视错觉经典：群蛇乱舞
强烈提示：本文中的图形属于运动视错觉范畴，当您的大脑不能再容忍两只眼睛所传达的相互矛盾的信息时，便会产生潜在的诱发眩晕或癫痫发作的可能性！所以如果您稍感不适，请立即离开本页面！
老友记中国站和嘻来嚷往联手合作的《视错觉经典》系列继续奉上视觉盛宴。如果上一篇《三角形缺失的一块儿在哪里？》中的三角形只是让您开始不相信自己的眼睛，那么今天的Rotating
Snake估计会让您意乱神迷，怀疑自己的眼睛是不是坏掉了。今天介绍的这个视错觉经典案例是由京都
立命馆大学的Akiyoshi Kitaoka（北冈明佳）于2003年创作的Rotating
Snake（本文将其翻译成“群蛇乱舞”）。
这不是一张动画图片！但是，当您的目光在图中游移时，这些盘踞的“蛇”们会翩翩起舞，跳出不可思议美妙的旋转舞蹈。不过，它们还是很害羞的，当您的目光聚焦在某条蛇身上时，它会立刻安静下来。
发现了什么？
关于这个视错觉的一种解释请看右图这段动画。您最好在观察过一段时间后点击动画下方的Stop按钮，因为它实在是太让人抓狂了……
- 尽管目光焦点一直停留在某个图形上，但随着背景的变换，它仍然表现出强烈的旋转视错觉效果；
- 不论彩色还是黑白的图形，都能产生旋转的效果，可见这种视错觉现象与颜色无关；
- 视错觉的旋转方向与图形中一个个椭球状小色块之间颜色过渡的方向密切相关。右图将镜像对称的图形安排在了左右两边，仔细观察会发现左右两边图形旋转的方向是相反的。Rotating Snake的作者也特意这样安排了图形，图中每两只相邻的“蛇”都是镜像对称的（垂直或水平方向），以此造成眼花缭乱的效果，避免18只“蛇”朝一个方向转动而过于呆板。
- 视错觉旋转的强烈程度与背景的亮度之间有着密切的关系。这张动画中，背景的亮度从0%到100%缓慢变化，您可以点击Stop ramp然后拉动滑块，让背景亮度固定在特定值。您可以发现，当背景亮度被设置为50%附近（精确的数据取决于您显示器的伽玛值）的时候，旋转的效果最为强烈。
为什么会这样？
Gregory和Heard于1983在论文《Visual dissociations of movement, position, and stereo depth: Some phenomenal phenomena》 中首次描述了这种非对称亮度变换(asymmetric luminance steps)导致旋转视错觉的现象。
Akiyoshi Kitaoka在他2003年的论文《Explanation of the elemental illusion (optimized Fraser-Wilcox illusion)》中指出，这种视错觉现象可以称之为余光游移视错觉(peripheral drift illusion)，只有用余光观察才能看到视错觉发生。并且四种不同亮度的颜色是产生这种错觉的必须条件，据估计这种非对称的亮度变换会触发人类的运动探测神经。如：群蛇乱舞中的黑、蓝、白、黄。如果把这四种颜色定义为：极暗色、暗色、极亮色、亮色，那么视错觉旋转的方向倾向于：极暗色->比邻的暗色，或者，极亮色->比邻的亮色。
所谓非对称亮度变换可以这样解释，请首先看上图的左半部分，四种颜色从左至右的亮度值分别是0、120、255、220。而上述论文的理论中指出：极暗色总是倾向于向暗色的方向旋转，也就是图中的A和D都可能发生，但是A从左至右0->120的亮度跨度是120，D从右至左0->220的跨度是220，亮度跨度越小产生的视错觉效果越强烈，所以说A向视错觉的强度是大于D向强度。同时，论文中也指出：极亮色也总是倾向于向亮色的方向旋转，于是图中B和C都会发生，但B的左右跨度是35，C的右左跨度是135，于是B的效果是大于C。所以，尽管图中左半部分这样的颜色布局会产生反向旋转的视错觉效果，但是反向的总效果是小于正向的（C + D < A + B），于是朝一定方向旋转的视错觉效果便产生了。
