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2
作者序在
BGM︵背景音樂︶與人聲嘈雜的大型購物中心裡,我們會有只聽見對方
說話聲音的情形發生。之所以無視周圍的噪音,只聽見對方發出的聲音,是因為
我們將﹁注意力﹂放在對方身上的緣故。不過我們也常有這樣的經驗:明明沒有
特別注意,如果在一片噪音中有人叫自己的名字,還是會立刻轉頭察看。換句話
說,我們並非完全聽不見周圍的噪音,而是一邊聽著對方的聲音,一邊也無意識
地注意四周的聲音,找尋是否有和自己相關的字眼。人類的聽覺是多麼巧妙啊!
再舉一個例子。請將雙手交叉抱在胸前,想一想由﹁見、木、立﹂組成的漢
字。想到了嗎?你該不會在思考時,動了手指或腳趾、下巴等部位吧?
當我們回想記憶裡的事物時,身體就會跟著出現動作,這是人類特有的行
為,真是不可思議。
我目前任職於電子製造公司的研發中心,研究、開發最先進的IT技術,
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3
往往從業者的觀點就開發起了產品。但是,為了能提供消費者真正便於使用的產
品,就必須從使用者的觀點設計商品。也就是說,這得從分析、研究人類行為原
理出發。這樣的背景,讓我開始注意觀察並分析人類行為。
我開始研究人類行為後,經常對人類所擁有的能力和特性感到訝異,事實
上,只要進行各種實驗,就能看見人類有著各式各樣的面向,諸如容易受騙或是
思慮周全等等。
﹁人類行為科學﹂是一門找出人類行為的原理或法則的綜合性學問。因此,
﹁人類行為科學﹂將外界的刺激視為對於人類︵
=
資訊處理系統︶的﹁input
﹂
︵輸入︶,將結果引發的行動視為﹁output
﹂︵輸出︶,並從許多面向去了解其
中的機制。
本書是一本能讓人在﹁咦?原來是這樣啊!﹂的感覺下,快樂學習人類行
為科學的入門書,藉由實驗方式說明﹁人類觀看或聽聞事物時所擁有的特性﹂、
﹁記憶事情時所運用的特性﹂、﹁與他人相處時會展現何種行為特質﹂等。讀者
在感到不可思議、意外、驚訝的同時,應該也能重新體認人類的堅強、脆弱以及
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4
深奧的內涵。
近來,社會上IT萬能主義的傾向愈發強烈,相反的,對人漠不關心、不
喜歡與人交往的人卻逐漸增加。在真實感受到人類行為的不可思議後,我希望各
位能再次對人產生興趣,重新審視人類,感受身為人類的美好,這種想法促使我
寫下本書。每一章最後的﹁想知道更多﹂部分,對本文中無法解說的原理進行更
專業的解說;﹁專欄﹂部分則活用了本書所解說的人類行為特性,介紹實踐內
容,如果能對各位的工作或周遭生活有所幫助,我將感到非常開心。
最後,本書的出版,要對仔細幫我編輯本書的講談社B
lue Backs
出版社的
小澤久先生、給我機會的O
ffi ce South
股份有限公司的堀野伸夫先生、芳原信先
生、櫻花工藝社的櫻井紀元先生、與我討論書中內容的立命館大學的北岡明佳教
授、國際電氣通信基礎技術研究所︵ATR︶的加藤宏明主任研究員、日立製作
所的大家、還有協助進行實驗的法政大學、拓殖大學的學生致上深深的感謝。
二○○
九年八月
北原義典
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作者序
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‧
2
視覺與認知
Q1
一圖兩解之謎─
「地﹂與「圖﹂‧
‧‧
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‧‧
‧‧
11
Q2
單一顏色看起來不像單色之謎─
馬赫效應
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‧‧
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‧
15
Q3
色彩濃度不一之謎─
亮度的對比與同化
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‧‧
‧
19
Q4
亮度看起來不同之謎─
明度的恆定性
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Q5
看起來浮現立體圖案之謎─
雙眼視覺與深度知覺
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29
Q6
單眼也能看見立體感之謎─單眼的深度知覺
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33
Q7
看起來大小不一之謎─
深度結構的脈絡
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Q8
形狀看起來不一樣之謎─
視覺空間的異向性與形狀的恆常性
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43
Q9
沒有線條卻能看見形狀之謎─
主觀輪廓線
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47
Q10
即使無意義的圖形也能理解之謎─
視覺補足
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目次
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Q11
隔些距離才能看見圖形之謎─
格式塔要素
Ι‧‧
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‧
55
Q12
難以發現隱藏的立體圖形之謎─
格式塔要素Ⅱ
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
