（设计艺术学专业论文）色彩视错觉在平面设计中的应用研究.pdf

色彩视错觉在平面设计中的应用研究 摘 要 本文主要研究色彩视错觉在平面设计中的应用。 色彩视错觉在平面设计和艺术活动中普遍存在，是广大受众共同拥 有的知觉现象。合理巧妙地使用色彩视错觉将会使平面设计更加引人入 胜，达到视觉的最佳效果。对于这一点，在以往的平面设计研究中并未 得到充分的重视和全面的研究。本文的研究目的就是找到色彩视错觉与 平面设计之间的联系，并发掘色彩视错觉在平面设计中的应用价值和具 体实施方法，让色彩视错觉在平面设计中发挥其最大能量。 论文在开篇阐述了色彩视错觉的概念和形成原因，认为色彩视错觉 是一种人类的色彩知觉现象，同时还分析了各类色彩视错觉的现象。随 后，论文将平面设计的各个要素和影响平面设计的各种因素与色彩视错 觉原理结合起来，研究色彩视错觉对它们的作用和影响。最后，论文通 过对各种平面设计案例的分析，点明色彩视错觉在平面设计中的应用价 值和应用方法。作者希望论文研究出的方法和理论在其他设计领域也能 得到应用，发挥它应有的积极作用。 关键词：色彩视错觉，视错觉，平面设计，应用 the application research of color illusion in graphic design abstract this article is mainly focus on the application of the color illusion within graphic design. color illusion is one sensation phenomenon that people all have, and also exists universally in graphic design and arts. by using it skillfully, we can make graphic design more magnificent and achieve the best outcome. but this point have not been soundly looked into in the past graphic design history. this article aims to find the relationship between the color illusion and graphic design to make the best use of the advantage of the color illusion while doing graphic design. it also discovers the application value and specific implement method of vision illusion in graphic design. in first part of the article shows the conception and forming cause of color vision illusion, and take color illusion as a special human color sensation phenomenon. also, it described some kinds of color illusion examples. afterwards, this article combined the elements that influence graphic design with color illusion concepts together, to research how they were influenced by each other. at the last, through analysis of dozens of graphic design case, it pointed out the application value and specific implement method of color illusion within graphic designing. the author hopes the results (the methods and the theory) can be widely introduced on other design fields and make it common. key words: color illusion, visual illusion, graphic design, application 附件四附件四 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：王 祺 日期：2008 年 3 月 7 日 附件五附件五 上海交通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。 