这种理论认为,在整个视网膜上,“硬件配置”是不均匀的:在视觉中央实行“一对一精细管理”,明暗信息更加精确。而在余光处,每个视觉细胞接受区域更大,视觉加工也更粗糙。在余光处的交叉点上,明暗对比没有其他地方清晰,白色部分看起来也就没那么亮了。

视网膜~~~~

这幅图是对侧抑制理论的解释。A是视觉中央,B则处于视觉边缘。A处分配的细胞多,每个细胞负责范围小,明暗信息更准确,而B处细胞少、范围大,相比非交叉点,交叉点处细胞接收到的区域黑色较少,因此明暗对比不足,白色看起来也就不那么亮了。

这种经典理论听起来挺有道理,但它也广受质疑。例如,按照上图的解释,交叉线条的朝向应该并不重要,但旋转45°却足以让错觉减少很多,波浪形网格则干脆让错觉消失了,这用视网膜上的侧抑制就没法解释。

于是,研究者们又从视觉系统的更高级层面——大脑皮层找起了原因。新的理论认为,这些视错觉是与视觉皮层中的一类神经细胞(S1简单细胞)有关。

视觉系统中负责处理明暗的有两套系统:一个负责“亮”信号(ON),一个负责“暗”信号(OFF)。

视觉皮层~~~LAB(明暗|红绿|黄蓝)

而在视觉皮层中,有一些神经细胞选择性地接收明暗信号,同时又具有方向选择性——也就是说,它们会被特定方向的连续亮条或者暗条激活,它们就是S1简单细胞。其中负责水平和垂直方向的细胞最多,这就可以解释,为什么在横平竖直的格子上看到的错觉效果最明显。

方向选择性~~~神经网络~线条,形状,物体

具有方向选择性的明暗感知可以解释为什么横平竖直的格子错觉效果最明显。图片来自:Peter H Schiller, Christina E Carvey

对于最初的栅格错觉,横向和竖向的白色条纹都可以很好地激活相应方向的ON细胞,由此感知到清晰的明亮线条。而在交叉点处,轮廓的缺失使得横向和纵向的方向性细胞激活程度都比较低,于是,这里的“明亮程度”下降,我们便感知到了暗点。而在闪光栅格中,白色圆点也切断了连续的线条,并且还改变了灰色线条与周围环境的相对明暗度(原本与周围相比,灰色是“亮色”,但与白点比又成了“暗色”),因此交叉点处的明暗感知也受到了更多干扰。而视觉焦点处提供给神经细胞的信息较为充足,加工较为精细,所以并未出现错觉。

在白底灰色线条的图片上,交叉处的小黑点也破坏了线条的连续性,降低了方向性OFF细胞的激活程度,这导致了“暗程度”感知的下降。于是,黑点在灰背景中变得不明显,仿佛“消失”了一样。

一百多年间,栅格错觉“欺骗”着人们的眼睛,而通过它,我们也得以了解更多视知觉的奥秘。

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