59
Q13
圖案解讀不同之謎─
圖形脈絡的效果
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
63
Q14
不能正確辨認詞語之謎─
語言脈絡的效果
‧‧
‧‧
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‧
67
想知道更多
人類的資訊處理模型
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‧‧
‧
71
專欄
製作容易看懂的資料
‧‧
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74
聽覺與認知、語言
Q15
倒過來聽反而聽不懂之謎─
聲音的倒轉播放
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‧
77
Q16
改變說話方式使意思跟著改變之謎─
韻律及消除多義性
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‧
81
Q17
立體聲之謎─
音源定位
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85
Q18
替換成其他音素也聽不出差異之謎─
音素復原效果
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‧
89
Q19
聲音不易被聽見之謎─
聽覺遮蔽
‧‧
‧‧
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‧
93
想知道更多
看見聲音
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‧‧
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99
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專欄
透過紅豆浮現心頭的情景
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
101
其他知覺以及認知、複合知覺
Q20
相同重量卻給人不同感受之謎─
韋伯‧
費希納定律
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
103
Q21
一枝筆感覺像是兩枝筆之謎─
亞里斯多德錯覺
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‧
107
Q22
相同重量卻有不同感受之謎─
沙蓬特效應
‧‧
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‧‧
‧
109
Q23
相同時間感覺上長度卻不同之謎─
時間的知覺
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
113
Q24
難以找出相同積木之謎─
心像旋轉
Ι‧‧
‧‧
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‧‧
‧
117
Q25
無法立刻判斷自己是否能完成之謎─
心像旋轉Ⅱ
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
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121
Q26
不易理解開箱方法之謎─預示性
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
125
Q27
無法從音源方向聽見聲音之謎─視覺優先性
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
129
Q28
無法如實聽見話語聲之謎─
視覺資訊與聽覺資訊的統合
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
133
想知道更多
人類的感覺
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
136
專欄
人類研究與產業的關係
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‧‧
‧‧
‧‧
‧
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感情、情緒
Q29
眼睛看起來不同之謎─
表情中的嘴巴優先效果‧
眉毛優先效果
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‧‧
‧‧
‧‧
‧
141
Q30造形看起來有趣之謎─
形態與情感
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‧‧
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145
Q31
迷糊與精明之謎─
韻律與笑聲
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
149
Q32
愛上在吊橋上邂逅的人之謎─
情緒的「生理─
認知要素理論﹂‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
153
想知道更多
聲音與感情
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
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157
專欄
歐巴馬的演說為什麼吸引人?