保密保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名：王 祺 指导教师签名：顾惠忠 日期：2008 年 3 月 7 日 日期：2008 年 3 月 7 日 1 1 绪论 1.1 研究的背景 在平面设计中， 色彩设计是一个重要的研究对象。 对色彩的各种研究多不胜数， 有时会在同一个问题上产生很多不同的学派和见解。 “色彩视错觉”如果仅从字面上看，有人会认为是一个贬义的概念。但是本文认 为“色彩视错觉”是一种色彩的知觉现象，并以此为出发点进行研究。 1、现有的研究成果 研究色彩视错觉在平面设计中的应用，必须建立在很多已有的研究成果之上。 在这些已有的研究成果中，较为主要的是对人类视觉、色彩学、心理学的研究。 （1）人类视觉的研究 人类只有通过视觉才能最直接地接触色彩、了解色彩。从古至今，研究视觉的 学者们通过各种角度对人类的视觉进行了全面地探索， 形成了完整的视觉研究体系。 随着对视觉生理器官了解的逐渐加深，学者们发现视觉是人的一种基本与重要的生 理与心理现象。作为生理现象，视觉能够形成视觉感官；作为心理现象，视觉能够 形成视觉认知。视觉思维学说就主张感觉与知觉的同时作用，认为视觉也是一种特 殊的思维方式，具有选择与判断、整合与组织的能力。因此“眼睛所产生的感觉包 括认知和解释两个方面” ，1不能简单地在视觉与眼睛及功能之间画等号。 人类对视觉的研究可以分为以下几个步骤： 第一步是视觉发生基础的研究。其研究内容包括了生理、心理及思维等方面。 对视觉发生的科学原因的了解是打开视觉传达原理之门的第一步。人类的视觉经过 复杂的生理与心理过程，实现对外在世界的把握，了解视觉发生的基本结构、功能、 工作原理与程序及相互之间的关系，是认识视觉传达设计原理的原点。 通过对视觉生理的研究，人们发现视觉由光的物理特征和人眼的生理机制共同 造就，这是视觉认知机制与原理建构的重要基础。这一研究有助于从生理学意义上 认识各种视觉现象以及行为发生的机制，使这种研究更具有逻辑性与严谨性。 通过对视觉心理的研究，人们逐渐认识到各种视觉现象的心理机制，以及心理 2 作用下进一步的视觉行为发展。研究者们不断探索由视觉现象演化为视觉经验的心 理机制，以及在心理作用之中进一步的视觉活动的变化与发展。 通过对视觉思维的研究，视觉思维理论作为审美直觉心理学说，已成为视觉艺 术形式研究的主要内容，为视觉形式研究者所普遍接受。在这一研究中，艺术心理 活动几乎已与视觉思维方式画上等号，阿恩海姆通过实验分析提出了“格式塔（完 型） ”学说，认为这是人的平行于语言或文字思维方式而存在的另一种思维“视 觉思维” 。 这一理论以大量的现象分析， 具有说服力地揭示了视觉形式生成的本体原 因，从根本上解释了一系列形式现象与关系，揭示了其产生的内在原因。 第二步是视觉观察与体验方式研究。在认识了形成视觉感知的基础条件之后， 学者们开始对人如何进行视觉的观察与体验进行研究，其中既包括个体对视觉形式 关系的感受与认知的方法，也包括建立在历史文化形态之上的集体视觉范式与形式 类型，还包括依靠各种视镜与技术设备所能看到的成像与造影图像，它们在宏观与 微观方面深化了人的视觉认知，扩展了视觉的时间与空间。 第三步是视觉表达形式研究。进行视觉形式与意象的表达有多种方式，研究者 们可以从“图”与“像”两个方面进行系列的解读，并在此基础上了解视觉媒体及 相应的设计特征。 通过视觉语言的研究，研究者们认识到语言是人类交流思想的工具，是传达意 义的媒介。视觉表达的形式有着本体的特质，并与听觉形式、文学形式、形体形式 相区别。在这里，研究者将点、线、面、体、空间、光影、色彩、肌理视为分析视 觉语言的基本要素。 通过视觉图式的研究，研究者们发现视觉图式的研究是从“形态”的角度，对 视觉表现的形式进行考察与分析，分别从“图”与“像”两个具有普遍意义的类型 进行系谱的辨识、归纳与比较，从而认识“图像” 、 “图画” 、 “图案” 、 “图形” 、 “图 法” 、 “图式”的视觉表达的功能侧重与性质定位，认识“具象” 、 “抽象” 、 “意象” 的区别与联系，避免单项阐释时的模糊性与不确定性。 通过视觉媒体的研究，研究者们认识到信息的表达及传达在经过视觉形式与形 态的处理后，仍要通过视觉媒体产生作用，而不同的媒体又需不同特点的视觉形式 与之相适应。各种视觉媒体的发展历程，视觉表达特征，技术与表现形式的手法等， 又决定了视觉语言的表达特征与信息表达效应。 第四步是视觉意义的研究。 艺术与设计形态中的视觉表达往往蕴含着某种观念、 意义、象征，视觉形式的构成与特定的主题、文脉、隐喻、符号形成内在的联系， 而图像与读图又成为视觉文化的主要特征与内容构成。因此，视觉的文化、意义与 3 理念成为重要的研究内容，成为设计的前提与主题。 第五步是视觉传达设计的研究。在上述各方面讨论的基础上，人们可以进入更 具有应用价值的视觉传达设计研究。视觉传达设计的研究，包括各种基本关系的构 成、信息的视觉化处理方法、视觉秩序的建构方法等。 视觉传达关系的研究着重于视觉对话与视觉交流的内部关系阐释。