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看靜圖會動,因為壓力大?

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文/Calo

流言:

「人們的心理都在不同程度的發生著變化,慾望隨機而起。經心理測試證明:下列圖片與每個人的心理承受力有關,你的心理承受力越強,圖片轉動越慢。美國曾經以此作為犯罪嫌疑人的心理測試,他看到的圖片是高速旋轉的,而大部分的老人和兒童則看到的是,這幅圖片是靜止的。請大家自己為自己做一下測量。看你的心理承受力有多大,以待自己更好的調整心態。」

讀完這段看似富有哲理的文字,再看這幅神奇的圖片,有人訝異,有人疑惑,有人一笑而過,有人驚慌失措……也許更多的人在納悶:我自覺並非玻璃心,最近也沒啥壓力,怎麼也會覺得它在轉?還是找別人來看看。

於是,一傳十十傳百,大家便都來圍觀這方便直觀的「心理壓力測試圖」——就這樣,這則流言在網絡上被廣泛傳閱了近10年之久。然而,即使流傳得再廣,流言始終還是流言。

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真相:

這些圖片是設計來讓人產生動態的錯覺的,覺得圖在動很正常,與心理壓力大小無關。

動畫?讀心術?視覺假象!

對於圖片看起來會動這個現象,很多朋友的第一反應是檢查這圖片是不是動畫。不過,作為介紹裡為數不多的實話,圖片的確是靜止的。下面這幅也是一樣:

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圖片來源:北岡明佳

可別還沒擔心完自己心理壓力太大,就開始擔心自己的心思被控制了。這些圖片雖然形式各異,「運動」方式也各有不同,但無論旋轉游移也好,滾動起伏也罷,其背後利用的原理,都是一致的。

我們所觀察到的,都是一種叫「周邊漂移錯覺」的視覺假象。

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圖片來源:北岡明佳

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圖片來源:北岡明佳

周邊漂移錯覺(PDI,peripheral drift illusion)是一種能夠用邊緣視覺(Peripheral vision)觀察的異常運動錯覺。心理學家Faubert和Herber在1999年首次提出周邊漂移錯覺的概念【1】,而早在1979年,Fraser和Wilcox就報導了這種現象【2】,典型的圖案如下。因此,這種錯覺也被稱為Fraser-Wilcox 錯覺(就是第一幅圖的前身)。

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Fraser-Wilcox 錯覺 圖片來源:Fraser A., Wilcox K.J.(P.S.這張圖的「動」的效果在眨眼看時最明顯)

2003年,日本立命館大學的北岡明佳(Akiyoshi Kitaoka)和京都大學的蘆田宏(Hiroshi ASHIDA)提出了增強周邊漂移錯覺的方法。他們指出,階梯式的亮度變化比平滑的亮度過渡更能體現周邊漂移錯覺,片段化的邊緣也優於直長邊緣【3】。根據這些優化理論設計的圖案大大提高了周邊漂移錯覺的效果。

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優化的Fraser-Wilcox錯覺 圖片來源:北岡明佳

同年9月,作為周邊漂移錯覺的優化個例,北岡利用靜態的重複不對稱圖案(RAPs,repeated asymmetric patterns)設計了「旋蛇」。這幅引人注目的作品讓他名聲大噪,並激起了人們研究周邊漂移錯覺的興趣。研究表明,不能察覺周邊漂移錯覺的情況在人群中的比例只有約5%——因此,看到「群蛇狂舞」其實是很正常的現象,並不意味著你的心理壓力有多大或心靈有多脆弱。

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「旋蛇」 圖片來源:北岡明佳

隨著心理學和生物學領域對周邊漂移錯覺研究的深入,影響周邊漂移錯覺效果的因素以及感知錯覺的神經生物學基礎都逐漸被揭曉。

不難發現,當你盯著「旋蛇」中的其中一條蛇看時,那條蛇就不再旋轉了。而每當你視線轉移時,蛇又開始旋轉。當頻繁眨眼或是視線持續轉移時,周邊漂移錯覺的效果尤其明顯。這表明刷新圖像對視網膜的刺激,對於感受周邊漂移錯覺是非常重要的【4】。

2005年,利用初級視皮(V1)層和中顳區(MT)的神經細胞進行研究,Conway等人揭示了周邊漂移錯覺的神經基礎——具有方向選擇性的神經元對不同的對比度刺激做出的反應時間存在差異,視覺神經元對高對比度刺激的反應更快【4】。同年,賓夕法尼亞大學的Backus和Oruç在研究中提出了周邊漂移錯覺感知模型。他們指出,顏色和對比度都是增強周邊漂移錯覺的關鍵因素【5】。2006年,北岡的研究則發現周邊漂移錯覺中最具迷惑性的顏色組合是藍色-黃色和紅色-綠色【6】,「旋蛇」也開始有了各種色彩更絢麗的版本。

