晃動這張圖的時候，為什麼會感覺中間的心在動？

12-03

晃動手機停不下來
簡直神奇很想知道原理！

昨天才註冊賬戶，今天就被邀回答問題。看來國內對錯覺現象感興趣的人很多哦！可是今天周末，暫時沒辦法長篇大論回答問題。明天我會補上一份完整的答案。
先抖個包袱好了，跟這個現象有關的。有蘋果手機的朋友可以試一下。
蘋果手機重啟開機後會顯示一段蘋果logo，黑底白蘋果，這時候拿著手機晃，也會看到蘋果在動來動去。大家先試試。明天我來補答案，嘿嘿。
哦對了補充一下，有人會看到，有人看不到，不是眼睛的問題，是環境光的問題。
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以下第二天補充，開始正經答題~~今天福岡下大雪，為了查文獻特意跑到研究室來的。
額額，言歸正傳。

這個錯覺現象其實也是一個很古老的現象，最早是由大名鼎鼎的德國物理學家、生理學家和心理學家赫爾曼·赫爾姆霍茨發現的（Helmholtz, H. von, 1856, 1860, 1866, 1867）。看文獻年代就知道，這又是一個被發現了一個世紀以上的古老現象。赫爾姆霍茨把這一現象放在了自己的大作Handbuch der Physiologischen Optik （Handbook of Psychological Optics, 心理光學手冊）公諸於世，而從很多意義上講，此書應該算是視覺心理學以及視錯覺領域的開山之作吧。下面是這本書1909年版扉頁，喜歡啃德文的朋友可以找來自己翻翻看。

書中雖然對這一現象有所描述，但是沒有demo，後來的被這個現象一般被稱作顫動之心錯覺（the Fluttering-heart Illusion），有時也被稱作赫爾姆霍茨之心錯覺（Helmholtz"s heart illusion）。在日本一般被稱作「ヘルムホルツの踴るハート錯視（赫爾姆霍茨躍動之心錯視）」。

看這張圖是不是很平淡，完全沒有題主那張的心動的明顯呢？原因很簡單，在昨天抖得包袱裡面也已經提到了，影響這個錯覺最關鍵的原因在於----亮度。大家有沒有發現題主的圖亮度是很暗的，暗的有點不自然----哪裡會有這麼黑乎乎的心哦。而顯然那張圖是為了在手機屏幕上獲得最好的錯覺效果而加工成的。由於手機屏幕都亮度一般都很高，所以上面這張圖如果直接用手機來看的話，效果應該比題主的圖差很多。

要證明亮度對於這個錯覺的影響，只需要把亮度不同的兩張圖放在一起比較就是了，下面是日本錯覺界大牛北岡教授做的demo，同樣拿來晃動一下，看看亮心和暗心會有什麼區別呢 (Kitaoka, 2006)。

如果效果不佳，可以將手機亮度調暗，或者列印出來看看~~可能又會有人提到會不會是顏色的原因，因為暗心的顏色畢竟跟亮心有區別。呃，其實對人的視覺系統有點了解的人都知道，視覺系對於顏色的處理是一種比較高次的處理。光投射到眼球最底端的網膜後，亮度信息由網膜桿體細胞捕捉，而顏色信息則由網膜錐體細胞捕捉。錐體細胞在暗處是不會被激活的，這就是為什麼大家在暗的地方只能看到東西輪廓（桿體細胞good job！），卻無法看到東西顏色（錐體細胞睡死到不要不要的）的原因。視網膜只負責光學信號的捕捉，與網膜相連的視神經則會把這些光學信號轉化為電信號，進而經過LGN最終傳遞給大腦。
大腦的視覺區有很多個領域，每個領域只負責處理視覺信號的一部分。關於明暗的信息是最先被處理的（V1領域），而有關色彩的信息則比較靠後（V2以後），所以對於明暗來說，色彩屬於比較高次的處理。
所以說，我們做visual perception的人要特定某個現象的生成機理，都是先看這個現象有沒有可能在更基礎的階段產生：如果可以確鑿某現象是在網膜發生的，就不用看腦皮層了，如果可以確鑿是在V1發生的，也就不用看V2以後了。
而要搞清楚顏色是不是主要原因，方法很簡單，那就是------把它變成黑白的ヾ(?ω?)ノ。。
呃，順便看看心是不是主要原因，方法也很簡單，把心變成一個肉丸子好了ヾ( &> ω &<)ノノ
於是便有了下面的圖（Kitaoka Ashida, 2007）。

如果你現在拿起手機晃動一下，你會發現，彩色的變成了黑白的依然會動，心心變成了肉丸子依然會動，而且，左右兩個圖形明暗不同，錯覺的強度依然是不同的。
這張圖的出處應該就是有關這個現象產生機理的最新研究成果了（Kitaoka Ashida, 2007）。這篇論文把這種現象的原因歸結為一種視覺信號處理的遲延。早在1922年，德國物理學家卡爾?普爾福里希就發現了一種視覺效應，將一隻眼睛接收的信息變暗（比如戴一幅只有一片鏡片的墨鏡）觀察鐘擺時，鐘擺會變成橢圓形（Pulfrich, 1922）。這種效應一般稱作普爾福里希效應（Pulfrich effect），其原因是因為我們的大腦視覺系在處理暗刺激的時候會比處理亮刺激多花一點時間。所以暗的那隻眼睛看到的鐘擺會比亮的那隻慢一拍，所以大家就會看到一個橢圓的鐘擺咯~~說到這裡，大家就應該明白這個錯覺產生的原因了吧。
在Pulfrich effect的基礎上，北岡的研究進一步證明了不只是低亮度（Low luminance），低對比度（Low contrast）也會將視覺信號處理的時間增長。這更加完美的說明了這一錯覺的生成機理。首先我們需要區分兩個圖形的亮度，所以心得的亮度與背景的亮度要有區別，暗色的背景上有一個明亮的心，這樣在晃動的時候就會產生普爾福里希效應，視覺系對「背景」移動的知覺和對「心」移動的知覺之間會有一定的時間差，這基本上就是大家看到的樣子了。然而同樣重要的是，在區分兩者亮度的同時我們還要降低整個圖片的對比度（也就是說讓圖片明暗之間的對比更小一點），所以，如果圖片很亮，錯覺效果就不是很明顯咯~~
回到開篇抖的包袱，"有人會看到，有人看不到，不是眼睛的問題，是環境光的問題。"大家都知道iPhone屏幕的亮度是自動調節的，如果環境光太亮，iPhone的屏幕也會變亮，這樣錯覺效果就會變差。而在比較昏暗的地方，你就可以看到其實白蘋果也是會蠕動噠ヾ(￣?￣)=?
最後上一張前面提到的論文里的數據，很明顯的展示了亮度（橫軸）和視覺延遲（縱軸）之間的關係。

引用文獻（沒有統一格式，大家湊合看吧）
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.

只有我一個什麼都看不到么....

我們用的是同一個知乎嗎？