媒介是传达 与接受之间的桥梁；环境包括传达的语境、地域、文脉及时间等因素，可以对 视觉传达的效应产生直接或间接影响。 视觉传达的信息媒体是图形、影像、文字、色彩及它们之间的编排关系，目的 是引起人与人之间的信息交流。视觉传达是一种双向性质的信息传播方式，设计的 实现不是终极性的，它常常期待着接受者的互动。从传达的性质与意义看，设计的 过程即是信息视觉化的过程。 最后，视觉传达的终极实现，在某种意义上还应研究秩序建构的原理与方法。 正是这种构成关系，将图表、图像、文字与色彩进行有机的组织，形成一定的空间 与时间秩序，使之符合人类的视觉传达习惯。 色彩视错觉现象是视觉现象的一部分，对它的研究也涉及到视觉研究的很多方 面。这些系统的视觉研究成果为研究色彩视错觉的成因及其与平面设计的关系打下 了理论基础。在后文中将会引用这些成果来论证作者的观点。 （2）色彩学的产生 色彩学的产生为人类科学地认识色彩、理解色彩奠定了理论基础。 对色彩的研究在各个学科领域都各有专攻。物理学主要研究色彩的光学成因和 现象，化学主要研究各种颜料的成分和互相之间的混合反应，医学主要研究人的感 官与色彩的关系，心理学主要研究色彩与心理的关联，艺术和平面设计主要研究色 彩的表现与搭配美学。通过这些研究可以总结出色彩构成的基本原理。从中，更多 与色彩有关的视错觉现象被发掘出来。 17 世纪的英国物理学家伊萨克牛顿（issac newton）在 1672 年论证了通过棱 镜的自然光分散形成的彩色光的光谱，由此色彩被科学地定义为“是由照在物体表 面的光线折射后通过眼睛产生知觉而形成的” 。 牛顿认为这些光线中离析出的光谱有 红、橙、黄、绿、青、蓝、紫构成光谱色带，并形成色环。 15 世纪以前，画家们在制作作品时一般先完成界定形体的轮廓线与明暗底子， 然后逐步着色晕染完成， 到 15 世纪晚期则开始逐渐直接着色塑形。 意大利画家提香 是第一个特别注重油画色彩表现力的画家，他在暗底子上作画，并常用明度接近、 色相略异的明亮色彩构成富丽堂皇的金黄色调，透明颜料的多次重叠、厚薄变化的 4 色层又使色彩与形体有机融合。英国画家康斯泰勃尔（john constable）最早在室外 用油画写生，凭借丰富的感性认知体验到补色在并置时能互相提高明度和强度，并 部分地用于绘画实践，从而使得画面效果比古典的褐色调子明亮得多。经过科学证 明，这一点成了重要的色彩原理。同时期的英国画家透纳（tuner）表现港口与城市 处于各种气候条件中的特定氛围， 进一步发展出朦胧迷离、 光色与形体融会的色调。 法国巴比松画派的许多画家在不同的自然气候条件下进行风景写生，认识到景物光 源色、固有色和环境色之间的关系，认识到色调对于体现时间、环境、气氛，烘托 艺术主题， 构成画面意境与情调的重大意义， 并为印象主义的色彩突破带来了启发。 法国印象主义画家在色彩运用方面吸收了光学和染色化学的研究成果，以色光混合 原理解决色彩的真实生动与瞬间再现的问题。他们描绘光色的漫射与反射现象，用 色彩的冷暖形成关系空间。如莫奈（claude oscar monet）着力捕捉景物表面光色变 化给人的色彩瞬间印象，并以组画的方式再现了对象色调的丰富变化。作品强化了 色彩因素，不再只是依靠明暗和线条形成空间感。 虽然色彩学的研究已有很长的历史， 但是直到 20 世纪初色彩学才真正成为一门 系统的学科。这一贡献来源于德国包豪斯学院的师生们。以伊顿、康定斯基为代表 的包豪斯教师们对色彩作了一系列的科学研究， 并出版了很多系统描述色彩的著作。 （3）心理学的建立 色彩视错觉是一种知觉现象，不仅与人的生理有关，还与人的心理有关。心理 学的建立为研究色彩视错觉与心理的关系提供了实验思路和方法。其中，格式塔心 理学涉及到的一些理论和学说对色彩视错觉现象的解释和发掘起到了关键作用。 格式塔心理学产生于 20 世纪初的德国。代表人物有惠特海默、苛勒、考夫卡、 勒温。 他们受理性主义哲学和胡塞尔现象学的影响， 借鉴了当时物理界中流行的 “场 论”思想创建了格式塔心理学，反对当时构造主义心理学关于对物体的知觉是感觉 元素的组合的观点，主张知觉高于感觉的总和，强调经验和行为的整体性。同时， 格式塔心理学虽然强调经验的重要性但更注重意识的作用，反对当时美国的行为主 义心理学只注重外在经验完全忽视内在意识的观点。格式塔学派借用物理学理论中 的概念，创造了“心理场”和“同型论”概念。 “场”作为一种整体存在决定每个组 成部分的性质变化。 格式塔心理学家利用这一概念解释整体结构对心理活动的作用， 解释了拟动、错觉等视觉现象。格式塔心理学在后文也有较为详细的引用和阐述。 综上所述：通过现有的研究，色彩视错觉的概念、基本现象和特性被较为清晰 地总结出来。色彩视错觉在平面设计中的应用价值也得到了越来越多的肯定。 2、从现有文献中发现的问题 5 通过对现有研究成果的整理可以发现，在以往的研究过程中，研究者受到各种 条件的限制和学科间的隔阂，导致研究出现了以下的问题： 一是对于色彩视错觉在平面设计中的具体应用研究还不够深入、系统。 