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‧‧
‧‧
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159
記憶、學習
Q33
沒有紙筆就不易發現答案之謎─短期記憶
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161
Q34
每天看見還是不記得之謎─
長期記憶的保存方法
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165
Q35
選擇題的成績比填空題還高之謎─
回憶與再認
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171
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Q36
思考時身體不知不覺產生動作之謎─
空中書寫
‧‧
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‧‧
‧
175
Q37
找不到好方法之謎─
頓悟學習
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‧‧
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179
Q38
不順手也能完成之謎─
學習遷移
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‧‧
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‧‧
‧
183
Q39具備分類能力之謎─
概念的學習
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‧‧
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185
想知道更多
學習
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‧‧
‧‧
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189
專欄
為什麼年紀大了以後就想從事有興趣的事情或志工活動
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‧‧
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191
思考、心理測驗、適應行為
Q40
抽象事物難解之謎─推論行為中的主題化效果
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‧‧
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‧‧
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193
Q41
在入社測驗中放入加法題之謎─
內田‧
克雷佩林心理測驗
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
197
Q42
深信心理測驗說中了自己的性格之謎─
巴納姆效應
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
199
Q43
報酬低反而做好報告之謎─
認知失調理論
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‧‧
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203
想知道更多
心理測驗
‧‧
‧‧
‧‧
‧‧
‧
207
專欄
時而接受誘惑也很重要
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‧‧
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209
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社會行為
Q44
工作效率提升之謎─
霍桑工廠的實驗
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‧‧
‧
211
Q45無意間便坐遠一些之謎─
個人安全距離
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213
Q46遠親不如近鄰之謎─
鄰近效應
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217
Q47
對旁人的失敗產生情感變化之謎─
出醜效應
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219
Q48
對評價者產生情緒變化之謎─
得失效應
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223
Q49
討厭某人,甚至連他養的狗都不喜歡之謎─
平衡理論
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Q50
糾結狀態的戰略之謎─
囚犯兩難賽局
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Q51
領導者類型導致生產性差異之謎─
領導理論
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235
Q52
因權威者而改變自我行為之謎─
權力服從
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239
Q53
集結成團體後,輸入的力量大小跟著改變之謎─
社會懈怠
