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常见视觉错觉成因分析

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。本文就各种错觉产

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

视觉的形成1.

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，从本质上来看，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之间，但还有一些人能够感知到波长大

约在380到780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，视网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

发出（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，但由于视网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。

视觉效2.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

的可见光本身性质有关，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

视觉1.惰性引发错觉

（1）错觉：手电筒的光斑。当静止的手电筒照在屏幕上时，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。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，而不是同时呈现出来。但是我们看电视时，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时呈现出来的。

（2）原因：为什么会产生这样的错觉？其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：虽然物体已经

消失了，但物体在人脑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

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一个光斑看成是一条亮线了呢？由于视觉暂留效应，虽然光斑已离开原来位置，

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