研究背景與動機

1.1.1錯視與視覺空間

錯視之所以成立，最主要的要素就是視覺，沒有視覺就沒有產生錯視的可能。有關於 視覺中光學的問題，可以從物理學家的研究中得到不少，但是視覺不僅僅是光學的問題而 已，在過去的研究中，可以發現視覺並不只是像照相機一樣被動地記錄事物，它乃是一種 十分主動的探索，是有選擇力的。觀看的行為包含於形成知覺概念的過程中，視覺是和經 驗的原始質料之交互作用，並產生了一般形式的對應的樣式。根據經驗的判斷，只需掌握 觀看的客體對象的特點，即可完成物體的辨別，例如簡單的幾筆線條，加上一個圓，不管 大人或是小孩都可以認出此為一張人臉（如圖 1-1）。簡單來說，某些特徵能決定一個被 觀察的物象之同一性，造成完整且可識別的形象，而不需要看到此物體的所有細節。反之，

任何刺激物的形象也總是在其所給予之條件的許可下，以最單純的結構呈現出來。

圖 1- 1 簡單的幾條線條，就可以被辨識成一個人臉

而造形是眼睛所把握的物體的主要特質之一，指的是物體空間上的的外貌，造形的要 素包括了形態、色彩、質感等等，其中，形態乃是具體而微的造形，佔有最重要的地位，

視覺常根據造形要素的綜合判斷，理解出物體的形象與空間狀態，例如在同一平面上的一 大一小的兩個圓點，大腦的視覺判斷會認為是一前一後有深度差異的兩個圓形，而不需要 有真實的前後差異。因此，形態的呈現對於視覺的判斷有很大的影響力，清楚明確的造形 能讓大腦正確判斷物體形象，難以明確判斷的形態便會使大腦的知覺造成誤判，形成了錯 視。

知覺的「力量」，有力點、有強度、有方向，就心理學來說，這些牽引力是在觀看的 經驗中所產生，要判斷出物體的型態，在形式和位置有所牴觸而產生曖昧效果時，它的視 覺形象便不能移除空間環境之結構來考慮，因為任何事物，都必須與一時空環境相比較，

才能顯出其性質（Arnheim, 1985）。所以，我們可以知道知覺的力量很強，尤其在形態曖 昧不清時，知覺更握有造形空間認知的最後決定權。

藝術作品中，亦常使用曖昧效果作空間的視覺錯覺，舉一個很好的例子，建築師博羅 米尼（Francesco Borromini）於 1635 年在羅馬所設計的斯巴達皇宮（Palazzo Spada）時，

想要有一種很深遠的拱形柱廊，像夾道林蔭一般的漸遠漸小的效果，當觀賞者站在庭院內 向柱廊望去時，可以看到一個深長的隧道，兩側夾著列柱，引導至一個開放的空間，空間 的最後，有一個巨大的戰士雕像，但是，實際上這個建築物的工地是很小的，柱廊的距離 也不深，由最前面到最後面不過 28 呎而已，造成此深遠效果的重點在於，其前方的拱門 有 19 呎高 10 呎寬，而後面的拱門只有 8 呎高 3 呎寬，兩旁的牆壁越向後方越靠近，地板 越向後方越高，天花板則下降，而柱子和柱子之間的距離越靠後面越縮小，走廊盡頭的那 尊戰士像，也做得很小。除了建築物的錯視作品之外，也有許多平面繪畫作品利用各種錯 視，使畫面產生變化。由此可見，知覺上的錯視效果除了心理學界有許多研究之外，藝術 界也應用的很多，不僅限於小範圍的學術研究。

利用視覺知覺的判斷，可以使物理上某些曖昧的造形，轉化為大腦認為合理的物體形 態，形成與實際不同的造形與空間，這些錯視的現象種類有許多，除了心理上、視覺上的 影響，生理上的成因也可深入探討。

1.1.2錯視發生階段的現有理論

各種錯視產生原因不盡相同，許多理論嚐試解釋錯視的發生原因，例如：視網膜相關 機制理論（theories which propose retinal mechanisms）、眼睛運動理論（eye-movement theories）、皮亞傑理論（Piaget’s theory）、Gregory 理論等等（Robinson, 1998）。

對於幾何錯視是在視覺處理過程中的哪一個階段產生的，此相關研究就顯得少許多。

由於在視網膜和 V1 之間，有拓墣現象（

topographical organization

1999），所以 V1 具有改變空間動態大小的能力。另外，由於幾何錯視是由幾何造形組織 構成而產生，從視覺處理的歷程來看，前段的 V1 區當中的細胞具有偵測斜度、走向、移 動、尺寸大小等基本造形特徵的特性，也是整個過程中細胞最密集、對視覺空間的表徵最 精細的階段。過去的研究雖然傾向支持幾何錯視的扭曲是發生在 V1 階段，但是目前缺乏 能支持所有的幾何錯視都是發生在 V1，而非發生在更高層次的形狀偵測階段的實驗證據。

1.1.3幾何錯覺的分類方式

錯視研究已經有相當的歷史和累積成果，許多學者提出了不同的錯視分類方式（詳見 本論文章節 2.2.2），其中大部分都是利用錯視的實驗刺激的外觀作為分類依據，僅有 Gregory（1997）以生理基礎作為分類的依據，將錯視分成 4 大類。

而對於範圍更小的幾何錯視，目前尚無以生理基礎作分類的研究提出。

1.1.4視覺處理過程的利用

本研究利用視覺處理過程（圖 1-2）中不同的階段具有處理不同造形因素的特性，嘗 試判斷數種幾何錯視的發生階段。視覺訊號經由下游的階段傳到處理斜度、方向、尺寸等 訊號位置登錄的 V1 階段，之後再傳到 V2、V3、V4 等不同功能的階段，在此之後，兵分 兩路到達更高階層的視覺處理階段：有關物體位置的訊號，透過 MT 階段偵測物體運動狀 態，再傳到顳葉，此路徑稱為「知何方（where pathway）」；有關物體形狀的訊號，則傳 到偵測形狀的 IT 階段，此路徑稱為「知何物（what pathway）」。由於 MT 接收到的訊號是 由 V1、V2 或 V3 傳來的，若前面的幾個階段視覺訊號有扭曲，則 MT 階段收到的訊號也 會是扭曲的，所以可以利用此流程的順序，嘗試 MT 階段作為區分錯視的發生階段的依據。

要測驗不同的幾何錯視是發生在 V1 或是更高層次的階段，可將靜態上有錯視效果的 圖形和沒有錯視效果的圖形作交替呈現的運動，若此錯視發生在運動系統偵測之前，運動 系統就會將已經產生錯視效果的圖形和沒有錯視效果的圖形作交替呈現，形成形變運動；

若此錯視發生在更高層次階段，在 V1、V2、V3 則沒有產生錯視效果，沒有錯視效果的 圖形在 MT 和另一個沒有錯視效果的圖形交替呈現，就沒有形變運動的產生。本研究使用 此原則，嘗試分辨不同的幾何錯視是發生在視覺處理過程的哪一個階段，並且，若有不同 發生階段的幾何錯視出現，可藉此提出以錯視的發生階段作分類幾何錯視的方式。

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