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241
Q54
不知不覺間就購買下來之謎─得寸進尺法
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245
想知道更多
流言蜚語
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‧‧
‧‧
‧‧
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249
專欄
結果,我們什麼都用「微分﹂處理
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1.視覺與認知
11
第一章 視覺與認知
Q1 你認為下圖表示什麼?
第一章 視覺與認知
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12
一圖兩解之謎―
﹁地﹂與﹁圖﹂
你的答案是﹁桌子的配置圖﹂?﹁機器人列隊圖﹂?或者是﹁流行於一九八○年代,太空
侵略者遊戲中的角色﹂呢?如果我們把白色當作背景,看起來就像是各種鑰匙排列而成的奇妙圖
形。那如果將黑色當成背景,看起來又是如何呢?沒錯,圖形上就會浮現﹁FEEL
﹂字樣。在人類
行為分析學或設計學的世界裡,背景稱為﹁地﹂,圖形稱為﹁圖﹂。人類傾向於認為大面積延伸
至周圍的部分是﹁地﹂;而將具有一定形狀的小面積部分認為是﹁圖﹂,如果兩者的條件相仿,
就很難區分出﹁地﹂與﹁圖﹂。
請見圖︵a︶,這張圖改編自魯賓瓶︵R
ubin's vase
︶,圖中的黑白面積幾乎相等,因此我們
既能夠在黑色背景中看見瓶子,也能在白色背景中看見兩人面對面的樣子。像這樣取決於著眼點
不同,﹁地﹂與﹁圖﹂就會翻轉過來,此時,我們認知到分界線屬於﹁圖﹂的範疇。
一般而言,輪廓線一旦封閉後就容易形成﹁圖﹂,而且,看來具有意義的圖形,就有較高的
可能性被認為是﹁圖﹂。以魯賓瓶為例,由於瓶子的輪廓線是封閉的線條,因此人們多數時候都
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13
第一章 視覺與認知
會把瓶子認知為﹁圖﹂。如果像圖︵b︶那樣,進一步在白色區塊添加幾筆,讓圖形帶有瓶子的
意味,就更容易被看成是瓶子。此外,如果像圖︵c︶一樣,在黑色區塊加上線條,使其帶有人
物的意味,那麼這張圖就有較高的可能性被辨識為人物。
在Q1的圖例中,因為黑色區塊的輪廓線是封閉的線條,所以容易被認知為﹁圖﹂,但是它
看起來又不像具有意義的圖形,所以讓人陷入無法明確辨認的狀態。
街上的看板或標誌為了讓書寫的部分︵圖︶清楚呈現出來,會讓文字或圖片的造型小於看板
框架,並將輪廓線封閉,然後盡可能地擴大背景︵地︶面積,並且使用不起眼的單色呈現。
(a)
(b)
(c)
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14
無論是廣告還是小手冊、書封等各種印刷品,基本上都會明確地區分出﹁地﹂和﹁圖﹂來。
因此會下工夫提高辨識度,擴大﹁地﹂的背景面積,使它的色彩與亮度和﹁圖﹂有所差距,盡可
能地讓﹁圖﹂成為有意義的圖形。
除此之外,在選擇電腦桌面的背景畫面時,使用花樣簡單的單色圖片,使用者會更容易找
到圖標位置;而在網路首頁呈現重要訊息時,可以顯示於圖案較少的區塊,或寫在單色的對話框
裡,這些做法都能讓人更容易注意到訊息。
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1.視覺與認知
15
第一章 視覺與認知
Q2 正中央桌子的左邊A和右邊B,
哪一邊顏色較深?
(1) A顏色較深
(2) B顏色較深
(3) A和B顏色一樣深
A B
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單一顏色看起來不像單色之謎―
馬赫效應
正中央的桌子看起來似乎存在色差,但實際情況卻如答案︵3︶所述,無論是A或B,都是
相同深度,均一的灰色。
如果像圖︵a︶一樣將桌子分別搬開,中央那張桌子看起來就是均一的灰色。不過,一旦
我們像圖例那樣將三張桌子併在一起,愈往中央桌面的右方,顏色就顯得愈白,相反地,愈往左
方則愈呈現出深灰色,桌子看來像是塗布不均一般。像這樣,在濃度出現急速變化的界線之前,
顏色較淡的部分會讓人感覺更淡,而顏色較深的部分則感覺更深,藉此使人能更加清楚感受到界
線。
這種特性稱為馬赫效應︵m
ach effect︶,在明亮度不同的兩個區塊交接處,我們的眼睛會強
調亮度以進行感知,這是因過度作用而產生的現象,因此在日常生活中,我們才能清楚辨識出物
體的輪廓。
圖︵b︶中由淺灰色到深灰色的變化如圖︵c︶的實線所示,在靠近界線左邊可見模糊的亮
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17
第一章 視覺與認知
(a)
(c)
亮度
實際的亮度
眼睛認知的亮度
(b)
明亮帶 暗色帶
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灰色帶狀,而右邊則可以見到模糊的暗灰色帶狀,這些帶狀區域稱為馬赫帶︵M
ach bands
︶。
在物理上,儘管這些長條帶狀實際上並不存在,但藉由馬赫效應卻能讓人感受到。換
句話說,正中央濃度變換處的左右兩邊,感覺上就像圖︵c︶的虛線所示,深度會產生過衝
︵overshoot︶現象。這種現象,來自生理學上一種名為﹁側抑制﹂的機制。也就是說,視覺神經
細胞受到光線刺激後,會抑制鄰近細胞的活動。透過側抑制的作用,明顯展現出刺激強度的差
異,清楚地檢測出界線來。
寫在白紙上的黑字看起來異常清晰,相反地,黑色背景上的白色圖形則白得刺眼,都是馬赫
效應的緣故。在黑暗之中突然打開閃光燈時,會感到異常刺眼,而當閃光燈消失的剎那,看來則
陷入一片黑暗,這也是因為黑色轉換為白色時︵或由白轉黑時︶,時間軸方向的過衝所造成的。
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19
第一章 視覺與認知
Q3 在圖(1)和圖(2)裡,哪一
隻大象看起來顏色比較深?
