lizzy现在没工作吗:眼见并不为实——解读“错视之王”弗雷泽螺线

1.背景

 
    图1 弗雷泽螺线                                         图2 轨迹标记

         1908年英国心理学家詹姆斯•弗雷泽（james fraser，1863-1936）利用一组同心圆与特定背景的组合，使其产生了螺旋线的视觉效果，这就是著名的“弗雷泽螺线”（图1）[1]。人们在看到这张图时并不会觉得有什么特殊之处，都会想当然地认为画面主体是由一根螺旋线所构成的，当被告之这条所谓的螺旋曲线为同心圆时，很少有人会在第一时间相信这一事实，这足以体现了“弗雷泽螺线”错视效果的神奇之处（由于其构思巧妙，很难被人识破，被人誉为“错视之王” [2]）。在课堂教学中，上述现象同样存在，学生很难相信这是一个个同心圆。只有当学生用手指沿着曲线画上一圈时，才不得不接受眼前的错视效果。在图2中，我们可以选择中间的某条“螺旋线”，在上面打上12个黑点，让我们的视线轨迹随着其中一个黑点，顺时针方向向下数到第11点上，会发现这12个黑点的确是分布在一个圆周上，而不是肉眼感受到的一条延伸到无限远的、以一个固定点开始向外逐圈旋绕而形成的曲线即螺旋线。

        在平面构成训练中，类似的错视图形示意有很多，多数情况下，学生只要懂得错视现象的存在就可以了，至于错视现象产生的原理是什么，就不得而知了。而对于我们教育工作者而言，却有必要对其作进一步深入的研究。弗雷泽螺线自1908年诞生以来，尝试对其一探究竟的人为数不少，一般都是从心理学的角度进行研究。对于我们设计艺术教育工作者而言，心理学研究固然重要，但并非我们的长项，因此，我们从自己的专业特长“图形分析”上，作为此项研究的出发点进行讨论。从色彩上看，整图仅由黑白灰三色构成，我们尝试着将图中的黑白灰按色彩明度相应的替换为其他色彩后，发现整图的错视效果没有因为色彩的色相变化而发生改变，因此，我们可以将色彩因素忽略不计，仅从图形构成上进行分析讨论。图形分析最为简单也是最为有效的方法便是分解与重构，首先我们仔细分析一下“弗雷泽螺线”这个图形，不难发现，虽然图形线条相对复杂，但从形式构成上看，仅为两部分组成，即黑白灰相间的“背景图形”和所谓的“螺旋线”（实为同心圆）。下面，我们便将“弗雷泽螺线”分解开，分为“背景图形”和“螺旋线”两个部分，并各自进行图形分析。

2.弗雷泽螺线的图形分析

2.1“背景图形”分析
 

         图3 背景图形

        我们将整幅画面的“背景图形”部分和“螺旋线”部分分离开，得到两幅图像，首先分析背景图形的构成形式，如图3所示。图形分开之后，我们很快发现，原图中的“螺旋”错视效果感受不到了，取而代之的是放射状的光感效果。表面上看，图3由一条条相同曲度的线条相交叉而成，彼此交叉之处形成了一个个黑白相间的“菱形”，菱形从画面中心向外沿着弧线排列并不断放大，在这样的构成形式下，我们的视线不由自主地随着弧线的延展而移动。这似乎为我们进一步分析这张图形带来了麻烦，为了解决这一麻烦，更好地了解这张背景图，我们需要一些特殊的辅助线来帮助我们。

        图3中背景图形的菱形是一个接一个向外延展的，我们的眼睛也一直追随着菱形的边界，随着视线的移动，我们也会不由自主地感觉到画面上的光的强弱变化，而奇怪的是这一特点在图1中并不明显。对比图3和图1观察，我们发现形成图3这一变化特征的主要原因是我们的视线很难聚焦到一个视觉停靠点上进行仔细辨认，而是一直处于一个内外交替的过程中反复游走着。我们可按着图1中的同心圆的位置绘制一条圆形辅助线，不难发现图3是如何构成的。首先，我们用圆形辅助线代替原黑白相间的同心圆，并以圆形辅助线为排列路径，将黑白菱形相间绘制在灰色背景上，得到图3-1；接下来将黑白菱形组合做圆周位移排列并相接复制，直至旋转一周，得到图3-2；将排列成一圈的黑白菱形，按圆形辅助线同心圆向内缩小复制，使得内外（或上下）菱形顶点相重合，并旋转一个菱形单元角度，使其黑白相交错，得到图3-3；再以此方式不断将排列成一圈的菱形向圆形辅助线内外做同心复制最终得到背景图形（见图3-4）。通过图3-1至图3-4的形成过程分析，我们认识到背景图形其实是黑白相间的菱形进行圆周位移运动，不断向内或向外重复复制而成的，在这一形成过程中，我们可以感受到相对无序的视觉体验弱化了，取而代之的是黑白灰三色菱形所形成的放射状轴心对称的视觉体验。
      
   
图3—1                           图3—2                          图3—3                      图3—4

2.2“螺旋线”分析
 

图4 同心圆环
 

图5 图1螺线圆环的放大图

        了解背景图形的构成规律之后，让我们再来解读一下错视的主体部分——“螺旋线”，即排列于图1背景之上的同心圆环。图4中这一连串同心圆就取自图1弗雷泽螺线，亦是图1产生错视的主体部分。我们能够明显感觉到的图4同心圆环所产生的“旋转感”，这是由于图中圆环上半径相同的无数条重复排列的黑白线段的“间隔”形成了这一旋转感，仿佛有一股永不停息的力量在转动着图上的这一条条圆环。

