脑与认知神经科学Matlab Psytoolbox认知科学实验设计——视错觉

Matlab Psytoolbox（脑与认知神经科学）

视错觉举例
实验设计一
实验设计二
实验设计三
实验设计四

前言

此次共列举了9个视错觉的例子，大家应该也见过其中一些

例子

此次举例之前，先来解释一下什么是视错觉：
课上老师以下图1为例，盯着Enigma图案几秒钟之后，会看到蓝色圆环中开始看到闪烁的运动——因为它们与放射状黑白条纹的朝向相反而产生错觉。

原理：该图案可在V5区产生一个很强的血液动力学反应。

图一

图二，盯着明亮的绿色圆形30秒左右，把视线转移到旁边的灰色圆形上，会感觉灰色的圆形带有淡淡的紫红色（灰色的补色）。

原理：靠近V4区前部的一个下部视觉区在饱和色变成灰色时产生了持续一段时间的高水平激活。在一个控制条件中，这个颜色片在变成灰色之前会在这两种饱和颜色之间转换就，这样错觉就消失了。

图二

在图三，这幅图像中，看起来一个大个子正在追赶一个小个子。其实，这两个人完全一样的！
原理：大小恒变性错觉，对于这种错觉，斯坦福大学的心理学家 Roger Shepard 认为它与三维图像的适当的深度知觉有关，人对物体大小的知觉不完全随距离的变化而变化，也不随视网膜上视像大小变化，其知觉映像仍按照实际大小知觉的特性。大小恒常错觉的本质是对大小恒长性的错觉，人在一定环境、背景下造成的视觉错觉。

图三

图四中，你是能看见一个老妇人还是一个年轻的少女？她们都存在于插图中，但你不可能同时看见老妇人和少女。一旦你知觉到这两种图形轮廓，看一看你是否能够在这两种图形轮廓之间来回转换。
原理：造成这种“可逆图形”的原因是由于大脑对同一静止图像赋予了不同意义的解释，你对每一种图形的知觉总是保持稳定的，直到你的注意力转移到了别的区域或轮廓上去，某些区域与轮廓趋向于提供一种知觉线索，另外一些则支持另一种知觉。如果这一图形中的某些轮廓线所表达的意义不是非常暖昧的话，你的知觉就不会产生这一图形与背景的转换。

图四

正巧这次作业为举视错觉的例子，我曾在深圳少年宫做志愿者的时候去过一个视错觉展厅（科普王国——视觉误差展区），包括以下几个例子。
如图五，古怪屋。两个游客进入房间，一个游客在观察孔向室内观察，结果发现原来两个身高相近的游客变得好像一个高大一个矮小了。

原理：根据“近大远小”的规律，我们通常距离远的物体看起来更小些，近的物体看得更大些；古怪屋就是利用了透视空间参照背景的变化使人们产生错觉。

图五

如图六，笼中鸟，纸板正面图案是一只鸟，背面图案是一个鸟笼。按下按钮，纸板快速转动时，游客仿佛看到鸟关在笼中。

原理：这是由于我们眼睛的视觉暂留。当一个物体在你的眼前消失之后，它在视网膜上的像并不会立即消失，而是会存留一段短暂的时间，这个现象称为视觉暂留。视觉暂留的时间约为0.1秒。因此，当画有笼子的一面转到背后，在你的视网膜上有视觉暂留。如果在视觉暂留的时间里，鸟的画像又出现在你的眼前，那么，在你的视网膜上就有笼子和鸟两个物像，看起来好像鸟在笼子里一样。
与此例相似的还有，生活中的日光灯，以及现在的手机屏幕（使用PWM调光技术），单片机的数码管等。

图六

如图七，空间闭合三角形，由观察孔观察造型体，会看到三组闭合的三角形框架；当离开这一特定位置，就会发现这三组框架实际上是非闭合的三角形框架。

原理：这是因为人的视角不同引起的差异。我们生活中还有很多类似的情况，比如：一个盘子，我们从正上方看是个圆，而从侧边看是条线；一个圆柱体，从正上方看是个园，从侧面看却是个矩形了。

图七

如图八，矛盾空间，由远及近地走向展台，会发现所见的两只铅笔是不一样的。在远处看时，展台左右的两支铅笔完全一样，走近时会发现原来左（右）边的“铅笔”是凹下去的。同样，展墙两侧的灯箱图片也都可以令人产生这种错觉。
原理：
矛盾空间的形成通常是利用视点的转换和交替，在二维的平面上表现了三维的立体形态，但在三维立体的形体中显现出模棱两可的视觉效果，造成空间的混乱，形成介于二维和三维之间的空间。
它在平面设计中违背了透视原理，造成光影效果的一种错乱，使图形随着视线的改变呈现出不同的形体关系。

图八

如图九，相反的面具和突出来的角，在展品前左右走动，在不同的观察位置，会不同程度地“看到”两个面具都是凸出来的，而且似乎左面的面具立体感更强，但实际上左面的面具本来是凹陷的，右面的面具是凸出来的。另外，当你站在不同的位置观察，展墙上方的两个魔方会不同程度地看到两个立方体是凸出来的，而实际上是凹陷的。

原理: 这是由于人的两只眼睛有一定间距，这使得物体在两眼中的成像有一些差异；由于物体与眼睛的距离不同，两只眼睛的视角会有所不同，所看到的影像也会有一些差异，大脑会根据这种差异感觉到立体的景象，这是人的立体视觉原理。

图九