二是对于色彩视错觉在平面设计中的理论和应用研究大多停留在作者的经验和 主观感受上，缺少系统的整理和分析，也缺少科学的评论依据和标准。 1.2 研究的目的与意义 本文所要研究的主要内容和目的有以下两个方面： 一是通过系统的整理分析和调研，获得色彩视错觉在平面设计中较为全面和系 统的特性，具有一定的理论创新性。 二是充分发挥色彩视错觉的优势，加强平面设计的视觉效果，具有一定的应用 价值。 1.3 研究的方法 本课题需要理论结合实际进行研究。这里采用几种基本的方法：实证研究、实 验研究、文献书籍研究、逻辑思辨研究。 1、实证研究。实证研究的方法是以当前事实为依据进行研究，包括视觉测量、 观察、分析视觉现象、虚拟环境制作分析。 2、 实验研究。 实验研究的方法是通过一系列视觉实验和调研获得色彩视错觉在 设计应用中对人的生理及心理造成影响的具体资料和数据支持。对色彩的生理错觉 研究结果主要来源于色彩实验，对色彩心理错觉的研究结果主要来源于心理学的调 研问卷法。 3、文献书籍研究。文献书籍研究的目的有以下几个方面：收集视错觉基本原理 方面的文献资料及书籍；查找包装、平面广告、书籍设计、网页设计等平面设计领 域中应用色彩视错觉原理的案例；查阅中西方对视错觉的理论研究与应用，并进行 比较、分析；了解现代艺术领先思潮，掌握与色彩视错觉相关的艺术创作思维与方 法。 4、逻辑思辨研究。逻辑思辨研究的方法是运用分析、综合、演绎推理等方法进 行研究。 在该课题的研究过程中，以上这些方法会根据具体情况进行综合运用。 6 2 色彩视错觉综述 2.1 色彩视错觉的概述 2.1.1 色彩视错觉的定义 由于色彩视错觉包含在视错觉之中，所以要对色彩是错觉进行定义，首先要研 究视错觉的定义。 目前为止，视错觉的定义并没有定论。很多学者都从自己的研究角度出发，为 视错觉作了定义，其中较为综合全面的定义是“由于环境的不同，以及某些光、形、 色等因素的干扰，加上生理上的原因，人对物体的知觉往往发生错误，这就是错觉。 人们通常把与物体形状和色彩有关的错觉称为视错觉2。 ” 其中与色彩有关的错觉称 为色彩视错觉。 关于视错觉的定义还有以下几种说法: 1、 视错觉是在环境及条件的共同作用下， 由于人心理或生理因素的原因产生的 错误的视觉影像，是人们在长期实践中发现的一种不可避免的特殊视觉感受，又称 为错视3。 2、 错视就是我们的知识判断与所观察的形态在现实的特征中间所具有矛盾的错 觉经验4。 3、 人的大脑在接收视觉系统换来的信息后会综合地进行比对和分析， 尽可能地 进行正确判断，但当信息不足或者错误时就会产生错觉5。 4、在视觉活动中，常常会出现知觉对象与客观事物不一致的现象，似乎眼睛看 错了。这类知觉称为错觉6。 这些视错觉的定义在关键问题上都颇为相似，视错觉定义的关键问题在于以下 两点： 第一，视错觉是人们通过视觉感知外部世界的一种知觉状态，表现为视知觉的 对象（人的感受）与客观事物（物理上的真实）之间的不一致7。其中要强调的是， 视错觉是一种知觉现象。 这里，需要对视觉的感觉和知觉概念作个比较。 7 现有研究得出，视觉是光的物理特征和人眼的生理机制共同造就的，分为视觉 感觉和视觉知觉两部分。视觉的感觉是视觉生理感受部分，而视知觉是大脑在视觉 感觉基础上进行的进一步高级处理， 使人能组织获得的视觉信息并辨认周围世界8。 感觉是把物理能量转换成大脑能够识别的神经编码的过程。任何感觉都是由某 种刺激影响某种感受器而引起的。视觉的生理感觉是由光刺激对眼睛产生影响而造 成的。从视觉形成的条件来看，当处于人眼所能辨认的波长范围内的光由发光物直 接发射或由物体反射进入人的眼睛时，就会使人产生基本的视觉感觉，主要体现在 眼睛对明暗和色彩的感觉上。感觉对人的影响巨大，如果出现偏差就会对人的行为 造成很大的影响。例如，色盲患者没有色彩的感觉，在他们的眼中，世界是一片沉 寂的灰色。 知觉是大脑神经系统主动相互作用的结果，而不是单个刺激在大脑中的机械联 系，也是理解环境中客体和事件的总的过程。这个过程包括感觉、理解、识别和标 记它们，以及准备对其做出反应。就视知觉而言，当视网膜上的视觉信息传输入大 脑，大脑形成对一个客体的内部表征以及外部刺激的知觉。视知觉包括图形知觉、 图像识别、空间知觉等，是人从客观环境的许多刺激物中区别某种图形，识别熟悉 的图像，产生三维空间感的能力，即视觉系统完成的“一系列组织并解释外界客体 和事件产生的感觉信息的加工程。这些加工工程提供额外的解释，成功地为你在环 境中导航9。 ”视知觉的过程包括三个阶段：感觉阶段、组织阶段、辨认与识别阶段。 前面的阶段解决“物体看起来像什么” ，后面阶段则涉及“物体是什么” ， “有什么功 能” 。 辨别物体并对其做出最佳反应涉及更高水平的认知加工过程， 包括观察者的理 论、记忆、价值观、信仰与对客体的态度10。 相较之下，感觉是较低级、基本的感官感受；而知觉是在感觉基础上产生的较 高级的感知。知觉虽然以感觉为基础，高于感觉。但对于人而言，感觉和知觉的发 生具有同时性。当人看到周围的环境时，一方面感觉到光线、色彩、物体的运动； 同时也感知周围的空间、物体的距离、运动的速度等。