电影《盗梦空间》中出现过这样一段楼梯,它首尾相连,没有最高处和最低处。如果你一直上楼梯,就会回到最开始的地方;如果一直下楼梯,也同样会回到最初的位置。
这段无限循环的楼梯被称为“彭罗斯阶梯”,它乍看起来没什么不对,但只要留心观察,就会发现它的结构并不合理,是典型的“不可能图形”。
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↓↓ 不可能图形都藏在这个视频里哦 ↓↓
↑↑ 你的眼睛会被骗到吗? ↑↑
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为什么有些图形能够欺骗眼睛,让人产生既和谐又矛盾的神奇体验呢?这跟人类的视觉认知过程有关。
如果把人类的两只眼睛比作两台同时工作的摄像机,那么视觉的形成,就相当于把两份图像同时输入一台超级计算机中,需要经过合并处理,转化成三维图像,才能形成立体视觉。
在这个过程中,大脑就是那台把各种“感觉”升级成“知觉”的超级计算机:
在利用视觉感官获得信息之后,知觉能够运用过往经验,对物体的远近、形状、明暗进行判断,从而整理出一幅清晰的视觉空间,让我们可以在一瞬间就理解所看到的一切。
不只是三维物体,屏幕、画纸、照片上的二维画面,也同样能形成立体感。
因为虽然眼睛看不出不同角度下的画面区别,但大脑还是会积极地加工产生知觉,通过二维图像的轮廓、透视、阴影等信息,强行构建出想象中的立体图形。
比如此刻,你在屏幕里看到的这个图形,它在本质上是二维的,但你的大脑仍然会强迫你想象这个立方块的三维结构。
由于知觉的存在,人类拥有了出色的空间想象能力。但正因为如此,一旦遇上不按常理出牌的图形,人类出色的脑补能力就会出现bug。
以前面提到的“彭罗斯阶梯”为例,它是“彭罗斯三角”的变体,这类图形构造了一条循环路径,让图形的最高处与最低处无法被人眼区分,并模糊了距离上的远近高低。
在只看图形的一部分时,并不会感觉有什么问题,但如果观察整体,知觉就会创造出一个并不存在的三维图形,让人怀疑自己是不是眼花了。
“内克尔立方体”、“施罗德阶梯”、“恶魔音叉” 这些“不可能图形”,它们结构间的距离、阴影与凹凸的对应关系、线条所在的图形边界……同样不能在三维空间里实现。
可你的知觉却仍然饶有兴致地进行着解析,非要创造出这些不能在三维世界里存在的“不可能图形”。
有艺术家利用人脑的这种特性,创造出了令人惊叹的艺术作品。
风靡一时的游戏《纪念碑谷》就是其中的典型代表:这款充满视觉错觉和维度转换的游戏,完美展现了 “不可能图形”所蕴含的艺术性与独特魅力。
说到这里,就不得不提埃舍尔这位艺术大师了,他将“不可能图形”发挥到了极致。
独特的创作风格让他的作品成为了艺术经典。《纪念碑谷》中的许多场景,就是对埃舍尔作品的模仿与致敬。
埃舍尔的画作也为许多数学家和哲学家带来了启示:循环、分形、拓扑……在这些由不可能图形所构成的画面中,你能看见另一种表现形式下的数学悖论,和另一种观察角度下的世界存在。
从视觉欺骗,到知觉漏洞,从艺术经典,到科学启示,不可能图形在引起我们错觉的同时,也造就了艺术与科学相结合的美学典范。
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