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色彩恆常性:你看到什麼顏色的洋裝?

謝伯讓_96
・2015/02/28 ・4927字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 519 ・六年級

(2019/5/7 編按)最近有張神秘鞋子的圖片再次席捲各大群組啦!有些人看到灰綠、有些人看到粉白,據說看到不同的顏色還可以測出你是右腦人還是左腦人!!??但我怎麼看都覺得這灰粉鞋子跟藍黑裙子有 87% 分像?想知道這次的「鞋子之亂」,詳見:

文/謝伯讓(謝伯讓的腦科學世界

你看到什麼顏色的衣服呢?

 

有些人看到白金相間的衣服,有些人看到藍黑相間的衣服, 下午在我的臉書專頁上做了小小的台灣網友投票統計,發現以下結果(大家可以繼續去 <這一篇> 下面留言投票,我會繼續再做統計更新)

N=162(2/28/  9:20am 前)

白金人(看到白色和金色):57

藍黑人(看到藍色和黑色):65

白金一秒瞬間發黑轉藍回不去人:12

自由人(自由轉換人):6

混血人(看到混合或其他顏色):22

反觀外國網友,Buzzfeed 上的投票所統計已達將近兩百萬人,目前(2/27/2015 晚間 6:37 以前的人數)的投票現是 72% 比 28%,有約 130 萬人看到金色和白色,53 萬人看到藍色與黑色。

問題:為什麼有些人是白金人、有些人是藍黑人呢?

看見白金或藍黑,兩者沒有誰對誰錯可言。這個現象,是因為這件衣服在照片上所呈現出來的反射亮度,有可能是來自於兩種狀。第一種:這是一件正常日照下的藍黑色衣服。第二種:這是一件因為背光而處於藍黑色陰影中的白金衣。大腦在判斷顏色時,選擇了其中一種,所以有些人看到了藍黑色衣服,有些人則看到了白金衣。

簡單版短答案:

看到藍黑色的人,是因為大腦自動無視右上角的光源,他們不認為這件衣服處於背光所形成的藍黑色陰影之中,因此,藍黑色應該是來自於衣服本身的顏色,所以,他們看到的顏色比較接近該圖的原始色像素(如以下的裙子擷圖)。

看到白金色的人,可能是因為大腦自動把圖右上角的光源納入考量。根據經驗,在亮白金色光源的背光照射下,衣服會被籠罩在藍黑色的陰影之中。如果大腦認為圖中的藍黑色是來自於陰影,就會自動反推出該衣服應該是白金色。

因為,在亮白金色光源背光照射下,白色會因為陰影而變得有點藍,因此,如果一張圖中出現藍色,那它原始的顏色就應該是白色;同樣的,在亮白金色光源的背光照射下,金色會因為陰影而變的有點暗,因此,如果一張圖中出現暗黑色,那它原始的顏色就應是金色。

科宅版長答案:

這個現象,和大腦的「色彩恆常性」和機制有關。

所謂的「色彩恆常性」(color constancy),就是大腦中「自動白平衡」機制的結果。有在玩相機的朋友都知道,相機有個「白平衡」的機制。這個機制,可以讓照片的顏色看起來自然一些。

比如下圖中的左圖,如果室內裝了黃暖燈炮,那原本純白色的蛋在順光照射下,就會因為黃暖色的照明而變成黃暖色,如果不先白平衡就直接照下去,那麼蛋在照片中的物理光譜就會變成黃暖色。反之,如果照相時可以根據當時照明的「黃暖照明」來調整色調,相機就會自動減去「黃暖色」,那麼蛋在照片中的物理光譜就會回復成純白色。

那「色彩恆常性」跟白平衡有何關係?「色彩恆常性」,可以說是大腦中的「自動白平衡」機制的結果。也就是說,只要給大腦足夠的環境資訊,例如背景光源、其他周遭物品的相對顏色,大腦就會自動作出白平衡,讓你可以感受到物體的原本顏色。

