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白点与黑点:观察距离对大小的影响

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果我们同时观察半径相同的两个点,一个是黑色背景上的白点,一个是白色背景上的黑点,后者看起来要比前者小。歌德的这些观察结果大部分是正确的,但有一个问题说得不够准确,那就是白点看起来总是比黑点大一定的倍数,这个比例和观察距离有关。比如说,光渗现象可以解释黑点的缩小,但黑点是不会放大的。如图135所示,图中的黑点若从较远的距离看,也一样会显示出六边形,这就不是光渗现象能解释的了。

白点与黑点:观察距离对大小的影响

如图133所示,上面有两个黑点,下面有一个黑点,在它们之间的空白处,你认为还能再容纳几个黑点?四个还是五个?你可能觉得,顶多再放上四个,不可能容纳下五个。

实际上,在这个空白地带,最多只能放下三个黑点,一个也不能再多了。不信的话,你可以用尺子和圆规来证明一下。

在这个图中,黑色的这段长度比我们看上去的长度短,跟相同长度的白色比起来,它要短一些,这被称为“光渗现象”。这种现象发生的原因是,我们的眼睛还不够完善,无法像那些精密的光学仪器一样无所不能。物体在我们眼睛的视网膜上成像的大小,跟对好焦的相机比起来,差距依然很大。我们用眼睛看物体的时候,会有一个球面像差,每个光亮的轮廓外部都有一圈亮边儿,使视网膜上该轮廓的尺寸变大。结果,我们总是认为浅色的区段比深色的区段大,但其实它们是一样大的。

诗人歌德很喜欢观察大自然,但有时他也会得出错误的结论。在他写的《论颜色的科学》中,有这样一段叙述:

图133 下面黑点和上面任意一个黑点之间的空隙,看起来要比上面两个黑点外边之间的距离大,但实际上它们的距离是相等的

同样大小的物体,浅色的总比深色的看上去要大一些。如果我们同时观察半径相同的两个点,一个是黑色背景上的白点,一个是白色背景上的黑点,后者看起来要比前者小。如果把黑点适当放大,它们看起来就一样大了。观察月亮的时候,如果把弯月和黑色的月面进行对比,会发现弯月的半径比黑色月面的半径大很多。穿深色衣服的人,看起来要比穿浅色衣服的人瘦一些。光线从某一物体边缘射过来的时候,会让人感觉它的边缘好像缺了一块。如果把一根直尺放在蜡烛前面,对着烛光的地方会出现缺口。日出和日落时,地平线也好像凹下去一样。

歌德的这些观察结果大部分是正确的,但有一个问题说得不够准确,那就是白点看起来总是比黑点大一定的倍数,这个比例和观察距离有关。现在我就演示给您看,为什么会出现这样的情况。(www.xing528.com)

把图133拿得更远一些,这种错觉会更加明显,甚至让人觉得不可思议。前面提到,亮边的阔度是不变的,如果在比较近的距离上,它能使光亮变大10%。在较远的距离上,当物体本身变小时,这个比例可能会变成30%或50%。

图134 从比较远的地方看,会发现白点不是圆的,变成了六边形

前面说过,这是我们眼睛的构造导致的,如图134所示,把这个图拿近一点看的时候,会看到黑色的背景上有很多白色的点,可如果把它拿到比较远的地方看,比如后退两三步来看,会发现图上的圆点已经不是圆的了,而是变成了六边形。如果你的视力较好,可以拿到更远的地方看,效果会更明显。

上面的这种错觉叫作光渗现象,但有一些现象却无法用这一原理来解释。比如说,光渗现象可以解释黑点的缩小,但黑点是不会放大的。如图135所示,图中的黑点若从较远的距离看,也一样会显示出六边形,这就不是光渗现象能解释的了。所以,很多有关视觉的解释并不是完美的,有一些现象至今还没有找到一个合理的解释。

图135 从远处看,黑点也会变成六角形

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