1.視覺與認知
(1)
(2)
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20
色彩濃度不一之謎―
亮度的對比與同化
事實上,圖︵1︶和圖︵2︶裡的大象色彩濃度相同。不過,你是否覺得大象的顏色看來深
淺不一呢?而且,距離愈遠,差異愈是明顯,這是由於亮度對比和亮度同化這兩種知覺現象結合
後所產生的錯覺,稱之為白色錯視︵W
hite's illusion
︶。
請看圖︵a︶和圖︵b︶。感覺上︵b︶四角形內的圓點比︵a︶的顏色還要深,事實上,
無論是︵a︶或︵b︶,四角形內的灰色圓點顏色都一樣濃。這表示,圖︵a︶裡的圓點受到黑
色四角形的影響,看來較為明亮;相反的,圖︵b︶則因外圍四角形的淺灰色影響,使圓點的
顏色看起來比較深,這就是所謂的亮度對比。相對於外側的四角形而言,如果內側的圓點面積
愈小,這種現象就愈明顯。一般認為,藉由這種亮度對比,能讓我們輕易地從環境中辨識各種事
物。
接下來請看圖︵c︶和圖︵d︶,這兩張圖和︵a︶、︵b︶一樣,使用相同的灰色組合,
但這次應該會覺得︵d︶的圓點比︵c︶還要淡。換句話說,我們感覺圓點的亮度接近前方的橫
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21
第一章 視覺與認知
紋亮度,這就是所謂的﹁亮度同化﹂現象。當
上方的圖片或橫紋面積愈大,同化的程度就愈
明顯。圖
例中的大象錯視現象,結合了對比與同
化兩種現象,把大象包夾在白色與黑色背景之
間,變成三層,這就是重點所在。
圖︵1︶中的大象顏色與柵欄中的黑色
呈現對比,看來顏色較淡,而在白色柵欄的牽
引下,又出現同化現象,讓顏色看來更淡。相
反地,圖︵2︶的大象顏色和柵欄中的白色相
比,看來顏色較深,而且受到黑色柵欄的同化,看起來顏色應該更深。美國的視覺心理學家安德
森認為,當人們認定對象圖與背景存在於同一層時,兩者便產生對比;而當認定對象圖在橫紋後
方、也就是對象圖與背景不在同一層時,兩者便產生同化現象。
我們在生活中也能見到顏色的同化現象。例如在超市中,將柳丁放入紅色的網袋中販售,就
(a) (b)
(c) (d)
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22
是運用顏色同化的原理。由於柳丁靠近紅色網袋,所以顏色看來更深、更美味。將秋葵放在綠色
網袋中販售也是運用相同的道理。
此外,當我們進入電影院或山洞裡時,眼前會瞬間變得一片漆黑,就如之前所說明過的,此
為亮度在時間軸方向上的過衝︵overshot
︶現象,也可以說這是亮度在時間軸方向上的對比所產
生的結果。 反之,從電影院或山洞裡出來的瞬間,光線會讓人感到刺眼,也是相同的現象。不
過,如果明暗程度沒有變化︵亮度差為零︶,眼睛就會逐漸習慣週遭的明暗度,稱為適應。適應
黑暗稱為暗適應︵dark adaptation
︶,相較之下,如果在明亮處待上一陣子,眼睛習慣光亮感,就
稱為光適應︵light adaptation︶。將山洞裡的照明設備設在入口周圍,愈往裡面走就愈暗,到了出
口處又再度重現光明,這正是考慮到眼睛適應明暗的特性。
我們的眼睛︵視覺接受器︶如同圖︵e︶一般,利用水晶體這片薄膜,將進入光線投影在視
網膜上,影像訊息通過視覺神經傳送到腦中,這樣一來就能看見外界事物。視網膜厚度只有0.2公
釐,其橫切面如圖︵f︶所示,具有視錐細胞和視桿細胞。
視網膜的中心部分稱作中央凹,使用這個部位看見東西,稱為中央凹視覺。中央凹直徑大約
0.3公釐,視錐細胞便聚集在這裡,扮演著讓人精確看見物體、感受顏色的角色。
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23
第一章 視覺與認知
視桿細胞則大量存
在於中央凹邊緣,其功能