再以上述黃暖燈照下的蛋為例,如果你拿光學儀器去量測黃暖燈炮照射下的蛋,你會發現那顆蛋量起來的確是黃暖色,但是,當你用肉眼去觀察時,雖然看起來可能有些泛黃,但你仍會認為它是白色。也就是說,不管光源如何變化,你的大腦會自動把光源和其他的物體相對顏色(例如圖中的鮭魚卵)納入考量,因此無論是上圖左或右圖上的光源狀態,大腦都會得出蛋仍然是白的結論。這就叫作「色彩恆常性」。

色彩恆常性的更多圖例:

上圖中的左圖圈起處,五個色塊由左至右看起來是「藍黃紅藍綠」,上圖中右圖圈起處的五個色塊,看起來也是「藍黃紅藍綠」。即使左右兩圖的背景光源完全不同,也不影響你對這五個色塊的色彩判斷。這就是「色彩恆常性」。

更扯的是,下左圖中的藍色方塊(如下箭頭處),其實獨立出來時的光譜根本是灰色,而下右圖的黃色方塊(如下箭頭處),獨立出來時的光譜也是灰色,但是這兩個灰塊看起來卻分別變成了藍色和黃色(這還涉及了「色彩對比性」,這部份下次有機會再談…)

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p3

結論::為何有些人看到藍黑、有些人看到白金?

由於「色彩恆常性」,大腦會自動進行白平衡。但是這張照片似乎剛好介於大腦是否要啓動自動白平衡的臨界點。看到藍黑色的人,可能是因為大腦在觀視此圖時 「自動白平衡」機制沒有運作。

那藍黑人的「自動白平衡」機制為什麼不好好運作呢,或許,這些人(的大腦)認出了這只是張照片、無須對照片上的「假」光源小題大作, 因此就自動無視右上角的光源而不進行「自動白平衡」,結果就是導致看到的顏色比較接近該圖的原始色像素。

看到白金色的人,可能是因為大腦在觀視此圖時,「自動白平衡」機制太過多事,大腦自動把圖右上角的光源納入考量,才把藍色補回成白色,黑色補回成金色。

另一種可能性,是藍黑人和白金人的大腦都有進行自動白平衡,但是藍黑人的大腦選擇濾掉白金色,而白金人的大腦選擇濾掉藍黑色(見文章最後一段)。

口說無憑,證據拿來?

看到這裡,婉君們一定會說,都是我在扯,這只是一個理論,有證據嗎?以下我們就來做幾個小實驗,如果上述理論為真,那麼只要把光源遮起來、或者只要在圖中找到正確的顏色基準點,大腦就不會多事亂補導致看錯顏色了吧。

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實驗一(感謝李東翰、張雨霖提供想法):

下圖類似圖二,一樣都是原圖的擷取放大,看不到光源,所以錯覺消失,只看到藍黑色。得證(網友指出,「得證」這個詞下得太不精準了 ^^”,請見註一)。

Screen Shot 2015-02-28 at 1.40.00 AM

實驗二(感謝 Mark Yuhina 和 Philip Tseng 的朋友 Jiaxin Yu 提供想法):

請盯著左下角的黑布看(不是盯著屁股看!),黑布提供了黑色基準點,裙子看起來就變成黑藍色相間了。得證(這個詞又用差了,請見註一)。

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不過,如果以上兩張圖你仍看成白金色,或許就表示還有其他的因素在影響你的色彩知覺,例如,此圖的播放器(螢幕或手機)本身的亮度以及、背後桌面其他 圖片的亮度、所在房間或地點的照明設備亮度、還有心中是否刻意以某些位置作為亮度或顏色的基準點等等,這些因素都有可能造成影響。不信?那我們就來實驗看看。

實驗三,改變背景亮度:

