2011年8月19日 星期五

我說你眼睛脫窗,你還不信?Checker shadow 錯視研究



我在我的Facebook粉絲專頁裡放了一段影片,題為「啊我是目睛脫窗嗎?請幫我看看這段影片怎會這樣?」測試讀者的反應,他們大多數和我一樣,圖中的A、B 兩點,明明是不同顏色,但為什麼會自動豬羊變色?如下面這支影片:

 

但A和B其實是同一個顏色,如果把文章最上方的圖下載,然後用軟體來把其餘造成我們錯視的部份都擦掉,就可以得到證明,下面這段影片可以證明:

   

終極破解,看下面這支影片,就可以知道我們的眼睛所傳達給我們的訊息其實是不對的:
 

這種錯視叫做 Checker shadow illusion,是麻省理工學院視覺科學的Edward H. Adelson教授在1995年所提出的。

為什麼會造成這種錯視?網路有篇文章《眼見未必為實》寫得最言簡意賅:

人類視覺系統的一項重要任務就是辨識物體的顏色。本案例闡釋了當它辨識平面上不同色塊的灰度值時遇到的問題。當大腦辨識顏色時,僅僅測量物體表面的反射光線(亮度)是不夠的:影子會使物體的表面變得暗淡,從而使得陰影中的白色表面反射的光線反而少於完全光照下的黑色表面。


我們的視覺系統玩了幾個小把戲來彌補這個不足,以更精確地識別物體表面的陰影。 


大腦基於對比度的猜想:無論色塊是否在陰影之中,只要它比相鄰色塊都要亮,大腦就認為它的亮度肯定高於所有色塊亮度的平均值。本圖中,看似較亮的色塊B被暗色塊包圍著,這樣即使它實際的顏色是暗的,大腦仍然認為它比較亮。相反,看似較暗的色塊A被比它亮的色塊包圍,因而大腦認定它比較暗。 


大腦對於陰影的邊緣通常是柔和的,而色塊的邊緣通常是銳利的假想:視覺系統總是傾向於忽略亮度上的漸變,以便於識別物體表面的真實顏色而不至於被陰影的效果所誤導。


本圖中的人造陰影之所以看上去像真的陰影,就是因為它的邊緣是模糊的,而且造成陰影的圓柱也很明顯。但其實它不是陰影,於是我們的視覺系統被欺騙了,在並沒有陰影的表面上啟動了“忽略亮度上的漸變”的程序。


本圖採用“X交叉-四相鄰”模式構圖,這種構圖方式給大腦信號是物體表面真正的顏色改變而非陰影或亮度造成的顏色改變。 從物理學角度來說,我們的視覺系統並不是台稱職的攝像機,對於測量實際的亮度和色彩很多時候力不從心。但精確測量並不是它的目標,視覺系統的終極目標是把接收到的圖像轉換成有意義的獨立信息,然後再重新篩選、組合重要信息,從而讓人類更好地感知自然界。 

在我的讀者,有讀者Heaven Chou 回應「影片中那二個看起來不同的顏色,其實是相同的,這是視覺的錯視,有時看起來一樣的顏色,其實不同.。有時看來不同的,其實是相同的。這裡有個有趣的介紹:」他提供了一則TED大師演講「發現人類視覺的假象_Beau Lotto」頗具啟發性,我經常在課堂上講授錯視的原理,為的是啟發學生的創意思考,也寫了幾篇文章,一併臚列於下:

 

大部份的醫生開刀,眼中有藍綠﹣﹣追逐紫丁香,錯視研究及十個網站

Gif檔動畫能玩的,絕對比你想像的多!

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