大小恆常視錯覺

此文已被知乎日報收錄：畢業的時候，你也拍過這種「騙眼睛」照片嗎？

文 / @東華君

我們的知覺系統能在一定範圍內保持對客觀事物的穩定的認識，而不隨知覺條件或感覺映象模式的改變而改變，這種特性就是知覺的恆常性（perceptual constancy）。它能幫助我們認識事物的穩定性，是人們知覺客觀事物的一個重要特性，對人類的生存和發展具有重要意義。知覺恆常性體現在各個方面，如物體的大小、形狀、明度、顏色等。

我們對物體大小的感知，既受到外部感官刺激的影響，也受到內部認知過程的影響。這些認知的過程受到以往的經驗、記憶等因素的影響。生理上講，我們對物體大小的感知源於物體在視網膜上所成的影像的大小。同一物體在視網膜上構成影像的大小，常因所觀察物體距離遠近而改變，距離愈遠，影像愈小。例如，曠野中一輛汽車從遠處向我們開來時，投射到我們視網膜上的影像會產生一個由小到大的變化過程。我們之所以能夠判斷那是同一輛汽車而非許多輛不同大小的汽車，正是由於知覺大小恆常性的作用。這一現象同樣也說明，除了外部的感官刺激，知覺其實也包括內部的心理加工過程。

圖1.當物體（a）在視網膜上的影像增大一倍時，有可能是它的距離接近了一半（c），或者它的長度增加了一倍（b）。

反之，我們的大腦通過解析物體在視網膜上的投影長度的變化也可以讀取出距離和大小兩個方面的信息。例如，當視網膜上的影像較原來增大一倍時，我們的大腦可以將這個信息解讀為物體的距離接近了一半，或者物體的長度增長了一倍。有趣的是，解讀已知長度的物體在視網膜上的投影長度變化的過程，就是我們大腦判斷物體遠近的重要依據。例如，我們可以通過飛機的大小判斷其距離的遠近，但是對於不知實際尺寸的UFO，我們並不能通過視網膜上的投影大小來判斷其距離。

但是，對於到底該將物體在視網膜上的投影的變化解讀為物體大小的變化還是與眼睛之間距離的改變是因情況而定的。這些情況包括背景環境的和我們對物體的認知等等。我們通常看到的物體大小恆常錯覺通常就是在背景環境上做的手腳，比如圖2。

圖2. 視網膜上影像大小主要由物體的大小和與眼睛的距離決定。當我們通過特殊手段造成物體的距離更遠的錯覺時，我們所感知的物體的大小相應的也會變得更大。

圖2中的兩個小人大小是一致的，但是作者通過添加的一些輻射線條，造成了深度錯覺，讓我們的大腦誤以為後面的小人位於更遠處，進而導致大腦將其解讀得更大。簡單的說，實際上這兩個小人在我們視網膜中投影的大小是一致的（圖1綠條），理論上我們的大腦應該將兩者都解讀為圖1c中大小的物體，但是因為圖中輻射線條的存在，我們的大腦誤以為後面的小人位於距離眼睛更遠的地方，所以錯誤的將後面的小人解讀成了圖1b中大小的物體。

我們平常所見的大部分大小恆常視錯覺正是根據這個原理：通過造成對視覺深度的錯覺，進而導致大腦對物體的大小進行誤判。這既可以是將原本具備相同的視覺深度的物體變得遠近不一（圖2），也可以是將原本具備不同視覺深度的物體變得具備相同的距離（圖3）。

圖3. 大小恆常視錯覺照片：通過肢體接觸造成對物體遠近的誤判，進而導致大腦錯誤的解讀物體的大小。

很多人外出旅遊時就喜歡拍攝具備大小恆常視錯覺的照片（題圖和圖3）。在這類照片中，改變大腦對視覺深度認知的最直接方式就是通過人的肢體和遠景處的物體進行「接觸」，比如圖3紅圈中的操作。這種行為會讓我們的大腦對物體的距離進行誤判，進而將遠處的物體誤以為很小，因而造成了一系列有趣的景象。當然，如果沒有這類特殊操作的話（如圖3綠圈），我們對不同景深的物體的大小的認知並不會發生紊亂，也就不會產生這類錯覺了。

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