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圖片來源:北岡明佳

在這些研究的推動下,周邊漂移錯覺圖片的設計也越發精緻而多樣化。利用高亮和陰影設置,北岡還做出了具有類似3D效果的圖案【7】。儘管周邊漂移錯覺的樣式逐漸多元,其本質仍然是普通的視覺假象。

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圖片來源:北岡明佳

流言的溯源

話說回來,錯視效果那麼多,為什麼流言把這類圖片跟心理壓力測試扯上關係呢?

具體的原因還得問始作俑者。可能的原因大概有以下幾點:

1.將效果強烈的周邊漂移錯覺對視覺系統的刺激曲解為心理壓力。在北岡明佳的個人主頁上,標註著這樣的警示:「頁面中含有異常運動錯覺圖片,可能使敏感的觀察者感到眩暈或噁心」。這種錯覺對觀察者刺激,可能被曲解成衡量觀察者心理狀況的指標。

2.將觀察者年齡與周邊漂移錯覺的潛在關係附會成心境差別。 在2005年的視覺科學學會上,一名運動知覺研究者提出周邊漂移錯覺的效果可能跟觀察者的年齡負相關。這個假設在隨後的調查中被證實了。流言中,「大部分的老人和兒童則看到這圖片是靜止的。」可能是對此的牽強附會。

3.兜售緩解壓力的產品。在外國網友對「看圖測心理壓力」靠譜程度的討論中,有人追溯了流言可能的源頭:一家外文網站至少在2005年就用周邊漂移錯覺圖片作為所謂「心理壓力測試」的材料。懷疑自己心理壓力過大的網友為經營者所喜聞樂見——他們在錯覺圖片下推銷降壓音樂。

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總而言之,無論是什麼原因導致這類流言的產生,將周邊漂移錯覺與心理承受能力或心理壓力測試聯繫在一起,不僅是不科學的,也並不符合這些錯覺圖案設計者和錯覺研究者的初衷。

讓科學與藝術回歸生活

其實,設計、觀察這些千奇百怪的周邊漂移錯覺圖片,不是為了檢查自己的心理狀況,而是更多地出於一種對美的體驗與享受。瞭解背後的科學原理之後,北岡明佳的個人網站【8】持續更新著他設計的周邊漂移錯覺作品,不斷震撼者觀察者的眼睛。

針對周邊漂移錯覺,科學家從未停下研究的腳步,設計師們也逐漸開始感受到這些原理簡單但效果拔群的錯覺的魅力。從產生錯覺的蛋糕到梵高的傳世名作【9】,這些絢麗而奇特的錯覺已經被運用到藝術設計當中,終將擺脫流言的綁定,以真實的樣貌,回歸人們的生活。

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台灣成功大學和香港中文大學的研究者將梵高的《星空》改造成周邊漂移錯覺圖像。圖片來源:Ming-Te Chi, Tong-Yee Lee, Yingge Qu, Tien-Tsin Wong

參考資料:

  1. Faubert J. & Herbert A.M. (1999). The peripheral drift illusion: A motion illusion in the visual periphery. Perception, 28(5): 617–622.
  2. Fraser A., Wilcox K.J. (1979). Perception of illusory movement. Nature, 281 (5732):565–566.
  3. Kitaoka A., Ashida H. (2003). Phenomenal characteristics of the peripheral drift illusion. Vision, 15(4): 261–262.
  4. Conway B.R., Kitaoka A., Yazdanbakhsh A., Pack C.C., Livingstone M.S. (2005). Neural basis for a powerful static motion illusion. J Neurosci. 25(23):5651-5656.
  5. Backus B.T., Oruç I.(2005).Illusory motion from change over time in the response to contrast and luminance. J Vis. 5(11):1055-1069.
  6. Kitaoka A.(2006). The effect of color on the optimized fraser-wilcox illusion. the 9th L’ORE’AL Art and Science of Color Prize, 1–16.
  7. Kitaoka A.(2008). A new type of the optimized Fraser-Wilcox illusion in a 3D-like 2D image with highlight or shade. Journal of Three Dimensional Images (Japan), 22(4), 31-32.
  8. http://www.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/index-e.html
  9. Ming-Te Chi, Tong-Yee Lee, Yingge Qu, Tien-Tsin Wong (2008).Self-Animating Images: Illusory Motion Using Repeated Asymmetric Patterns. ACM Transaction on Graphics, 27(3): 62:1-62:8.

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