这些工作同时在一瞬间完成。 理论上感觉是知觉的基础，后者基于前者产生，但就现实而言，人对光线、色彩、 运动的感觉与对其识别、判断是同时进行，共同完成的。同时，视觉感觉是一种与 生俱来的感觉，世界上任何人不受年龄、人种、地域、文化等限制都如此感觉外界。 只有到知觉范畴，上述的某些因素才具有影响。其中，色彩知觉是精神生理学上的 真实，它同色彩的物理化学上的真实有区别11。 第二，视错觉既是指与物体形状有关的错觉，也是指与色彩有关的错觉。在本 文中主要研究与色彩有关的错觉，因此将其定义为色彩视错觉。其具体表现为眼睛 8 感知的色彩与客观存在的色彩之间的差距12。 2.1.2 色彩视错觉的产生原因 人的大脑在接收视觉系统换来的信息后会综合地进行比对和分析，尽可能地进 行正确判断，但当信息不足或者错误时就会产生错觉。科学家对各种视错觉进行研 究因而产生各种理论。 从定义出发可以得出，视错觉的产生原因是多方面的，既有人的生理和心理因 素，也有外部的刺激因素。 已知，视觉的形成是光、物、眼、脑四种物质共同作用的结果。光和物属于来 自外部的刺激和对象，眼和脑属于人类自身。那么，作为视觉现象的视错觉从原因 上也可以分为来自外部刺激和对象物上的物理性错视；来自感官器官上的感觉性错 视（或称生理性错视） ；来自知觉中枢上的心理错视。大多数的视错觉通常是在几个 因素同时作用的情况下发生13。下文把人的生理和心理因素归纳为内部因素，把外 部的刺激因素称为外部因素，从这两方面对视错觉的产生原因进行阐述。如果说外 因是视错觉生长的土壤，那么内因就是使其生根发芽的种子14。 1、内部因素 内部因素来自于人类自身，是起到决定作用的部分。从人类自身来看，内部因 素包括生理和心理两方面原因的共同作用。 正如贡布里希在他的书中提到： “观看从 一开始就是有选择的，眼睛对样本做出什么反应，取决于许多生理与心理因素15。 ” （1）生理原因 对于生理上没有残疾的人而言，认识世界最主要的感官途径莫过于视觉了。形 成视觉的生理过程包括两个阶段：一是光从物体反射或发射进入人的眼睛，经过眼 睛的各个结构最终在视网膜上“成像” ；二是视神经将此影像传入大脑后，大脑对此 影像进行判断和解读。在这一过程中涉及到的人体生理器官是人眼和大脑。 人眼的构造包括角膜 （作用是降低进入眼睛的光速并使其发生折射） 、 虹膜和瞳 孔（作用是控制进入视网膜的光线强弱并进行调焦） 、晶状体（作用是通过变形调整 光的折弯程度使像落在视网膜上， 使眼睛能自由地在近景与远景间切换） 、 玻璃体 （作 用是填满晶状体到视网膜之间的整个空间， 使眼睛保持一定的形状和压力） 、 视网膜 （作用是将光能转变成一种神经信号，再由脑神经传入脑中，最后形成视觉） 。 大脑中关于视觉的构造包括大脑皮层、脑神经细胞和海马状突起。 其中，大脑皮层的第 4 层视觉皮层负责进一步地分类和分析视觉神经传来的脉 冲信号并将它传送到大脑其他地方。视皮层的上下大脑皮层都有神经纤维和脑内储 9 存经验数据的部分相连，因此人的视觉有记忆与联想的能力。脑神经细胞的作用是 利用每个细胞体具有的细长突起，传导来自视神经细胞的脉冲。借助灵敏的电极实 验，可以确定从视网膜某特定部分而来的刺激会引起脑皮层某个区域的兴奋。实验 证明大脑视觉区的神经细胞有着各司其职的分工，但直到现在这些细胞是如何联系 在一起、如何将视觉信息结合加以交换从而产生视觉仍是一个谜。海马状突起的作 用是记忆存储，并将新旧信息进行比较。它会把有突出意义的形象保存起来，时间 从 1 小时到 1 年至 10 年左右。由于视觉皮层可以对信息进行加工但无法储存图像， 海马状突起就成了视觉记忆和经验的发生地16。 在了解了以上这些视觉器官后就能进一步探讨视觉发生的过程。 当光照射到物体上，就和物体发生关系，带有被照射物信息的光反射进眼睛， 在经过角膜、 晶状体的折射后携带物体信息落在视网膜上， 视觉的新历程由此开始。 视网膜上的光敏感细胞将光能转化为某种信号，再传入脑中。对这一原理和过程的 发现，物理学家、生物学家、心理学家们付诸了大量的研究。 科学家发现在视锥细胞中共有三种色素：对红光敏感的色素、对蓝光敏感的色 素、对绿光敏感的色素，这些色素使人产生色彩视觉。 科学家在视杆细胞中发现称为“视紫红质”的视感色素，并发现视紫红质中含 有维生素 a，它使人们认识了视觉的生物化学基础。维生素 a 作为一种化合物，其 分子内部共有四种排列方式，但只有一种排列方式能产生视觉色素，因此分子的重 新排位是视觉色素产生的关键。而光的粒子性则是理解视觉色素吸收光的关键。视 紫红质分子由两部分构成：一部分是蛋白质；另一部分是吸收光的原子集团，称为 视黄醛，紧贴在视蛋白上，并在必要时进行重新排列。视黄醛就好比是一个守卫， 在正常状态下盖住视蛋白起保护作用，当一定量的光子遇到视黄醛，这个守卫就会 改变原子排列结构，使重要的化学物质通过，加强光感受器的能量，并将视觉信号 沿感受器送到神经细胞。这就是眼睛向脑传递信号的开始。但一个光子很微弱，色 素反应一定要被放大才能形成视觉。