想象一下，你正在看一只站在栅栏后面的狗。你看到的不是几片狗的碎片；你看到的是一只被一系列不透明的垂直板条部分遮挡的完整的狗。大脑将这些碎片连接成一个感知整体的能力，展示了一个被称为“非模态补全”的迷人过程。
很明显，为什么会进化出这种趋势。动物必须能够透过茂密的树叶发现配偶、捕食者或猎物。视网膜图像可能只包含碎片，但大脑的视觉系统会将它们连接起来，重建物体，以便动物能够识别它所看到的东西。这个过程对我们来说似乎毫不费力，但事实证明，这是计算机程序很难做到的事情之一。大脑视觉通路中的神经元如何处理这种技巧也不清楚。
在20世纪早期，格式塔心理学家对这个问题非常感兴趣。他们设计了许多巧妙构思的错觉，以研究当物体部分被遮挡时，视觉系统如何建立物体的连续性及其轮廓。非模态补全的一个引人注目的例子是意大利心理学家盖塔诺·卡尼萨设计的错觉。在一种视图中，你看到一组几何排列的“鸡爪”。但是，如果你仅仅添加一组不透明的对角线杆，一个三维立方体就会奇迹般地跃入焦点，鸡爪变成了立方体的角。
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令人惊讶的是，你甚至不需要覆盖真实的杆——即使是虚幻的杆也可以。在这里，原本无法解释的鸡爪边界的缺失，导致大脑自动推断出不透明杆的存在。所以你看到了一个被虚幻的杆遮挡的虚幻立方体！
“非模态补全”一词被创造出来是为了将其与模态补全区分开来。模态补全是大脑看到不存在物体的完整轮廓的倾向，正如卡尼萨经典的三角形错觉中发生的那样。大脑认为，某些狡猾的视觉科学家以这种方式精确地放置了三个带有馅饼形楔形切口的黑色圆盘是非常不可能的，而更倾向于看到一个部分覆盖三个黑色圆盘的不透明白色三角形。
但是请注意，模态补全和非模态补全可以共存。例如，在卡尼萨三角形中，大脑非模态地补全了幻觉三角形角后面的每个圆盘。同样，虚幻的杆是模态补全的，而立方体是非模态补全的。
达特茅斯学院的认知心理学家彼得·U·泽设计了许多优雅的错觉来探索模态和非模态补全。其中一个，如图e所示，是模棱两可的，就像我们许多最喜欢的错觉一样。人们强烈倾向于将该图视为一堆环（非模态补全）围绕一个不透明的（模态补全）虚幻圆柱体。然而，人们可能有非常不同的看法，看不到圆柱体，而是看到一列C形金属拱门，尖端朝前。倾向于看到环是因为它更好地反映了真实世界，真实世界中充满了相互遮挡的三维物体。泽的另一个错觉，我们亲切地称之为“外星人抢走最后一块甜甜圈”，也具有模态和非模态方面。它看起来像一堆乱涂乱画的东西，直到眼睛辨认出一系列缠绕在甜甜圈形状的管子上的触角状手指。
透明隧道
你可能会认为非模态补全涉及推理（“那里有一道栅栏挡住了路，这就是为什么我看到狗的碎片”），但实际上它是一种感知现象，不需要思考。
当你注意到一条摇摆的尾巴从沙发底下伸出来并认出那一定是一只狗时，那是一种逻辑推断。然而，如果狗的头从沙发的另一侧伸出来，那么通过非模态补全，以一种自动且毫不费力的方式，你会在没有实际看到其隐藏部分的情况下感知到一只完整的狗。
同样，当你看到一个人的两条手臂形成十字时，有两种可能的解释。一位恶意的外科医生可能截肢了一只手臂，并将两个半部分粘贴在完整手臂的两侧——或者一只手臂可能只是垂直地放在另一只手臂的前面。你的视觉系统立即看到后一种情况是正确的；你甚至不考虑前一种解释。同样，这不是因为对截肢手臂的不可能性有高层次的了解——请注意，当十字架由木头制成时，大脑也会有同样的瞬间反应，木头可以很容易地且无血地被锯成碎片。
然而，存在临界情况，例如你在树后“幻觉”出的熊。这幅画似乎只显示了被线条平分的圆圈，直到添加看起来像爪子的东西，才使右上角的点变成鼻子，圆圈变成爪子。这些例子模糊了看到和知道之间的区别。例如，如果你观察到一辆快速移动的玩具火车进入一条短隧道，并在三分之一秒内从另一端出现，你实际上会“看到”火车的运动，就好像隧道是透明的一样。你模态地补全了穿过隧道的运动——格式塔心理学家阿尔伯特·米肖特（1881-1965）首先指出了这种现象。
另一方面，如果火车速度很慢，需要一分钟或更长时间才能穿过隧道，你仍然知道一辆火车进入了隧道，然后从另一端出现，但这次是一种逻辑推断，而不是视觉感知。然而，在速度约为一秒的情况下，你处于感知和逻辑之间的临界状态，而你是否真的“看到”火车的运动这个问题，则非常接近哲学问题。
细长的猫
预测轮廓的倾向是如此强烈，以至于它会凌驾于我们对世界实际运作方式的了解之上——例如，当一只猫似乎不真实地围绕一棵树伸展开来时：大脑正在对连续性做出反应，而不管它是否合理。
这种视觉异常之所以发生，是因为这些规则在进化上是古老的，并非旨在处理科学家创造的不可能的并置。将复杂的物体知识编程到系统中将过于苛刻——而且没有必要。只有在神话和幻想中，动物才会突然变形为不习惯的形状。
根据视觉处理的层次观点，检测二维图纸中的边缘是一个相对简单的过程，它必然先于构建高层次三维表示的行为。泽设计的其他图形挑战了这一结论。
最简单的是他实验室的标志。它可以被看作是两个扁平的鸟头（其中一个是倒置的），也可以被看作是一条缠绕在白色圆柱体上的三维黑色蠕虫（蠕虫通过圆柱体的存在进行非模态补全）。与卡尼萨三角形（其中三个圆盘区域对齐，暗示边缘的存在）不同，在泽的这个图形中，没有发光边缘或物理轮廓的直接连续性。然而，大脑却感知到了三维蠕虫。这些错觉表明，非模态补全不仅仅是填充连续轮廓的问题。视觉系统比这更聪明。事实上，在泽的另一个创造中，物体在轮廓后面非模态地补全，甚至没有指定它们的确切形状。
物体课程
在他们20世纪60年代的开创性工作中，哈佛大学的神经生物学家大卫·H·休伯尔和托尔斯滕·N·维厄塞尔表明，初级视觉皮层中的脑细胞主要对传达物体或生物轮廓的明暗边缘做出反应。约翰·霍普金斯大学的鲁迪格·冯·德·海特随后表明，次级视觉皮层中的细胞对虚幻轮廓（例如卡尼萨三角形的轮廓）做出反应。
所有这些都提醒我们，视觉的一个关键目标是检测物体（而不仅仅是轮廓），利用任何可用的信息。模态和非模态补全，以及它们所激发的错觉，都源于这种基本的视觉需求。