作为视觉研究的艺术:欧普艺术中的动态错觉

艺术与神经科学结合,创造出引人入胜的错觉运动例子

科学家并非视觉错觉的主要发明者。相反,它们是艺术家的产物,艺术家们运用他们对人眼和大脑运作方式的洞察力,在他们的艺术作品中创造出错觉。早在视觉科学成为一门正式学科之前,艺术家们就已经设计出各种技巧来“欺骗”大脑,使其认为平坦的画布是三维的,或者静物画中的一系列笔触实际上是一碗美味的水果。因此,视觉艺术有时先于视觉科学,通过运用有条不紊的(尽管可能更偏直觉的)研究技术,发现了基本的视觉原理。从这个意义上说,艺术、错觉和视觉科学一直以来都存在内在的联系。

直到欧普艺术(“光学艺术”的简称)运动的兴起,视觉错觉才成为一种公认的艺术形式。这场运动于 20 世纪 60 年代在欧洲和美国同时兴起,1964 年《时代》杂志创造了“欧普艺术”一词。欧普艺术作品是抽象的,许多作品仅由黑白线条和图案组成。另一些作品则利用对比鲜明的色彩互动来创造深度或运动感。

1965 年,纽约市现代艺术博物馆举办了一场名为“The Responsive Eye”(敏感的眼睛)的展览后,这种风格变得非常流行。在展览中,欧普艺术家探索了视觉感知的许多方面,例如几何形状之间的关系、“不可能”图形(在现实中不可能存在)的变化,以及涉及亮度、颜色和形状感知的错觉。但是,“动态”或运动错觉引起了特别的兴趣。在这些眼睛戏法中,静止的图案会产生对(错觉)运动的强烈但主观的感知。


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本文收录了几件艺术作品,在这些作品中,完全静止的物体看起来像是移动的。此外,它们还表明,视觉艺术研究可以产生关于视觉系统的重要发现。欧普艺术运动的匈牙利裔法国创始人维克多·瓦萨雷里曾说过:“在基础研究中,严谨的智力与情感的自由必然交替出现。”

欧普艺术家创作了这里展示的一些错觉;致敬欧普艺术传统的视觉科学家也创作了另一些。但所有这些都清楚地表明,在欧普艺术中,艺术与错觉感知之间的联系本身就是一种艺术风格。

麦凯射线
这种错觉由神经科学家唐纳德·M·麦凯于 1957 年在伦敦国王学院创建,它表明,规则或重复刺激的简单图案,例如放射线(称为麦凯射线),可以诱导在与图案成直角的周边的闪烁或错觉运动的感知。要看到这种错觉,请看着圆圈的中心并注意周边的闪烁。

BBC 墙板
这种错觉始于一次偶然的观察。麦凯最初在 BBC 工作室的墙板上看到了它:广播工作人员一直对在平行线柱之间的空白条纹上上下移动的错觉阴影感到恼火。

欧普艺术依然充满活力
日本立命馆大学心理学教授北冈明佳追随 20 世纪伟大欧普艺术家的脚步。《水道螺旋》是法国欧普艺术家伊西亚·莱维安特现已成为经典的《谜》的引人注目且强有力的版本。观察沿着蓝色螺旋条纹的强烈错觉运动。

谜的错觉
看着上面图像的中心,注意同心绿色环是如何充满快速错觉运动的,就好像数百万辆微小且几乎看不见的汽车在赛道上全速行驶一样。凤凰城巴罗神经学研究所的神经科学家兼工程师豪尔赫·奥特罗-米兰创作了这张图像,作为对莱维安特的《》的重新诠释,莱维安特在不知不觉中结合了麦凯射线和 BBC 墙板。

但是,这种错觉是源于大脑还是眼睛?在与我们在巴罗的同事 Xoana G. Troncoso 和 Otero-Millan 合作发现错觉运动是由微眼跳驱动的之前,证据一直存在冲突:微眼跳是在视觉注视期间发生的微小、无意识的眼球运动。然而,导致错觉感知的精确大脑机制仍然未知。一种可能性是,微眼跳会在图像周边区域的几何位置产生微小的偏移。这些偏移会产生重复的对比反转,从而可能产生运动错觉。奥特罗-米兰的《谜之眼》(右图)也是对《》的致敬,反映了眼球运动在错觉感知中的作用。

神经科学家兼艺术家贝维尔·康威及其在哈佛医学院的同事最近证明,不同对比度的刺激对能够在大脑视觉皮层神经元中产生运动信号,他们并提出,这种神经机制可能是某些静态图案中错觉运动感知的基础。