下圖是 Ohio State University 的 Andwer Leber 教授的測試圖,B 和 C 是同一件洋裝,但是 B 看起來像是藍黑衣,C 看起來卻比較像是白金衣。這種色感差異,純粹只是背景亮度不同以及與臨衣的對比差異所致。

實驗四,改變背景顏色(也是 Andwer Leber 教授的測試圖):

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下圖中 B 和 E 仍是同一件衣服,但是 B 看起來像是藍黑衣,E 看起來卻比較像是白金衣。同樣的,這都只是背景色不同以及與臨衣的對比差異所致。

實驗五:利用 PS 進行白平衡:

結果如下圖,最左圖是不是有點像白金衣、最右圖是不是像藍黑衣? 

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實驗六:改變膚色(或日照強度):

這是來自日本的網友分析,結果如下圖,三件衣服完全是同一件喔!但是最左圖是不是有點像白金衣、最右圖是不是像藍黑衣?

實驗七:圖解光照狀態如何可能造成此錯視:

這也是日本網友的傑作,下左圖是藍黑衣在白金光下的狀態,下右圖是白金衣在藍黑陰影下的狀態,兩件衣服右側的反射亮度剛好完全相同。網路瘋傳的衣服圖,剛好就是類似這兩件衣服右側的反射亮度,因此,見到此種反射亮度的衣服時,大腦不確定究竟是看到白金光下的藍黑衣、或是陰影下的白金衣,只能被迫二選一。

最後再補一個問題,為什麼我們需要「色彩恆常性」呢?

從演化上來看,這是因為自然世界中的物品大多數不會變色,會改變的通常是光源,因此大腦才演化出根據光源和周遭各種物體資訊來調整物體最後顏色的「色彩恆常性」。

如果透過這種方式來理解,那麼我們就可以用另一種角度來解釋這個錯視。例如,Wired 上的這篇文章有提到類似的觀點:視覺系統其實無時不刻都在設法排除光源對色彩知覺的影響,因此當某個物體的顏色不確定時,就會想辦法「丟棄」光源。在這個案例中,大腦有兩種選擇,一種是丟棄藍黑色的陰影,結果就會看到白金衣,另一種是丟棄白金色,結果就會看到藍黑衣。

這種說法的證據如下圖。我們可以透過 PS 來「模擬」大腦中的顏色較正:當利用 PS 把藍色移除後,就可以見到了白金衣(下圖左),用 PS 把白金色拿掉,就可以見到藍黑衣(下圖右)。

如果你無法想像別人口中(腦中)的白金衣或藍黑衣長什麼樣,那就看看以下這張圖過過乾癮吧!

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至於「色彩恆常性」的生理機制,下回有機會再跟大家分享!

 

參考資料:

1. Purves D et al. (2002) Why we see what we do. American Scientist 90(3): 236-243.

2. Ohio State University 的 Andwer Leber 教授 的 youtube 解說(英文)。

 

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註釋:

1. 「得證」這個詞確實用的不太好。這裡不是指數學或邏輯式的推理得證。我的本意是:如果遮住光源(只截取一小塊裙子圖),可以讓原本的白金人看到藍黑的話,那就表示光源確實會影響顏色判讀。根據朋友們和一些網友們口頭報告,的確有些白金人因此見到藍黑色,因此我們可以說,這個操弄結果提供了「光源會影響顏色判讀」的證據。

當然,有些白金人在實驗一與實驗二中仍然看不到藍黑色的人,這當然有可能顯示先前的理論錯誤,但是另一種可能,是此理論正確,但有其他的因素也會影響結果。我也隨即在下一段說道:「不過,如果以上兩張圖你仍看成白金色,或許就表示還有其他的因素在影響你的色彩知覺… 」。接著,透過更多的「實驗」來解釋其他可能的因素。

至於有些人看完整篇文章所有的圖,也仍完全看不到藍黑衣(或完全看不到白金衣),這我就有點無法理解了,實驗七中的左圖不就是藍黑衣、右圖不就是白金衣嗎?