接下来，我们来看上图的右半部分，两种颜色的亮度分别为0、120，E向的左右跨度和F向的右左跨度同为120，所以两个方向的视错觉强度是对称相等的，然而在整个图像上视错觉的总强度为零，旋转效果无法产生！所以说，Akiyoshi Kitaoka提出“四种不同亮度的颜色是产生旋转视错觉的必须条件”，因为只有像上图左半部分这样安排颜色布局——图中每种颜色过渡到它右边颜色的亮度跨度的总和大于每种颜色过渡到它左边颜色的亮度跨度总和，才能产生出总的朝一个方向旋转的视错觉效果。而同一张图像上，向某个方向亮度变换的总跨度不等于向另外方向亮度变换的总跨度，即为“非对称亮度变换”。当然四种颜色是产生非对称亮度变换所需要的最小颜色数量，两种颜色（上图右半部分）和三种颜色（有兴趣的读者自己试试）都是不可能实现的。
所以如果按照上图左半部分的规律安排颜色过渡，将会产生余光游移视错觉（图一）。但是Akiyoshi Kitaoka等人还发现，图一中这种渐进式的亮度变换会减弱对运动神经的刺激进而降低错觉的效果，并且长而连续的色块和直线边缘对于错觉效果也有弱化作用（图二），但是具有间断（图三）或者曲线（图四，这是另一个视错觉：大内错觉，放在这里为说明曲线边缘的作用）边缘的清晰色块将会大大强化视错觉效果。
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图一：有人曾经提出这张图像的旋转方向取决于观察个体，但是最近的研究显示：所有的测试者观察到该图的旋转方向都是顺时针方向。 |
图二：尽管仍然是长而连续的色块并且具有直线边缘，但是颜色的突变已经大大强化了旋转视错觉的效果 |
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图三：当长而连续的色块被支离破碎的色块代替时，视错觉效果更加强烈。这便是Rotating Snake（群蛇乱舞）的雏形 |
图四：大内视错觉（Ouchi illusion）是异常运动视错觉的代表作。圆内图案看似在运动，圆外图案却保持静止。 |
压力测试？不！
我曾经不断收到朋友们发来的邮件，并声称这是一个压力测试，当我打开其中的链接，发现这是一个题为《在线压力测试》的网页，网页上有这张视错觉图片，并且写到“在普通人看来，这些图形非常缓慢地旋转着，几乎静止。在您眼中图形旋转得越慢说明您处理压力的能力越强，比如说：在罪犯眼中，这些图形会飞快地旋转，而在老者和孩子眼中，它们则是静止的……”
当然，我们可以说罪犯很紧张，目光的飘忽导致他更容易看到旋转视错觉；而老者和孩子心平气和，比较容易专注地盯住某一条“蛇”看个究竟，但这是余光游移视错觉，一旦目光聚焦在图形上错觉即会消失，所以老者和孩子更容易看到某一条静止的“蛇”。除此之外的解释都是一派胡言！切勿相信！
科学上已经证实，旋转视错觉效果的产生取决于目光的游移，而与观察者心理学范畴上的心理状态之间没有任何联系。不过，的确有些人尽管保持目光游移，仍然无法观察到旋转视错觉（大约占测试人群的5%，其中还有一位著名视觉科学家），但是并没有任何数据显示这与一个人的精神状态或是年龄有关。所以不论您看到这张图像呈现出多么强烈的旋转效果或者根本就是静止的，都不要太过于担心，Just for fun! 人体就是这么奇妙，每个人类个体的生理结构都是相异的，所以同样的事物在不同人的眼中本来就是不一样的！