布里奇特·赖利的运动错觉
眼球运动,无论大小,都可以触发本文中的大多数运动错觉。英国欧普艺术家布里奇特·赖利于 1964 年创作的丝网印刷作品《火焰》(左图)给人一种快速螺旋运动的印象,因为观察者会在图像周围移动眼睛。赖利于 1963 年创作的绘画作品《》(右图)具有弯曲的线条,营造出错觉的起伏和体积。这两件作品都在伦敦泰特美术馆展出。1965 年的 MOMA 展览“敏感的眼睛”引起了全世界对赖利欧普艺术的关注。

重访赖利
在一部让人联想到赖利作品的作品中,苏格兰邓迪大学的视觉科学家尼克·韦德创作了一个既具有流式运动又具有闪烁运动的例子。在设计的中心可以清楚地看到一只眼睛,如果您从房间对面观看错觉或摇晃头部,则可以看到一张脸。隐藏的脸是韦德的妻子克里斯汀的肖像,标题 Chrystine 是对菊花形状的指代。

彩色圆圈
英国艺术家彼得·塞奇利是赖利十年的伴侣,也是欧普艺术界的重要人物。他的画作探索了同心彩色圆圈的光学互动,这些圆圈呼应了人眼的几何形状,并且似乎在黑色背景上跳动。塞奇利在这件 1968 年的作品《你》中,用喷枪喷绘色带,创造出柔和的、重叠的环。

大内错觉
这种错觉是由日本欧普艺术家大内肇创作的。当您让眼睛在图像周围游移时,前后移动头部,看看圆圈及其背景如何显得彼此独立地移动。德国弗莱堡大学的视觉科学家洛塔尔·斯皮尔曼在浏览大内的著作《日本光学和几何艺术》(该书于 1973 年首次出版)时偶然发现了这种错觉。斯皮尔曼随后将大内错觉介绍给视觉科学界,并在那里广受欢迎。

致敬大内
这种错觉(右图)是北冈于 2001 年绘制的大内图案的当代变体。

旋转倾斜线错觉
由当时在德国弗莱堡大学的视觉科学家西蒙娜·戈里和凯·汉堡格开发的错觉(右图)是谜效应和赖利《火焰》的新颖变体。为了最好地观察这种错觉,请将头部靠近页面,然后再远离页面。当您靠近图像时,请注意放射线似乎逆时针旋转。当您远离图像时,它们似乎顺时针旋转。这种错觉在 2005 年在西班牙举行的年度最佳错觉大赛的第一届中展出(请参阅 http://illusioncontest.neuralcorrelate.com/2005/rotating-tilted-line-illusion)。

眩晕变体
艺术家三轮美和的旋转倾斜线错觉变体(上图)致敬了阿尔弗雷德·希区柯克于 1958 年执导的经典电影《眩晕》(左图)。

圣诞彩灯错觉

意大利艺术家兼作家吉安尼·A·萨尔科内的圣诞彩灯错觉也基于莱维安特的《》。注意沿着绿黄色条纹出现的流动运动。

二合一
戈里和汉堡格将旋转倾斜线错觉和谜错觉相结合,既具有视觉冲击力,又强有力地展示了静态图案产生的错觉运动。《谜》错觉在莱维安特创作近三十年后,仍在继续启发视觉科学和视觉艺术。

艺术与科学相遇
法国艺术家何塞·费雷拉的最新作品《神经冲动》不仅重现了莱维安特效应,还说明了神经细胞如何将信息从眼睛传递到大脑:在被称为神经递质的大量化学物质的触发下,神经细胞(在顶部)发出电信号,沿着称为轴突的细长结构快速传递。在轴突的旋钮状末梢,每个神经细胞都会释放出自己的神经递质,这些神经递质会扩散到狭窄的突触间隙中,并与下一个神经细胞树枝状树突上的受体结合,从而触发新的电信号。每个连续的神经元都将信息传递给它的邻居,就像消防队传递一桶水一样。

Stephen L. Macknik 是纽约州布鲁克林 SUNY Downstate Medical Center 的眼科、神经病学、生理学和药理学教授。他与 Susana Martinez-Conde 和 Sandra Blakeslee 合著了荣获 Prisma 奖的《思维的诡计》。他们即将出版的书籍《错觉冠军》将由 大众科学/Farrar, Straus and Giroux 出版。

更多作者:Stephen L. Macknik

Susana Martinez-Conde 是纽约州布鲁克林 SUNY Downstate Health Sciences University 的眼科、神经病学、生理学和药理学教授。她与 Stephen Macknik 和 Sandra Blakeslee 合著了荣获 Prisma 奖的《思维的诡计》,并与 Stephen Macknik 合著了《错觉冠军》。

更多作者:Susana Martinez-Conde
SA Special Editions Vol 20 Issue 1s本文最初以“作为视觉研究的艺术:欧普艺术中的动态错觉”为标题发表于 SA Special Editions 第 20 卷第 1s 期(),第 48 页
doi:10.1038/scientificamericanmind0510-48sp
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