哈佛大学生物实验室的沃尔德（george wald） 提出了两种可能性：一个光子就可以激活色素中的酶系统，这种酶系统能产生比原 来的分子本身可能产生的大得多的能量； 另一种观点认为一个光子击中光感受器时， 在光感受器上打穿了一个单分子孔， 而带电的粒子就通过它流到视网膜的其他层去， 在那里经过加工后送入大脑17。 光经过光感受器后成为了电信号，它们被送到感受器后的双极细胞层。然后又 被送到含有神经节的细胞层，并且由神经纤维向大脑中传输。神经纤维构成一个极 其复杂的网络，铺展在视网膜内表面上。所有的神经纤维，聚集了所有的信号，在 10 网膜的一点“盲点”上集中，最后形成一束，穿出视网膜，通到大脑视皮层。视网 膜将光能转变成一种神经信号，再由脑神经传入脑中，最后形成视觉。在视网膜上 被称为黄斑部分的中央有一个小小的凹陷，被称为中央凹，在这里具有最清楚的视 觉。视网膜上还有一个大头针大小的点没有对光起反应的细胞，这里是视神经离开 眼睛进入大脑的出口，俗称“盲点” 。 视网膜中有两种光感受器（或称视觉细胞、光敏感细胞） ：视杆和视锥。在日光 中，700 万视锥起作用，形成科学家所谓的昼视觉；在黑夜里 1.18 亿视杆细胞起作 用，形成夜视觉。白天光线强时视锥使人产生色觉，而在夜晚光线弱时视锥的灵敏 度下降，因此人无法很好地分辩颜色，但视杆细胞对于光的高敏感度能使人在暗处 通过不同深浅的灰度看清物体。 在视网膜上，这两种光敏感器混合排列在一起。它们的分布并不均匀，在“中 央凹”区会用这个区域去看自己感兴趣的物像。中央凹很小，人要通过不停地转动 眼球来使注视的部分始终停留在这里，但中央凹区域内没有视杆细胞，在光线暗的 地方它几乎不起作用。因为视杆细胞主要分布在视网膜的周边地区，所以人在暗处 看物体时，斜着看比正对着看要清楚。而视网膜周边地区缺乏视锥细胞，所以眼睛 没有明确的边缘视觉，当人感到周边有物像存在与运动时，要转动眼球使物像落到 中央凹区。 视错觉现象的产生从生理角度可以解释为由人眼对事物的感受、视觉神经的作 用引起。视觉上的长短、高低、大小等错觉都是人类生理方面的一种功能和需求。 有研究已经表明它应该与人眼、大脑、视神经的构造、视觉形成的生理过程等因素 有关。据日本东北大学本川弘一氏的研究，这种线段错觉主要是由于光刺激视网膜 形成一种网膜电流所产生的18。 此外，还有研究表明：生理混淆与错觉现象的形成有一定的关系。生理混淆强 调生理机制的扰乱，如疲劳、对强烈刺激的适应等造成视错觉。遵循这一线索有两 种理论，赫尔姆霍兹认为方向察觉器夸大所有的锐角，缩小所有的钝角。布累克莫 尔（c . blackmore）提出方向察觉器的活动间存在互相作用，引起变形的相互作用 可能是所谓侧抑制过程的副作用。侧抑制是脑中视觉区域间的相互作用及被强烈刺 激的区域会使其周围区域的感受性下降，因此辐合线或成角度的线引起了侧抑制的 不对称，即某一个区域的刺激加强从而使神经传导相应改变结果产生视觉变形。 而 a. 金斯伯格（a. ginsberg）则提出眼睛有一些“空间过滤器” ，就如极端的 听觉过滤能改变声音， “空间过滤器”能改变某些形状19。 虽然在生理方面对视错觉成因的科学研究还十分有限，有些现象难以解释得十 11 分完善，但是可以设想，无数潜心研究这一课题的科学研究人员将会进一步揭开其 中的奥秘。 （2）心理原因 大部分的学者认为视觉并非简单的输入， 而是透过视觉的群化法则、 图地概念、 完形理论等视觉特征使人类判断出影像的各种印象，继而进行思考与创作的过程。 可以说色彩视错觉是在视觉和心理综合分析下产生的20。 产生色彩视错觉的心理原因可以概括为人类的视觉经验和格式塔理论中的知觉 论两大因素的共同作用。 视觉经验是指人对与视觉形象的造型上的记忆和概念上的记忆。这种记忆帮助 人们在面对相似的视觉形象时可以做出合理的推测， 并用视觉经验来检验这种推测。 格式塔心理学的知觉理论是指“知觉是有组织、结构和内在意识的一个整体，当人 看到某事物时，无须对组成这一事物的各个部分进行分别分析然后再组合成整体的 判断，而是能够直接整体把握事物的直觉结构21。 ” 首先，人类的视觉经验会造成不同程度的心理暗示，从而使人类通过心理上的 超前预测将自己熟悉的视觉印象应用到所有类似的图像中。当这种超前预测的视觉 印象与真实图像不符时，就会产生视错觉。贡布里希在艺术与错觉中就从人的 知识经验作用于心理感受方面出发，归纳并提出了“等等原则”也就是“我们 愿意采用一种假设，看到一个系列中的几个成员就看到了全体成员22” 。此外，与 人类视觉经验造成视错觉有关的学说还有 “移情说” 。 该学说在美国心理学家吴伟士 （r.h.woodworth）的概念基础上最早由西奥德李普斯（theodore lipps）所提出。 观察者把自己认同于图形的某个部分，并把感情投射到上面，因此引起视觉变形。 如缪勒莱耶错觉：两支箭的箭杆长度相同，但箭头一个朝外一个朝内，看起来箭 头朝外的箭要比箭头朝内的长得多。 原因是向外的箭头标志着情绪上体验到的扩张， 因此看起来长23。又如色彩的冷暖错觉：这个错觉必须建立在人对于冷暖的感知经 验上。