常见视觉错觉成因分析

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1、常见视觉错觉成因分析♦周游北方工业学校124021摘要：俗话说：眼见为实，耳听为虚。这句话告诉我们：耳朵听到的不一定是事实真相，而只有通过眼睛亲自观察到的才可能是真实的。然而，从物理学上来讲，眼睛看到的也未必是真实的，因为可能有各种错觉产生。木文就各种错觉产生的原因进行了浅析。关键词：物理现象视觉错觉原因一、视觉的形成及其影响因素1.视觉的形成视觉的形成和可见光密不可分。我们看到的所有物体都始终在辐射（吸收）电磁波，可见光就是可以引起视觉效应的电磁波，从木质上来看，光就是电磁波。可见光指波长范围很小的一段电磁波。光没有精确的范围：一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长范围是400到700纳米之间，

2、但还有一些人能够感知到波长大约在380到780纳米之间的电磁波。视觉的形成机制是：物体发出（或者不发光物体反射）的可见光进入人眼后，经眼睛的成像系统将物体的像成在视网膜上，视IM膜的像引发感光细胞产生感应,这个感应信号经视觉神经传输给大脑，我们就看到了物体，如图2所示。若物体发山（反射）的不是可见光，而是可见光之外的电磁波，这些电磁波也能将物体的像成在视网膜上，但由于视IM膜上的感光细胞对这些电磁波不产生感应，我们看不到物体；或者物体发出（反射）的虽然是可见光，但是没有进入眼睛，当然也不能引起视觉效应。2.视觉效果的影响因素如果可见光进入眼中，就会引起视觉效应。视觉的最终效果不仅与进入人眼的可

3、见光木身性质有关，还与人眼的一些视觉特性有关。事实表明，人眼有以下几个重要的视觉特性：一是人眼具有视觉惰性；二是人眼有一定的黑白图像分辨力、色彩分辨力；三是在介质的作用下，光的传播路径往往会发生改变，人眼并不能查觉这种改变，误以为光源就在入眼光线的反向延长线上。总之，光的性质和人眼的视觉特性都会影响视觉效果。二、常见视觉错觉成因分析1.视觉惰性引发错觉(1)错觉：手电简的光斑。当静止的手电简照在屏幕上时，我们发现在屏幕呈现的是一个圆形亮斑，当手电筒往复快速运动时，在任一时刻，屏幕上呈现出来的也只有一个圆形的光斑，可是我们看到的却不是一个亮斑，而是由一串亮斑构成的亮线。再如电视(电影)呈现的画面

4、。电视再现画面的实际过程是：电视机每秒呈现50(日本为60)幅静态图像，相邻的图像之间是不连续的；对每一幅图像，从屏幕的左上角到屏幕的右下角，构成图像的各个像素如读书写字一样依次呈现出来，而不是同吋呈现出来。但是我们看电视吋，却看到画面展示的动作是连续的，好象每幅画面上的各个像素是同吋呈现出来的。(2)原因：为什么会产生这样的错觉？Jt•根源在于人眼具有视觉惰性。所谓视觉惰性是指，当作用于人眼的光线突然消失后，亮度感觉并非立即消失，而是近似按指数规律下降而逐渐消失的，人眼亮度感觉变化滞后于实际亮度变化，人眼的这种特性称为视觉惰性。视觉惰性会导致这样一种现象出现：虽然物体己经消失了，但物体在人脑

5、中留下的影像却仍能保留一段时间，这段时间大致为0.1秒，这种现象称为视觉暂留或视觉残留，这是视觉惰性的一种表现。为什么会将一个光斑看成是一条亮线了呢？由于视觉暂留效应，虽然光斑己离开原来位置，但是在0.1秒内，我们仍认为它还在原处，当光斑移动足够快时，一个个残留在脑海中的光斑就连成了一条线，于是我们就看到一条亮线。为什么会认为画面是连续的？电视系统中，采用隔行扫描方式来重现图像，每帧(幅)画面用两场传送，使场频(fv=50Hz或60Hz),相邻两场之间的时间间隔为0.02秒，远小于0.1秒的残留吋间，并场频高于临界闪烁频率，因此正常的电视不仅画面是连续的，而且不会出现闪烁感觉。同理，虽然各个像

6、素是依次呈现出来的，但由于场频为50Hz,第一个像素出现到最后一个像素出现相隔仅为0.02秒，所以看上去是同吋出现的。同理，频闪光源照射下观看转动的轮子上的辐条，有可能看到倒转，有可能看到正转，也有可能看到静止不动；看电影吋，认为放映的是连续活动的图像等等，都是由视觉惰性引发的错觉。视觉惰性的存在，会使我们对变化较快的物理过程产生错觉：将本来是不连续的过程视为连续的过程，将本来不是冋吋出现的事物视为同时出现。1.视觉分辨力引发错觉(1)错觉：观察报纸上的图片，通常我们看到的图片是平滑连续的。若将图片放到放大镜下观察时，我们会发现，实质上图片是由一个个小点构成的(这每一个小点我们称为像素)，图片

7、实质并不是平滑连续的。(2)原因：为什么会产生这样的错觉？其根源在于人眼的分辨力是有限的，而不是无限的。如图3所示，相距眼暗距离L冇一块白色的屏幕，上面冇两个黑点，当这两个黑点靠近到一定程度后，人的眼晴就分辨不出这两个黑点，只感到有一个黑点存在。这说明人眼分辨景物细节的能力是奋限的，这种分辨景物细节的能力称为人眼的分辨力。图中L表示人眼与图象之间的距离；d表示能分辨的相邻最近两点之间的距离;&th