《驅魔人》錯覺會讓你頭暈目眩!

空心面具錯覺的新變體

托馬斯·帕帕托馬斯、湯姆·格雷斯、馬塞爾·德·希爾和羅伯特·邦金

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來源:《錯覺冠軍》書籍


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空心面具上的轉動眼球和《驅魔人》錯覺

羅格斯大學的視覺研究員托馬斯·帕帕托馬斯和他的同事(技術員湯姆·格雷斯、高階工程師羅伯特·邦金和計算機圖形專家馬塞爾·德·希爾)創造了一些不同尋常的空心面具錯覺版本。在經典的空心面具錯覺中(您可以在迪士尼樂園的鬼屋或巴塞羅那的高迪聖家堂等其他地方看到),面具放置在光源前,其開口背面朝向觀看者。儘管面具是凹形的,但我們的大腦假設所有面孔都是凸形的。當觀看者直接位於前方時,凸形面孔只會朝一個方向看,而當觀看者橫向移動時,凹形面孔看起來會朝向一個角度。在另一個著名的演示中,當一個空心面具在轉盤上旋轉時,它看起來會朝與轉盤實際方向相反的方向轉動。

帕帕托馬斯將三維眼球和一個鼻環固定在一個空心面具上。當面具旋轉時,眼球和鼻環看起來會朝與面部相反的方向轉動。

接下來,該團隊從經典恐怖片《驅魔人》(以及琳達·布萊爾作為被惡魔附身的女孩令人印象深刻的頭部旋轉)中獲得靈感,製作了一個“空心身體”錯覺。帕帕托馬斯和他的同事之前在空心面具的內部塗漆,使其看起來突出。現在他們將一個空心面具和一個非空心軀幹配對,反之亦然。這些雕塑沒有可移動部件,但當頭部-軀幹組合體旋轉時,“效果就像《驅魔人》中那樣,從一個 3D 剛性[身體]中伸出一個靈活的扭曲的脖子”,帕帕托馬斯說。這種錯覺揭示了大腦用來解釋面部和身體方向的一些偏見。例如,您的大腦假設人們的面部和身體是被太陽從上方照亮的。因此,當您看到一個空心面具或身體並且光照方向似乎反轉時,旋轉方向也會反轉。觀看下面的影片,觀看魔鬼的後裔的頭部圍繞其軀幹做 360 度錯覺旋轉。

托馬斯·帕帕托馬斯回答了一些關於他的錯覺創作的問題(為了清晰起見,進行了編輯):  

錯覺追逐者:您的錯覺是如何工作的,它們告訴我們關於我們的大腦和思維的什麼?

帕帕托馬斯:空心面具是一種被稱為“深度反轉錯覺 (DII)”的錯覺的例子。由於先前儲存的關於面部是凸形的知識,我們把空心面具感知為規則的凸形面孔 (DII)。深度反轉的結果是,我們將旋轉的空心面具感知為以與物理旋轉方向相反的方向旋轉的凸形面孔。然而,如果我們新增一個外部的 3D 物件(例如鼻環),則不會將該物件感知為深度反轉,因此將感知到它以物理旋轉方向旋轉。這產生了剪下運動錯覺,其中面部和鼻環看起來會朝相反方向旋轉。

空心面具上的轉動眼球和《驅魔人》錯覺都基於以下兩個關於繞軸旋轉的 3D 物體的觀察結果:(1)如果 3D 物體的深度被感知為它實際存在的深度,那麼它將看起來以真實、物理的旋轉方向旋轉。(2)另一方面,如果 3D 物體的深度反轉(凹面被感知為凸面,反之亦然),那麼它將看起來以與物理方向相反的方向旋轉。3D“《驅魔人》錯覺”被構建為“雕塑”,其中包含兩個都被真實塗色的元件:軀幹和麵部。軀幹是凹形的,頭部是凸形的,反之亦然。由於我們儲存的關於軀幹和麵部是凸形的知識,只有凹形的元件被深度反轉並朝相反方向旋轉。因此,脖子看起來會扭曲。

就像空心面具上的轉動眼球一樣,《驅魔人》錯覺向我們表明,我們最終感知到的不僅僅取決於到達眼睛的資料驅動的感覺訊號,還取決於影響我們如何解釋這些感覺訊號的先驗知識。

錯覺追逐者:您的錯覺與我們在日常生活中可能遇到的任何體驗有關嗎?

帕帕托馬斯:深度反轉錯覺在日常生活中很少發生;它們幾乎完全是由錯覺製造者設計的刺激產生的,這些錯覺製造者利用了儲存的知識如何影響對 3D 物體的感知這一特點。 

有趣的是,深度反轉錯覺可以用作精神分裂症的診斷工具,因為事實證明,患者往往比對照組更少地感知到此類錯覺。我們正在與精神分裂症專家史蒂文·西爾弗斯坦博士合作,開發基於此類錯覺的診斷工具。

錯覺追逐者:您是如何發現您的錯覺的?

帕帕托馬斯:我知道空心面具的相反旋轉方向效應是由於深度反轉造成的。然後我開始思考如果新增到空心面具中就不會被深度反轉,從而會沿物理運動方向移動的 3D 物件。我添加了球形眼球和鼻環,果然,它們確實起到了朝物理方向旋轉的作用,與面具的方向相反。

為了創造《驅魔人》錯覺,我推理說,我們儲存的關於面孔是凸形的知識並非獨一無二。因此,我們的視覺系統也一定儲存了關於身體是凸形的知識。我用凹形軀幹進行了實驗,並證實了我的預測,即在某些一般條件下,軀幹會被深度反轉,人們會將其感知為凸形。然後,我們著手合併一個凹形軀幹和一個凸形頭部。這是一個簡單的步驟,儘管在機械方面具有挑戰性。 

Susana Martinez-Conde is a professor of ophthalmology, neurology, and physiology and pharmacology at SUNY Downstate Health Sciences University in Brooklyn, N.Y. She is author of the Prisma Prize–winning Sleights of Mind, along with Stephen Macknik and Sandra Blakeslee, and of Champions of Illusion, along with Stephen Macknik.

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