註:更多大腦的秘密,請參考謝伯讓的《都是大腦搞的鬼》。

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謝伯讓_96
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美國達特茅斯學院認知神經科學博士,麻省理工學院腦與認知科學系博士後研究員。曾任杜克─新加坡國立大學醫學院助理教授、腦與意識實驗室主任,現為國立台灣大學心理系副教授。研究主題為人腦如何感知世界。 部落格:The Cry of All。 著作:《都是大腦搞的鬼》《大腦簡史》

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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鞋子顏色和左右腦優勢有關?真相在這裡,別被大腦和假消息騙了!
PanSci_96
・2019/05/07 ・1177字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 462 ・五年級

最近,Line 群組流傳著一張鞋子的照片,據說只要在上面看到不同的顏色,就能夠知道你是「左腦人」還是「右腦人」,也能讓你知道自己究竟比較感性還是比較理性。

挖~賽~一張照片就能讓你更了解自己,還不趕快測測看!?

神秘的左右腦測試圖,你測了嗎?

等等等等,你有沒有覺得事情怪怪的?到底人類的大腦是多簡單的東西,可以被隨便一張照片輕易破解?

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色彩恆常性:只是你的眼睛業障重,跟左右腦沒關係!

首先,為什麼有人看著這雙鞋子能看到灰綠,有人卻看到粉白呢?這其實是因為我們的大腦在觀看照片時會有個「自動白平衡」的機制,幫助我們理解所見之物。

假設我們給予大腦足夠的背景資訊,像是背景光源、附近物品的相對顏色,那我們的大腦就會自動進行白平衡,讓你看見物體原本的顏色;而經過大腦白平衡的結果,就是「色彩恆常性」。

那麼,如果你的大腦獲得的資訊不夠呢?嘿嘿,如此一來,你的大腦就必須選擇自己到底要怎麼處理,也就會出現不同的結果。

假設我們的大腦選擇無視背景資訊、不進行調整,只使用片段資訊,那我們就比較容易看見灰綠色。但是,如果我們的大腦比較雞婆一些,有將其他訊息考慮進去,調整了一番後,我們就會看見粉白──也就是原色的鞋子了。

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  • 編按:已有人提出原鞋廠牌的型錄,此鞋原色應為粉白色。「看見」粉白色應為大腦參考環境資訊「白平衡」校正後的結果。本文原寫法顛倒了,已進行內文修改。(2019/5/8 15:30)

阿阿,其實好幾年前就已經吵過類似的東西了:

所以你到底看到了什麼顏色的洋裝?

半腦謬論:左腦感性右腦理性?全是過度詮釋的問題!

……好吧,雖然看的顏色不同只是眼睛業障重,但是慣用左腦右腦應該真的會影響個性吧?比如說左腦管邏輯、右腦管創意,習慣用右腦的話比較感性?

錯錯錯!大、錯、特、錯!我們每個人的腦袋瓜雖然有左右半腦,但它們中間有個叫做「胼胝體」的組織將兩者牢牢地繫在一起,讓它們分工合作不相離。

我們的大腦裡,其實沒有所謂的「創意中樞」或是「數理中樞」。科學家曾藉由 fMRI 發現,當兩個半腦合作得越密切,數學解題解得越好。假設我們只活化單側左腦,並無法解決艱深的邏輯題目。

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讓我們讀讀文章,打破大腦偽科學吧:

所以說,請你別再相信什麼右腦管創意、左腦管邏輯這種荒謬的言論了!你的大腦本是一體,唯有同時合作才能夠完善整個腦袋的功能。

讓我們在面對那些似是而非的言論時,先停下來想一想,不要急著往自己身上貼標籤,才能夠成為更聰明厲害的「全腦人」(←並沒有這種東西)喔!至於那些亂傳各種左腦人/右腦人測驗的捧油們……

真的不要被騙了嗚嗚嗚~圖/YouTube

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真的能眼見為憑嗎?飽含數學、藝術、設計與文化的《錯視維度》展覽
Sharkie Lin 林峽宇_96
・2018/06/30 ・4254字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

「我們看錯了世界,卻說它欺騙我們。」

“We read the world wrong and say that it deceives us.”