是使人對外在物品具有整
體感,但無法讓人分辨顏
色。因此,偏離視網膜中
心以外的影像,即便能看
見模糊的樣貌,卻沒有清
晰的色彩。利用這種周邊
部位來看東西就稱為周邊
視覺。視錐細胞在明亮處
運作︵光適應︶;視桿
細胞在黑暗處運作︵暗
適應︶,彼此進行角色
分工。多虧這兩種視覺細
(e)視覺受器
.多存在於視網膜邊緣.讓人產生整體感.在黑暗處發揮作用.無法辨識顏色
水晶體
虹膜
視網膜
中央凹
視覺神經
玻璃體
(f)視網膜的剖面放大圖
.多存在於視網膜中央.讓人精確看見物體.在明亮處發揮作用.讓人感受到顏色
神經節細胞
水平細胞、雙極細胞等
視桿細胞
視錐細胞
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胞,才讓我們在亮處和暗處都能看見物體。
適應機制也存在於視覺以外的感覺。例如當我們進入別人家裡時,對於迥異於平常的氣味即
便感到在意,不久後卻習慣那裡的味道,而不覺得奇怪,這就是嗅覺適應。進到游泳池裡時,一
開始雖然覺得﹁好冷!﹂不久後卻習慣了冰冷的水溫,這就是皮膚感覺上的冷熱適應。我們即便
面對環境的劇烈變化,也能藉由這種適應機制,而變得習慣。
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1.視覺與認知
25
第一章 視覺與認知
Q4 A磁磚和B磁磚,哪一片看起
來比較亮?
(1) A磁磚比較亮
(2) B磁磚比較亮
(3) A和B一樣亮
A B
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亮度看起來不同之謎―
明度的恆定性
應該很多人選擇︵1︶吧?事實上,照片裡的B
稍微亮一點。這張照片是在筆者家附近拍的。如果像
圖︵a︶那樣,用一張挖了洞的紙蓋在照片上,並試
著在A和B之間畫一條與B相同顏色的長條,我想就
會了解B看起來會稍微亮了一點。
這種現象關係到所謂明度恆定性這種視覺特性。
舉例來說,不管我們將白色粉筆放在面光處或背光
處,顏色都不會覺得有所改變。但是,在物理上,面
光處的粉筆比起背光處的粉筆,在物理上亮度更高,
所以投影到視網膜內的影像,面光處的粉筆應該比較亮。
此外,如果將白粉筆放到背光處,而將黑炭放到面光處,試著觀察這兩項物品,映照到視網 A B
(a)
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27
第一章 視覺與認知
膜內的畫面,面光處的黑炭會比背光處的白粉筆更亮。儘
管如此,我們感知到的卻是即使在背光處,白粉筆依然
白,而即使在面光處,黑炭依舊很黑,這就是明度的恆定
性︹圖︵b︶︺。
請見圖︵c︶,首先我們看看整體畫面,知道這片地
板是由黑、灰、白三種顏色地磚所構成。而且認知到黑地
磚B相較於周圍的灰地磚和白地磚A�顯得更暗,另一方
面,A則比周圍的灰地磚和B�更亮,被認知為白色地磚。
不過,由於A�有一半在背光處,看起來左半邊的亮度與A相同,右半邊的亮度則與A�相同,
加上明度恆定性的影響,讓人覺得A�與A或A�一樣都是白色的地磚。在這張照片裡,如同A�附
近這般,﹁影子輪廓模糊﹂也是重點。因為整體看起來彷彿都籠罩在影子裡,讓人對環境產生
﹁影子中
=
低亮度的環境﹂的判斷。
因此,我們認知到的亮度關係就變成:
B
>A′
=A″
=A
面光處與背光處在物理上的亮度雖然不同,但在知覺上卻是相同的白粉筆。
B
(b)
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換句話說,就物理上而言,雖然B比A稍微明亮
一些,但受到明度恆定性的影響,加上我們也會以平
常的黑白關係來看待影子裡的物體,所以B看起來比
A的亮度暗上許多。
與明度恆定性相同的視覺特性中,還有色彩恆常