试想，一个从未经历过寒冷，不知“冷”为何物的人看到蓝色时，头脑中自 然不会产生“冷”的印象。 其次， “完形倾向”是德国格式塔心理学知觉论和同型论的核心。当图形表现了 某个特征但又表现得不够完整时， “完形的倾向”会造成错觉产生，这种倾向通过缩 小似乎有联系的各特征间的距离从而产生错觉24。 以下是格式塔学派的学者提出的一些视知觉组织原则，从中不难看出造成视错 觉的心理暗示。 一是图形和背景关系：指视觉式样中所呈现的“图形”和“基底”之间的关系 12 即当人看事物时，一部分成为知觉对象，其余成为背景。知觉对象轮廓鲜明，离观 看者较近，后者则模糊而较远。两者可以相互转化。图底关系是一种组织关系，在 不同的组织因素中，图形能够从背景中显现出来，图形与背景各自分离，而形成整 体的视觉样式。 二是邻近原则：指图形在空间上比较接近的部分易被看作一个整体。当边缘线 条越接近，人眼就越容易将他们看成一个整体。 图 1 邻近原则图解 the graph of the principle 图 2 邻近原则应用 the application of the principle 三是相似原则：当我们看到相似的形状、尺寸、色彩、空间位置、角度或明暗 的时候我们的视觉会自然而然地将它们组合在一起。在一组相似形中，我们会更关 注与众不同的部分。 13 图 3 相似原则图解 the graph of the principle 图 4 相似原则应用 the application of the principle 四是连续原则：按顺序组成的图形中，如加入新的成分，易被看作原来图形的 延续。人的眼睛会追随一条直线或者曲线做视觉运动，当视点被一个图形平稳地引 导进入另一个图形的时候，视觉愉悦感便油然而生。 图 5 连续原则图解 the graph of the principle 14 图 6 连续原则应用 the application of the principle 五是闭合原则：人们通常容易接受一个常见的图形以一个完整的形态出现。因 此在获得了常见图形的提示之后，眼睛会主动补全不完整的线条，即便这个线条不 存在于纸面上，但也存在于人的视觉经验中。需要注意的是，只有当图形的暗示充 分时，才能获得确切的闭合图形。 图 7 闭合原则图解 the graph of the principle 六是完美趋向原则：杂乱的图形，易被从对称、简单、稳定和有意义的方面看 作更完美的图形。25 2、外部因素 不少学者认为视错觉的出现还离不开外部因素刺激物的作用。它为视错觉 的出现提供了客观条件。 （1）第一种刺激物光 1877 年德国生物学家波尔（franz boll）发现蛙眼的后壁上有一种红色的物质， 这种物质在光线的照射下即会消失。在反复实验之后，他得出结论：光会使眼睛产 生化学反应。 20 世纪 70 年代， 休伯尔 （david h.hubel） 和威斯尔 （torsten n.wiesel） 在约翰霍普金斯大学的实验中，把微电极插在猫脑中和视觉有关的部分，记录单 个神经细胞的活动。实验证明光落在猫的视网膜上时性质发生转变，一部分光变成 15 了化学信号， 另一部分变成了电信号。 光到达人的视网膜后也发生类似的能量转换， 原来的光能被消耗，变成化学能与电能。 通过长时间的论证， 直到 20 世纪上半叶， 著名物理学家爱因斯坦得出综合定义： 光是一种既有波的特性又有粒子特性的物质。“光子能使被照射物体表面的电子获得 能量，挣脱束缚释放出来，而光以光子的存在形式释放能量，大量的光子就形成了 光束26。 ”正是这种光能使我们产生视觉。 对光的性质研究促使人们进行实验，把光的物理学问题和眼睛、脑对光的反应 联系在一起。如果没有光的刺激，一切色彩将无法进入人的眼睛和大脑，更谈不上 色彩视错觉的产生。 物体的色彩是固有色、光源色和环境色的综合产物。因此，人眼看到的物体色 彩是相对的，而不是绝对的。当固有色、光源色和环境色任何一项发生变化时，物 体的色彩就会相应变化。其中，通过光源色的变化改变物体色彩印象的做法就是一 种光刺激下产生的色彩视错觉。 （2）第二种刺激物具有多义性的形象27 这个观点源于贡布里希的研究。多义性的形象能够在一个整体中为观看者提供 多层含义。在投射物象的各个含义的变形过程中，多义性的形象能使观看者将一种 理解转换成另一种理解。物象的多义性让人们认识到一种物象可以有多种解读，从 而在观察中引起了视觉上的错觉。 （3）第三种刺激物具有强烈感官刺激的物象28 这种刺激体现在形体和色彩的排列、对比中。当人眼作用于这类事物时，会感 觉到强烈闪烁的动感效果，形象醒目而又捉摸不定。例如在赫尔曼格瑞德错觉例 子中，观察者会在线条的交叉部位看到微弱的小点，这些小点又使人产生同心圆的 印象（如图 8 所示） 。这是由于黑、白在人的视网膜上会引起极度的刺激，产生了强 大的视觉冲击力，造成视神经疲劳，而眼睛则要努力适应疲劳，这种适应作用可以 产生类似于形象重叠和交换位置的错觉。 图 8 赫尔曼格瑞德错觉 helman. grade visual illusion 16 2.1.3 色彩视错觉的类型 虽然色彩视错觉现象令人迷惑，但是人类已经通过研究在一定程度上对其描述 与整理分类。