-詩人泰戈爾(Rabindranath Tagore,1861-1941)

長久以來錯視藝術令人目眩神迷,許多藝術家與設計師為此不疲,創造出衝擊世人感官與意識的圖形,模糊錯覺與真實的邊界;維度除了是描述時空座標的參數,也代表一件事物的特點與面向。

本展試著透過國際與台灣在地設計、文化、數學類的作品,呈現當代錯視藝術的多重趣味與驚喜。

圖 / 錯視維度官網

Seeing is believing? 進入空間一起眼見為憑吧!

錯視藝術一直是人們好奇探索與競相分享的主題,在娛樂產業中更是被運用得淋漓盡致,像是以錯視和不可能的幾何物體構成迷宮的紀念碑谷(Monument Valley),許多遊戲場景都是向錯覺大師艾雪(M.C. Escher)致敬;擅長拍攝創意MV的OK Go樂團,在〈The Writing’s On the Wall〉中一鏡到底的拍攝手法,融合人物、物體與場景表現出各種驚人的錯視。

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近期 EnterSpace密室逃脫/咖啡實驗室正推出第一檔展覽《錯視維度》(Dimension of Illusion)。基於錯視常以欺騙的型式出現,特別選在4/1愚人節開幕,希望呈現當代錯視藝術的多重面向,帶給每位來到展場的觀眾驚喜與樂趣,接下來就由策展人也就是我來介紹這檔展覽。

首先是以謎題手法呈現的主視覺設計,裡頭藏了一些關於文字的玄機,可在此試著解解看。

幾何色塊除了向蒙德里安(Piet Cornelies Mondrian)致敬之外,還是個重要提示,這道謎題要從兩個方向來解讀。如果正面看不出端倪,斜斜地去看這個圖形,隱含的文字就會比較明顯。避免破壞大家解謎的樂趣,解答放在最後一張圖片的圖說。

《錯視維度》酷卡設計,你看出其中的巧思了嗎?圖/EnterSpace提供。

文化與設計維度

本檔展覽呈現了錯視藝術的多重面向,介紹完主視覺設計上的錯視之後,再來是近來相當火紅的的雙向圖(ambigram)。雙向圖乍看之下是只有一種讀法的普通文字,但透過旋轉或是鏡射等技巧,可以產生多種讀法或改變其意義,是一種錯視藝術,經常能夠讓人感到解謎的樂趣。

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我第一次接觸到雙向圖是在丹‧布朗《達文西密碼》與《天使與魔鬼》的書中,當時看到約翰·蘭登(John Langdon)創作的英文雙向圖還把書旋轉了好多次,在心中讚歎其巧思。沒想到多年之後,竟然出現了中文/漢字的雙向圖創作。

與英文字母相比,中文與漢字的使用字數較多,而且字形也有一定的差異,因此用中文與漢字來創作是相當困難的。前陣子,日本雙向字設計師野村一晟 (Issei  Nomura)為花蓮地震創作了〈台灣加油〉,我們特別邀請到他來參展。

野村一晟系列創作
圖片來源:EnterSpace提供

野村先生想要展現雙向字創作的多元面向,因此提供不同類型的雙向圖作品,像是即興創作的〈赤與青與紫〉、立體雕塑光影構成的〈陰與陽〉,以及同義、反義、相關字詞之設計作品,如〈挑戰與勝利〉、〈才能與努力〉、〈浪費與節約〉等,與別具意義的〈台灣加油〉,共有八幅作品,而這也是他首次海外展覽。

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  • 野村一晟 (Issei  Nomura)的推特頁面