性。舉例來說,在超市裡那些看起來很美味的草莓,
在買回家途中陽光照射的場所看的時候,以及回到家
裡看起來的樣子,紅色應該完全不同,但我們卻不覺
得顏色有什麼差異,這就是色彩的恆常性。此外,無
論是家中的電視,或是鄰居家裡的電視,投影在不同
電視畫面上的事物,實際映照到視網膜裡時,理應出現不同的色彩,但它們看起來卻有著相同的
顏色,這也是色彩恆常性所造成的。
像這樣,藉由明度的恆定性與色彩的恆常性,讓我們即使在環境發生改變下,還是能穩定地
認知外界事物。
B
B
(c)
A
A〞 A
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1.視覺與認知
29
第一章 視覺與認知
Q5 試著用雙眼將下方兩張圖上的
線疊在一起,距離稍遠一些觀
看後,你看見什麼呢?
(1) 文字
(2) 愛心
(3) 動物
(4) 星星
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看起來浮現立體圖案之謎―
雙眼視覺與深度知覺
答案是︵3︶,圖中會浮現出像狗一般的動物形狀。運用雙眼進行深度知覺時,會使用到雙
眼視差和雙眼輻輳這兩種方式。
雙眼視差如圖︵a︶的αR
與αL
所示,映照在視網膜上的物體影像在右眼和左眼中會有些許差
異,如果我們在自己眼前放置箱子或書本,試著分別閉上左右眼注視它們,就能明白左眼見到的
和右眼見到的形狀有些許不同。一般認為,這種視差關係到我們對深度︵相對距離︶的知覺。
所謂的雙眼輻輳,是指我們看見一項物體時,雙眼的動態。也就是在圖︵a︶中形成θ1與θ2
角度的雙眼動態,這裡的θ1與θ2稱為輻輳角。而用來調節物體與兩眼之間角度的肌肉動作,就成
為輻輳的關鍵。透過雙眼輻輳的作用,使我們在某種程度上能掌握眼睛到物體之間的距離︵絕對
距離︶。
此時,物體的位置愈遠,雙眼視差和雙眼輻輳也愈小,降低深度知覺效果,而難以看出立
體形狀。圖︵b︶的物體位置較遠,其雙眼視差
|也就是αR
和αL
的差異,不像距離較近的圖
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第一章 視覺與認知
(a)
(c)
(b)
(d)
左右眼看見位置稍有偏離的圖
左右眼看見完全相同的地(背景)
左眼用圖像 右眼用圖像
雙凸透鏡
右眼 左眼
θ1θ2
αL αR
αL αR
θ1
θ2
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︵a︶中的αR
和αL
那麼大;而圖︵b︶的輻輳角θ�1和θ�2的差距,也不如圖︵a︶中的θ1與θ2那麼
大,就不容易認知出深度。
如果我們反向操作雙眼視差的能力,對左右眼分別提示視點僅有些微差異的圖形,便能看
出立體感。圖例中的兩張圖片,由於構成動物形狀的圓點集合︵圖︶的位置稍微偏離剩下的圓點
︵地︶,若將這兩張圖分別投射到左右兩眼之中,在我們的知覺上彷彿浮現出動物的形狀。換言
之,圖例的兩張圖片如圖︵c︶那樣,當浮現出動物圖形時,右眼見到的景象與左眼見到的景象
會各自產生對應,所以便會再次凸出動物的形狀。
相反地,如果我們用右眼看左邊的圖,用左眼看右邊的圖,動物的形狀看起來就會往內縮。
能讓放映中的物體看來像三次元的立體電視,其所使用的方式,有的是戴上特殊眼鏡,
對左右兩眼分別投射角度稍微偏離的影像;有的則像圖︵d︶一樣,利用被稱作雙凸透鏡
︵lenticular
︶的半圓形鏡片,讓角度稍有不同的影像分別進入左、右眼中,讓我們用肉眼就能看
見立體圖像,目前這些產品都已投入試作或加以商品化。
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1.視覺與認知
33
第一章 視覺與認知
Q6 下面兩張臉的視覺表現有什麼
不同?