根据色彩视错觉的定义和产生原因，色彩视错觉可以分为色彩的生理 错觉和色彩的心理错觉两大类型。 色彩的生理错觉主要是由生理因素形成的色彩视错觉，包括色彩的对比错觉和 色彩的疲劳错觉。 色彩的心理错觉主要是由心理因素形成的色彩视错觉，包括色彩的温度错觉、 色彩的面积错觉、色彩的重量错觉、色彩的感官错觉、色彩的距离错觉、色彩的印 象错觉、色彩的象征错觉。 对于这些不同种类的色彩视错觉的深入分析将在下一章展开。 2.2 色彩视错觉的基本特性 2.2.1 色彩视错觉能与色彩效果互相作用 首先，色彩使用不当而产生的色彩视错觉会造成视觉传达的障碍，包括视觉信 息的模糊、 不准确。 而色彩正确搭配产生的色彩视错觉则会加强视觉传达的准确性。 其次，色彩视错觉过多使用不利于色彩效果的展示，容易造成视觉疲劳。而色 彩视错觉的适当应用则会带来视觉愉悦和视觉兴奋点。 视觉疲劳是在生理与心理领域有不同的解释。从生理上而言，眼睛受到某种强 烈或持久的刺激而导致视觉感受器的反映能力下降，产生视觉疲劳。如看强烈鲜艳 的色彩时间过长就会使眼睛对色彩的感受能力下降，产生疲劳的感觉。或是长时间 在光线不足的环境中工作学习，使眼睛高度紧张而视觉能力下降，视力模糊。视觉 生理疲劳会导致人视觉水平下降，能力减弱，会带来很大危险与不便。 从心理学的角度而言，视觉疲劳则指一种心理上的疲劳。由于某种视觉信息反 复对人进行刺激导致心理刺激阈值下降而产生的疲劳感。如一件新衣服在最初看到 时，会让人产生视觉愉悦的感觉，但随着时间推移，人对其习以为常，最初的感觉 也不复存在。 因此造成视觉疲劳的原因就是过度的单一刺激，而要消除视觉疲劳的最好方法 就是恢复视觉在生理与心理上的新鲜度。对于前者，适当的休息与正确用眼习惯就 可以恢复疲劳感；而视觉心理疲劳的恢复需要主体有机会接受日常不常接触的视觉 刺激，如城市人到大自然中欣赏风光感觉新鲜、消除疲劳。 17 产生视觉愉悦的条件来自外界的刺激与人心理的基础。单纯的视觉刺激作为一 种外在刺激对人的心理情绪有影响作用。某些视觉刺激能使人产生愉悦的心情，即 产生快感。人由外在的视觉刺激而产生内在的心理变化是有条件的，人必须能意识 到自己所接受的视觉信息并对其进行感知，当这种感知与人的心理需求相一致时快 感才可能产生。 从生理上而言， 视觉刺激是人类视觉的基本功能即对光刺激的感受能力的表现。 光对眼睛的刺激在时间上的变化为人的视觉增加信息量，使人产生闪光感觉。眼睛 接受外界光刺激是运动、主动的。当光线照射到眼睛，眼睛主动对准、扫描刺激物， 形成清晰视觉。对于人视觉系统适宜的刺激是一定波长的电磁辐射。超出这一范围 的辐射无法产生视觉刺激。此外光辐射的强度也要达到一定标准。过于微弱的可见 光依然无法形成视觉刺激。而过于强的光甚至会伤害眼睛。 从心理角度来看，视觉刺激是相对于视觉疲劳而言的一种感受，即人在看到某 种事物后觉得新鲜、刺激，有兴奋的感觉。视觉刺激在心理层面上与生理上不同并 没有标准值，因为心理因素取决于主体的生存状态、生活背景，他的文化环境、受 教育程度等等因素都会影响“刺激”的形式。 对于视觉愉悦的产生，不同的理论从不同的角度有各自的解释。 格式塔心理学的知觉研究提出人的知觉组织原则，认为当图像违背知觉原则， 使人产生困惑、无法做出判断时，人会感到紧张焦虑；而当人看到符合心理需要的 图像时则会消除紧张感，产生愉悦感。这可以用来解释世界各地古代纹样普遍具有 对称、连续性等特征的原因，因为它们可以满足人的某种心理动机的需要。而实验 也证明，人在看到完整、清晰、合理的图形时内心不会产生不适，因为视觉信息被 大脑顺利接受、分析得出结论29。 而从精神心理层面看，根据精神分析学家们的分析，人们的内心深处有一种与 生俱来的“窥视癖” （scopophilia） 。观看过程本身就会让人产生一种视觉快感。因 为这种不被对象察觉的“看”意味着某种控制与权利，本身就带给主体满足。 实验证明，人类天生具有某种视觉偏好。在成人眼中，能唤起愉悦感的事物更 多、更复杂。不同的时代、文化背景下的人对于促使视觉愉悦感的对象标准也不相 同。如对于出生于 40 年代与 70 年代的美国男性而言，怎样的女性更能使其产生视 觉愉悦感的标准大不相同。其中媒体宣传起了很大的影响作用。 而西方人本主义心理学的代表人物马斯洛的需要层次论从总体上将人的需要分 为两大类。一类是基本需要，与人的本能联系，称为缺失性需要。包括生理需要、 安全需要、归属与爱的需要、尊重的需要。另一类是成长性心理需要。它不取决于 18 人的直接欲望，以发挥自我潜能为动力；其满足能使人产生最大程度的快乐。包括 求知需要、 审美需要和自我实现需要。 因此不同的视觉对象满足人不同层次的需要， 如生理需要中的性欲会使人在面对有性吸引力的人或场景时感到兴奋与愉悦。而成 长性心理需要中的审美需要则包括对美的需要、对美学上令人愉快的经验的需要。 艺术家就是在此需要的作用下产生创造性思维。而有审美需要的人在看到美的艺术 品时得到的满足会产生极大的心理愉悦感。30 2.2.