不只日本有雙向圖設計,其實台灣也有而且發展得更早。

為了讓大家看到台灣在地的設計,EnterSpace特別與魔翻文創合作,新製作一件互動作品──喜「翻」台灣,上頭的雙向圖是林國慶設計師從台灣各縣市地名發想與創作。期待透過這個大型的台灣地圖,讓來自不同縣市的觀眾,親自動手發掘雙向圖的奧妙,都能夠找到自己的家鄉,將「臺灣」翻轉成「寶島」。

喜「翻」台灣。文字設計:林國慶 / 地圖概念:Shark Lin、Ching-Yu Tsao / 視覺設計:魔翻文創 / 展板製作:EnterSpace
圖片來源:EnterSpace提供

有發現這個台灣地圖哪裡不太一樣嗎?

我們在這裡將台灣地圖橫著放,有兩個主要原因,首要是打破觀者對於台灣慣常的凝視角度,邀請觀者尋思作品本身的奇妙之處;再來是受到國立台灣文學館開館「從台南向世界出發」概念以及台灣古地圖方位之啟發,希望能夠呼應先民不畏風浪渡海來台之歷史,以創意從台灣向世界出發。

數學與藝術維度

談完了設計與文化的面向,接著來介紹數學與藝術的維度。2016年的全球《年度視覺錯視大賽》(Best Illusion of the Year Contest),有一件作品驚艷全球:

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那就是由明治大學教授杉原厚吉(Kokichi Sugihara)所創作,讓人分不清到底是方還是圓的〈Ambiguous Cylinder Illusion〉,我們取得授權在此展出,想要挑戰人類視覺與認知極限,眼見是否真的為憑?

Ambiguous Cylinder Illusion,杉原厚吉
圖片來源:EnterSpace提供

為什麼這些柱體在鏡子裡的形狀看起來會不一樣呢?

一邊是方的,另一邊則是圓的。其實這些柱體既不是方形柱也不是圓形柱,而是界於兩者之間的方圓形(Squircle)。若是在展場中仔細觀察柱體,會發現柱體的上側為波浪狀,外側也有較為突出的地方,因此形成有趣的錯視。

這樣的作品竟然只獲得2016年的《年度視覺錯視大賽》第二名(第一名的連結在此),杉原厚吉教授運用數學原理,設計了一堆讓人難以置信的錯視物體與圖形,他的官網有更多影片。

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接著同樣來介紹台灣的創作,吳寬瀛老師經典的〈柱面投影〉,利用軟體將正常圖像轉化成變形的圖樣(anamorphosis),再以不銹鋼柱面還原其原本面貌,製造出兩者虛實之間的反差形成錯視,轉換後的圖像與原本反差愈大的愈是有趣。我們在展場中放了一些圖形,讓觀眾可以自行動手與觀察圖形是如何投影到圓柱上。

柱面投影,吳寬瀛
圖片來源:EnterSpace提供

匈牙利藝術家István Orosz也是這方面的專家,創造出許多融合圓柱與其他錐體於平面畫作的變形畫作,想像力十分驚人;藝術家Jonty Hurwitz甚至跳脫出平面創作,其扭曲雕塑在圓柱裡顯現出不可思議的立體圖像。

台灣哪邊可以欣賞到這些大型公共藝術呢?不妨到南部走走,經過台南高鐵站時可以看見主題為黑面琵鷺的鏡面雕塑,到高雄後還可以拜訪福田繁雄設計藝術館,除了圓柱之外更有大師精彩的錯視創作。

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最後一件展品是由國立後壁高中沈岳霖師生共同完成的碎形幾何──〈YES, I DO〉,曾經在《多面自造》展覽展示過,裡頭的數學原理為謝爾賓斯基四面體(Sierpinski Tetrahedron)。四面體的每一面皆為謝爾賓斯基三角形,此三角形是一種自我相似的碎形,其生成過程如下:

