看这张图的时候，为什么会感觉中间的心在动？ 晃动手机停不下来 ，简直神奇很想知道原理！ 钱琨，心理学博士 看来国内对错觉现象感兴趣的人很多哦！ 先抖个包袱好了，跟这个现象有关的。有苹果手机的朋友可以试一下。 苹果手机重启开机后会显示一段苹果 logo，黑底白苹果，这时候拿着手机晃，也会看到苹果在动来动去。 哦对了补充一下，有人会看到，有人看不到，不是眼睛的问题，是环境光的问题。 -- 额额，言归正传。 这个错觉现象其实也是一个很古老的现象，最早是由大名鼎鼎的德国物理学家、生理学家和心理学家赫尔曼 · 赫尔姆霍茨发现的（Helmholtz, H. von, 1856, 1860, 1866, 1867）。看文献年代就知道，这又是一个被发现了一个世纪以上的古老现象。赫尔姆霍茨把这一现象放在了自己的大作 Handbuch der Physiologischen Optik （Handbook of Psychological Optics, 心理光学手册）公诸于世，而从很多意义上讲，此书应该算是视觉心理学以及视错觉领域的开山之作吧。下面是这本书 1909 年版扉页，喜欢啃德文的朋友可以找来自己翻翻看。 书中虽然对这一现象有所描述，但是没有 demo，后来的被这个现象一般被称作颤动之心错觉（the Fluttering-heart Illusion），有时也被称作赫尔姆霍茨之心错觉（Helmholtz's heart illusion）。在日本一般被称作「ヘルムホルツの踊るハート錯視（赫尔姆霍茨跃动之心错视）」。 看这张图是不是很平淡，完全没有题主那张的心动的明显呢？原因很简单，在昨天抖得包袱里面也已经提到了，影响这个错觉最关键的原因在于 ---- 亮度。大家有没有发现题主的图亮度是很暗的，暗的有点不自然 ---- 哪里会有这么黑乎乎的心哦。而显然那张图是为了在手机屏幕上获得最好的错觉效果而加工成的。由于手机屏幕都亮度一般都很高，所以上面这张图如果直接用手机来看的话，效果应该比题主的图差很多。 要证明亮度对于这个错觉的影响，只需要把亮度不同的两张图放在一起比较就是了，下面是日本错觉界大牛北冈教授做的 demo，同样拿来晃动一下，看看亮心和暗心会有什么区别呢 (Kitaoka, 2006)。 如果效果不佳，可以将手机亮度调暗，或者打印出来看看~~ 可能又会有人提到会不会是颜色的原因，因为暗心的颜色毕竟跟亮心有区别。呃，其实对人的视觉系统有点了解的人都知道，视觉系对于颜色的处理是一种比较高次的处理。光投射到眼球最底端的网膜后，亮度信息由网膜杆体细胞捕捉，而颜色信息则由网膜锥体细胞捕捉。锥体细胞在暗处是不会被激活的，这就是为什么大家在暗的地方只能看到东西轮廓（杆体细胞 good job！），却无法看到东西颜色（锥体细胞睡死到不要不要的）的原因。视网膜只负责光学信号的捕捉，与网膜相连的视神经则会把这些光学信号转化为电信号，进而经过 LGN 最终传递给大脑。 大脑的视觉区有很多个领域，每个领域只负责处理视觉信号的一部分。关于明暗的信息是最先被处理的（V1 领域），而有关色彩的信息则比较靠后（V2 以后），所以对于明暗来说，色彩属于比较高次的处理。 所以说，我们做 visual perception 的人要特定某个现象的生成机理，都是先看这个现象有没有可能在更基础的阶段产生：如果可以确凿某现象是在网膜发生的，就不用看脑皮层了，如果可以确凿是在 V1 发生的，也就不用看 V2 以后了。 而要搞清楚颜色是不是主要原因，方法很简单，那就是 ------ 把它变成黑白的ヾ(・ω・)ノ。。 呃，顺便看看心是不是主要原因，方法也很简单，把心变成一个肉丸子好了ヾ( > ω <)ノノ 于是便有了下面的图（Kitaoka & Ashida, 2007）。 如果你现在拿起手机晃动一下，你会发现，彩色的变成了黑白的依然会动，心心变成了肉丸子依然会动，而且，左右两个图形明暗不同，错觉的强度依然是不同的。 这张图的出处应该就是有关这个现象产生机理的最新研究成果了（Kitaoka & Ashida, 2007）。这篇论文把这种现象的原因归结为一种视觉信号处理的迟延。早在 1922 年，德国物理学家卡尔・普尔福里希就发现了一种视觉效应，将一只眼睛接收的信息变暗（比如戴一幅只有一片镜片的墨镜）观察钟摆时，钟摆会变成椭圆形 （Pulfrich, 1922）。这种效应一般称作普尔福里希效应（Pulfrich effect），其原因是因为我们的大脑视觉系在处理暗刺激的时候会比处理亮刺激多花一点时间。所以暗的那只眼睛看到的钟摆会比亮的那只慢一拍，所以大家就会看到一个椭圆的钟摆咯~~说到这里，大家就应该明白这个错觉产生的原因了吧。 在 Pulfrich effect 的基础上，北冈的研究进一步证明了不只是低亮度（Low luminance），低对比度（Low contrast）也会将视觉信号处理的时间增长。这更加完美的说明了这一错觉的生成机理。首先我们需要区分两个图形的亮度，所以心得的亮度与背景的亮度要有区别，暗色的背景上有一个明亮的心，这样在晃动的时候就会产生普尔福里希效应，视觉系对“背景”移动的知觉和对“心”移动的知觉之间会有一定的时间差，这基本上就是大家看到的样子了。然而同样重要的是，在区分两者亮度的同时我们还要降低整个图片的对比度（也就是说让图片明暗之间的对比更小一点），所以，如果图片很亮，错觉效果就不是很明显咯~~ 回到开篇抖的包袱，“有人会看到，有人看不到，不是眼睛的问题，是环境光的问题。”大家都知道 iPhone 屏幕的亮度是自动调节的，如果环境光太亮，iPhone 的屏幕也会变亮，这样错觉效果就会变差。而在比较昏暗的地方，你就可以看到其实白苹果也是会蠕动哒ヾ(￣∇￣)=ﾉ 最后上一张前面提到的论文里的数据，很明显的展示了亮度（横轴）和视觉延迟（纵轴）之间的关系。 引用文献（没有统一格式，大家凑合看吧） 1. Helmholtz, H. von. (1856, 1860, 1866, 1867). Handbuch der Physiologischen Optik. Leipzig: Voss. 2. Pulfrich, C. (1922). Die Stereoskopie im Dienste der isochromen und het- erochromen Photometrie. Naturwissenschaften, 10:553–564. 3. Kitaoka, A. and Ashida, H. (2007). A variant of the anomalous motion illusion based upon contrast and visual latency. Perception, 36, 1019-1035. 阅读原文