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單眼也能看見立體感之謎―
單眼的深度知覺
相較於上方的臉看起來往外突出,下方的臉則看起來向內凹陷。下圖
︵a︶的按鍵看起來往外凸,但圖︵b︶按鍵看起來卻是往內凹,即便我們閉
上一隻眼,還是能看得出來。如果把書本上下顛倒,凹凸情形也隨之逆轉。事
實上,︵a︶、︵b︶的差別,只有看起來彷彿受到光線照射的白色部分。平
常太陽或電燈的光線從上方灑落,讓我們認知到凹凸感,然後印入腦海中。因
此,上方是否有光線照射,決定了我們認知到的凹凸印象。就像這樣,藉由添
加陰影的方式,讓人即使用單眼也能認知到深度︹第36頁圖︵1︶︺。
由陰影造成的深度知覺,是以上方具有光源為前提下所產生的,其他還有如36
∼
38頁的圖,
透過︵2︶重疊、︵3︶光影、︵4︶質地遞變、︵5︶相對大小、︵6︶線性透視法、︵7︶
大氣透視法等資訊為提示,讓單眼能認知到深度。
圖︵2︶中的重疊法,是藉由前方圖片遮蔽後方圖片的方式來認知深度。此時,每張圖形都
(a) (b)
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35
第一章 視覺與認知
有部分輪廓線會形成T字,這稱為﹁T字接合﹂,T字的水平線成為前方圖形輪廓線的一部分,
而垂直線則成為後方被遮蔽圖形的輪廓線,這就是重疊法的重點所在。
如圖︵3︶一般,附加影子的圖形看起來之所以浮凸出來,是因為我們曾學過,物體稍微離
開地面或牆壁時,影子會投射在地面或牆壁上。並且,如圖︵4︶一般,前方的紋路間隔較大,
遠端的紋路間隔看起來較近,像這樣一旦材質的紋理連續變細︵質地遞變︶,那麼在認知上,圖
形就彷彿就像立體布置一般。
如圖︵5︶一般,一旦同時提示尺寸較大和較小的圖,我們會覺得小圖位置較遠,相反地,
大圖顯得較近。此外,如果我們看到縱深線條集中在同一點︵消失點︶的圖形,就會認知到遠近
感,這便是圖︵6︶的線性透視法。因為在日常生活中我們早已學習過,當鐵路或道路的平行線
延伸愈遠,寬度看起來就愈窄。
其他還有像圖︵7︶的大氣透視法那樣,當同時呈現淡而朦朧的圖形和清晰描邊的深色圖
形,在認知上會覺得朦朧的圖形似乎比較遠,清晰的圖形似乎比較近。因為我們曾學過,觀看實
際的風景時,遠方的景色看起來的確較為模糊。
以電腦應用軟體的多個視窗和按鍵,或者汽車導航系統的立體地圖為代表,包括圖片、設計
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36
或各種造型在內,如各位所知,大多會用到這些深度知覺特性的思考方式,如此一來,即使只用
單眼,也能因各種提示而產生空間知覺。
(1)陰影造成的效果
前方圖形的輪廓線
後方被遮蔽圖形的輪廓線
(2)重疊造成的效果
T 字接合