。其中负责水平和垂直方向的细胞最多■★◆◆,这就可以解释◆◆■,为什么在横平竖直的格子上看到的错觉效果最明显。
这种经典理论听起来挺有道理★■◆■★★,但它也广受质疑。例如■◆■◆,按照上图的解释★■■■,交叉线条的朝向应该并不重要◆◆■■,但旋转45°却足以让错觉减少很多,波浪形网格则干脆让错觉消失了,这用视网膜上的侧抑制就没法解释■★★。
这幅图是对侧抑制理论的解释★■◆◆★■。A是视觉中央,B则处于视觉边缘◆★■★。A处分配的细胞多★★■■◆,每个细胞负责范围小,明暗信息更准确,而B处细胞少★■★■■◆、范围大★◆◆,相比非交叉点★◆,交叉点处细胞接收到的区域黑色较少◆★◆◆■,因此明暗对比不足★★★,白色看起来也就不那么亮了■◆★■★。
最初,不少人认为这种明暗处理的■◆★■◆“失误”源自视网膜层面,并用侧抑制理论(Lateral Inhibition)来解释。◆◆★■★◆“侧抑制”是神经细胞对其他附近神经细胞的抑制作用,其结果是◆◆★,那些激活较弱的细胞发出的信号被旁边的强信号“覆盖■◆”掉了。视网膜上的侧抑制是帮我们看清边界、颜色改变和亮度对比的重要工具。
在白底灰色线条的图片上,交叉处的小黑点也破坏了线条的连续性,降低了方向性OFF细胞的激活程度,这导致了■★◆★■■“暗程度”感知的下降■■★■◆★。于是◆◆★◆■■,黑点在灰背景中变得不明显,仿佛★◆■■■“消失”了一样。
但是,这神秘莫测的小暗点也并不总是那么顽强。如果把黑白图换成两种亮度相同的彩色,错觉就会消失了:
你可能发现了,在图中似乎总也不能一次性看到全部的圆点◆■■★◆■:在远离视线中心的地方,原本应该存在的小黑点似乎都消失了,只有把视线移过去★■,才能让它们再次出现■★。
这种现象引起了研究者们的兴趣,他们又对原始图案进行了各种各样的变形,并得到了这种视错觉现象出现的规律。
下面这张灰色网格图里一共有12个黑色的圆点■◆,试试看■★■◆◆,你能把它们一眼看全吗?
在对闪烁栅格的研究中◆◆★■■◆,施劳夫又发现了一种新的视错觉现象★◆★◆。如果把交叉处的亮点缩得比较小,在余光处,会产生一种圆点消失不见的感觉,他将其称为熄灭错觉(Extinction Illusion)■■◆◆。
开头处★◆■◆■■“怎么也看不到全部黑点★★■★■”的图片,就是熄灭错觉的一个变种■■。黑点个数相对较少,距离相隔较远,所以错觉感觉更加明显◆★★■。
对于最初的栅格错觉◆★■■★★,横向和竖向的白色条纹都可以很好地激活相应方向的ON细胞,由此感知到清晰的明亮线条。而在交叉点处■★◆★◆,轮廓的缺失使得横向和纵向的方向性细胞激活程度都比较低,于是,这里的★◆■“明亮程度”下降,我们便感知到了暗点。
最初的栅格错觉是由卢迪马尔·赫尔曼(Ludimar Hermann)在1870年发现并报告的,取名为赫尔曼栅格错觉(Hermann Grid Illusion)[2]■■■◆。最初的赫尔曼栅格图案相当简单:黑色的方块整齐排列★★◆■,中间空出了垂直相交的白色条纹◆★■★。而在观察这幅图的时候,观看者却总会觉得余光所及之处,白色交叉点上存在着暗点★★■◆,而只要视线中心转移到那里■■★,◆■◆■“暗点”就会消失◆◆,仿佛永远都追逐不到★■◆◆■★。
而在闪光栅格中,白色圆点也切断了连续的线条,并且还改变了灰色线条与周围环境的相对明暗度(原本与周围相比,灰色是“亮色”,但与白点比又成了“暗色”)◆◆★,因此交叉点处的明暗感知也受到了更多干扰。而视觉焦点处提供给神经细胞的信息较为充足,加工较为精细■■◆★■★,所以并未出现错觉。
于是,研究者们又从视觉系统的更高级层面——大脑皮层找起了原因。新的理论认为★★★■■,这些视错觉是与视觉皮层中的一类神经细胞(S1简单细胞)有关。
这种理论认为★◆◆◆,在整个视网膜上,“硬件配置★◆”是不均匀的:在视觉中央实行“一对一精细管理”,明暗信息更加精确■■★◆。而在余光处,每个视觉细胞接受区域更大,视觉加工也更粗糙■■■◆★◆。在余光处的交叉点上■◆,明暗对比没有其他地方清晰■◆★■■,白色部分看起来也就没那么亮了。
那么,这些发生在交叉点上的视错觉到底是怎么回事呢?可以肯定的是,这与视觉系统对明暗信息的感知和加工有关。
一百多年间,栅格错觉■■■★“欺骗”着人们的眼睛,而通过它★◆,我们也得以了解更多视知觉的奥秘。
1985年,卑尔根(Bergen)又对赫尔曼栅格进行了一次开拓性的改造:他把原来的图案进行了模糊处理。在模糊的栅格图像中◆■◆★◆,交叉点的颜色最深,而条纹因为模糊化的原因而稍稍变浅了一些。由此,错觉效果变得更加明显了,甚至让人产生了闪烁的感觉。
1997年■★★★,施劳夫(Schrauf)等人在卑尔根的基础上,创造了另一款教科书级的经典视错觉作品——闪光栅格错觉(Scintillation Grid Illusion)。这一次★◆◆★,条纹变暗成了灰色,而交叉处保留着白色,而且交叉处的白色圆点稍微大于条纹的宽度——这有助于错觉的产生,当它们的宽度比例达到1.4:1时★■,错觉效果最佳。