来源:利维坦公众号
利维坦按:先来看一个去年很火的视频动图:
看明白了没有?Kevin Parry的这个抛球动作你也可以试试。
有人分析其实它的原理如下
文/George Musser
译/果然多多
校对/凤梨
原文/nautil.us/blog/how-japanese-floating-illusions-reverse_engineer-what-we-see
本文基于创作共用协议(BY-NC),由果然多多在利维坦发布
杉原厚吉(Kokichi Sugihara)创作的埃舍尔风格的3D错觉图如果你不清楚某事物的原理,那就试着打碎它。科学就是建立在创造性的毁灭上:神经科学家对大脑的了解,大部分来源于大脑受创时遗失的信息。视觉感知在面对视觉错觉时有偏差,由此科学家们机缘巧合地注意到视觉感知的功能。举个例子,日本明治大学的杉原厚吉(Kokichi Sugihara)创作了一系列埃舍尔风格的3D错觉图,这些图探索我们的大脑是否倾向于认为所有角度都是合理的(埃舍尔,M。 C。 Escher,1898~1972,荷兰科学思维版画大师,作品多以平面镶嵌、不可能的结构、悖论、循环等为特点,主要作品有《相对性》、《瀑布》等)。
杉原厚吉制作的视觉错误模型
这里有一个杉原厚吉制作的反重力斜坡模型,看一看你的大脑是如何被欺骗的:
UFO线舞,2013,杉原厚吉这些最引人入胜的错觉艺术中有一部分呈现出明显的动态效果——它们看似旋转、闪烁、或是摇摆,可实际上是完全静态的,例如皮耶·蒙德里安(Piet Mondrian)的《百老汇爵士乐》(Broadway Boogie–Woogie)或京都市立命馆大学的心理学家北冈明佳(Akiyoshi Kitaoka)的《迷幻风车》(www.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/index-e.html)。还有两位日本数学家——东京大学的新井仁之(Hitoshi Arai)和他的妻子新井忍(Shinobu Arai)开创了一个新的错觉类型,
日语叫fuyuu,即浮动错觉。
除了分析错觉,新井夫妇还会创造错觉图像。他们对一张看起来普通乏味的图像作细微的改变,上色后形成对比,最后迷惑我们的大脑。新井夫妇建立了一个带日语评论的大型网上画廊,该网页还有一个简化的英语版(araiweb.matrix.jp/Exhibition/illusiongallary4.html)。除了自己创作,他们还收集了现实世界里的错觉景象,比如有些平时无人注意的建筑,由于窗户和设计元素的排列效果,从某些视角看好像位置移动了一般。
他们将艺术和理论相结合:新井夫妇尝试逆向解构我们视觉处理神经的工作原理,从而为他们的错觉作品提供解释。
在低层次的视觉处理中,人的视觉神经在看到条纹图案时被激活,就像扫微小的条形码一样。不同的视神经察觉到不同方向、不同复杂程度、不同位置的图案。大脑对这些初级反应进行高级处理,就得到了你看到的景象。
为了证明他们的理论,新井夫妇创作了各种Fraser螺旋错觉图(看起来像是螺旋的同心圆):你肯定会以为这个不规则图形是逆时针的螺旋形,但实际上它是由一系列同心圆组成的(你可以通过将手指沿着圆周滑动来验证)。他们认为错觉的形成原因是
我们的部分视觉皮层,也就是V4,其中的一些神经元对特定的条纹图案有反应,这种条纹倾斜的方式和螺旋形一模一样,而错觉图像里就包含相同的图案。
借助框架分析这一数学技术,新井夫妇试图捕捉大脑分解图像的原理。为了证明该项技术可以做到这一点,他们对图像做了些改动。触发螺旋错觉的图形被过滤掉后,错觉消失,你就看到同心圆的本来模样了。而且要用特定的过滤器,这样除了去除图像错觉外,其影响小到几乎无法辨别。引发顺时针螺旋错觉的成分被单独过滤后,只留下引起逆时针螺旋错觉的成分,此时错觉效果看起来比以前更明显——
这表明错觉是不同方向的视觉触发因素之间竞争的产物。
除了分析错觉,新井夫妇还会创造错觉图案。他们对一张看起来普通乏味的图像作细微的改变,上色后形成对比,最后迷惑我们的大脑。如此可以让他们以系统的方式制造错觉,而不是误打误撞地发现它。而且,新井夫妇可以将算法应用于任何图像,而不仅仅局限于几何图案。他们用算法处理自然风景的照片时,其中隐藏的模糊细节会显现出来。新井仁之向我展示了日本一座山的图片。图片经过增强优化后,显示出你在原图中几乎察觉不到的输电线和架线塔。
该技术可以增强大脑本身检测物体边缘的能力。
新井夫妇的研究展示了错觉图像的中心原理。错觉图非但没有脱离现实,反而体现了我们观察现实的方式。毕竟我们通过观察事物来了解事物。
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