        但无论我们怎么样去观察，在图4中，我们也感觉不到图1中那种强烈的“螺旋感”（注意和上文的“旋转感”不同），更不可能体会到图3中的放射感。究竟是什么让图1中这一组圆环产生了“螺旋感”？我们进一步观察会发现，图4中圆环上间隔线的形成特征，分别是图1中同一圆环内外上下相邻黑色菱形和白色菱形的三角部分之间彼此交错于圆环内的间隔线段相接而成（如图5中的ａ、b、c部分所示），由于同一圆环上的菱形三角部分彼此是等大等距的，因而彼此的连线也必然是等大等距的，与圆形相切的角度也必然是相等的。我们从图5的形成过程中可看出，图5是在图3的基础上形成的，也就是图5的构成是基于图3的构成规律之上产生的。问题说到这里似乎我们就应该想当然地认为图3通过图4圆环单元的连接形成了图1中的“螺线”（同心圆环），又通过同心圆环的作用在图3背景层产生了放射状的视觉效果，于是在这种黑白交错并且给人“旋转”感受的过程中，“螺旋”的错觉就此产生了，但事实真就如此吗？我们似乎还没有回答一个关键性的问题，就是产生的过程我们知道了，但为什么会有这种结果？为什么不是在这一过程下产生同心圆的视觉效果或是放射状的视觉效果，而偏偏是“螺旋”的感受？为了回答这一问题我们需要进一步进行深入的探讨。设计在线.中国

3.螺旋错视成因分析

       通过图3-1—3-4的图形产生过程分析，我们知道图5中的相邻菱形的黑白间隔线段都是在同一圆环之上的，图5中的a部分黑色线段是构成图4同心圆环黑色区域的基本图形单元，为了方便说明我们将其称为黑单元。由于黑a单元是在圆周上首末均匀不断地重复，因此a单元本身就必须带有一定弧度，亦可以将其看作是一个特定圆形的一段短弧。我们将弧a线段延长，发现a在顺时针延长将近90°时与向内一圈的另一个等形但不等长的黑单元相连接，依此规律继续将其延长，我们会发现最终得到的是一条如图6所示的隐藏其中的螺旋线。在这一过程中，图4的同心圆环的任何一部分都在不断地引导我们的视线沿着这根螺旋线做螺旋运动，最终导致了“螺旋线”错视成为了可能。但这只构成了螺旋错视产生的条件之一，因为图4已经完全具备了上述条件，但并未形成螺旋错视，其主要原因在于：在图4中，我们的“视觉习惯”更倾向于将同一圆环的黑单元或者
 
 
  图6 隐藏的螺旋线示意图                          图7 没有背景图形的“螺线”示意

       是白单元部分看作是一个整体，更倾向于将他们看作是构成同一圆环的各个部分。也就是说，即便其各个独立的单元图形一直引导着我们的眼睛沿着弧线方向向内或者向外做螺旋式运动，但还没有超过我们前面所说“视觉习惯”的“牵引力”。单独的图4是不能产生这一“牵引力”的，这就必须借助其他图形加大这一视觉牵引作用。

        通过前面的讨论我们知道单独依靠黑a单元不能形成“螺旋错视”，a单元只能使圆环产生旋转感，而关键之处在于通过a相连接起来的b、c两部分。b、c这两部分分别位于圆环的内外两侧，与a同为黑色（见图5所示），这样一来加大了a的视觉牵引力，使a产生了进一步的视觉偏移，很顺利地将a的圆弧延长线指向了向内或者向外一圈。通过视知觉的心理暗示作用，使得黑a单元在所形成的原有旋转的视觉效果基础上进一步产生了离心力和扩散感，于是图4中旋转的圆环经由c—a—b的连接作用，通过我们的视觉不自觉地随着圆环游走的圆周运动过程中，产生了螺旋向外的张力，并随着这一视觉单元的不断增长而无限延伸。仿佛儿时的玩陀螺背上的花纹一样，随着其自身的旋转，一圈一圈螺旋向外扩散开来。这一过程中，ｂ和ｃ部分产生了足以影响ａ的螺旋向外的离心牵引力，如图7所示，即使没有之前的图3的背景图形同样能够产生螺旋错视的印象。

       分析到这里我们终于发现，在“弗雷泽螺线”中，原来纷繁复杂的背景变得工整有序了，原来无法把握的错视规律变得条理清晰了。在这个“螺旋曲线”（即同心圆环）中，圆环内外的每一个小色块看似无足轻重，但在整个画面中，他们却是画面视觉特效的关键要素，在他们的作用下，圆环上的每一条线段都产生了轻微的向外离心力，随着数量的增加，这种视觉张力在一点点地积累和放大，通过心理暗示的作用，不断地欺骗着我们的视觉神经最终形成了“弗雷泽螺旋”的错视。

4.小结

       通过前面的分析，我们可以看出，一种或几种特定的视觉单元在特定的构成规律的组合下进行分解重构便会形成全新的视觉样式，足以欺骗我们的知觉生理感知，欺骗我们的视觉心理认同。仿佛是一场可以近距离多角度观赏的魔术表演一样，明明知道并不真实，但却不得不惊叹和感慨于其中的神奇之处。以上论述仅局限于在视觉上进行图形分析，没有过多的去讨论人在这一视觉过程中的心理作用，难免会存在一定的局限性和片面性。笔者只希望在错视构成的研究领域中能够抛砖引玉，唤起更多的、设计艺术专业领域的人们来共通关注、共同深入而扎实地研究视觉艺术中的错视现象，方便我们更好地将其规律运用到教学和设计实践中去。