謝爾賓斯基三角形。圖/wikipedia

本件作品的製作過程分成兩個部分,先將謝爾賓斯基四面體實體化,再依照YES與I DO兩個詞的形狀,將對應到的三角形著上顏色。這些三角形雖然距觀者的遠近不一,卻能讓觀者站在兩個特定位置時看到英文字,達到一種空間錯視與樂趣。在我們的安排之下,可以捕捉到多件作品形成之「台灣加油,YES寶島」的畫面。

YES, I DO-作者:廖梓馮、郭晉程、黃頌麟、葉威汎,指導老師:沈岳霖。
圖片來源:EnterSpace提供

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拓展維度的錯視選書

錯視藝術的面向很廣,因此我們設置了選書區,讓大家能夠自由探索錯視的多重面貌,接下來我想推薦幾本特別有趣的書。

首先是由倉嶌隆広(Takahiro Kurashima)創作,讓人愛不釋手的《Poemotion》系列!它是Poem(詩)+ Emotion(情感)+ Motion(移動),我喚它為詩意的移動。每一頁乍看只是靜態的圖樣,如果用書中附的黑色塑膠片掃過去,會有非常奇妙的動態錯視,請小心,很容易會被這些舞蹈、跳躍、旋轉的幾何圖樣撩到。

如果你/妳覺得被騙得還不夠,不管策展人嗑了什麼都想要來一點。那麼我接下來要鄭重推薦《Masters of Deception》與攝影師Erik Johansson的《Imagine》,分別介紹了讓人瞠目結舌的藝術創作以及超現實的當代攝影。讀完後只覺得錯視根本是人類智慧與幽默感結合的藝術,想像力就是藝術家的超能力!

最後,EnterSpace是個漫布謎題的趣味空間,也計劃打造成公開展示與討論數學藝術的場域;這裡有許多新奇好玩的東西與創意飲品,即日起只要報上「我是泛科學的讀者/粉絲」,即可享有餐飲特別優惠。

還記得主視覺設計本身的謎題嗎?答案是本檔展覽的名稱──錯視維度。圖片來源:EnterSpace提供

展覽資訊

展出藝術家|沈岳霖師生、吳寬瀛、林國慶、野村一晟、杉原厚吉

策展人|Shark Lin

視覺設計|Ching-Yu Tsao

主辦單位|EnterSpace 密室逃脫/咖啡實驗室

線上介紹|https://www.enterspace.tw/illusion

特別感謝|莊舒茵、魔翻文創

展期|2018/4/1-12/31

地點|EnterSpace 密室逃脫/咖啡實驗室

地址|台北市中山區明水路581巷15號B1(7-11旁樓梯走下去)

導覽|團體10人以上可預約導覽解說

錯視書單

  1. Masters of Deception: Escher, Dali & the Artists of Optical Illusion│ Al Seckel
  2. Can You Believe Your Eyes?: Over 250 Illusions and Other Visual Oddities│ J. Richard Block, Harold Yuker
  3. Poemotion 1, 2 , 3│Takahiro Kurashima
  4. The Magic of M.C. Escher│J. L. Locher
  5. Imagine│Erik Johansson
  6. 樂.快.想.設計 福田繁雄的插畫設計美學│東方技術學院福田繁雄設計藝術館
  7. 為什麼你沒看見大猩猩?:教你擺脫六大錯覺的操縱│Christopher Chabris, Daniel Simons
  8. 眼睛在搞鬼!錯視的奇妙世界│Jules Mathruin、Giampiero Caiti
  9. 不可思議的房子│青山邦彥

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Sharkie Lin 林峽宇_96
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在國二無聊的早自習意外發現數學的趣味,因此近來體驗到數學研究、藝術創作、採訪寫作、展覽策劃、資優教育等工作。不是念數學也不是學藝術,但樂於從多元視角聊聊數學的各種姿態,以及進行數學藝術創作,希望能為世界帶來一點樂趣。科普部落格〈鯊奇事務所〉https://medium.com/sharkie-studio,聯絡信箱 sharkgallium@gmail.com