摘要：视觉是人类获取外界信息最重要的手段之一。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。本文以视错觉原理为技术，通过对视错觉在环境空间标识设计中的分析研究探讨出了公共环境标识设计中灵活利用视错觉可以给人以标新立异的视觉感受,使标识更好的起到提示信息的作用。环境标识设计中合理利用视错觉可以产生创意独特的视觉效果。1、视错觉概述
感知包括感觉与知觉。感觉是客观事物作用于感觉器官而引起的对该事物的个别属性的直接反映。知觉是人对客观事物各个部分或属性的整体反应。感觉包括视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。其中视觉具有很重要的意义,人类至少有70%以上的外界信息是由视觉系统所接收、处理和感知的。视错觉是一种人所共有的特殊的视觉感受,是在外界刺激物的作用下,由于人心理或生理因素的原因产生的对客观事物的某种有固定倾向的歪曲知觉。其原因主要分为刺激物的外部原因和人自身的内部原因,其中内部原因由生理原因和心理原因两部分组成。1.1 视错觉定义
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。
关于视错觉的定义还有以下几种说法：
（1）视错觉是指当人或动物观察物体时,基于经验主义或不当的参照形成的错误的判断和感知。
（2）在特定条件下对客观事物必然产生的某种有固定倾向的歪曲知觉。
（3）心理学认为视错觉是指凭眼睛所见而构成失真的或扭曲事实的知觉经验。
（4）人眼本身的结构生理、心理及平时养成的习惯不同,由于环境、空间、光线、色度、物体放置等的差异,会使观察者的知觉产生某种主观认识和错误判断,也就是说观察者看到的现象与客观事实不一致,这种误差称为视错觉。
（5）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。
（6）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、线度和色彩有关的错觉称为视错觉。
1.2 产生视错觉的原因
视错觉在日常生活中普遍存在,人们可以利用它创造出千变万化的艺术效果,也可能因为它导致严重的视觉危害。因此,研究视错觉要了解它的现象、因果,用科学的理论依据指导实践。视错觉是由于生理、心理因素的原因,以及受光、形、色等外界因素的干扰而形成的。生理上,它与眼的构造、瞳孔随着光线发生变化、网目电流、眼睛肌肉及球体在观察不同的物体而发生的变化等因素有关。生理上,它和我们生存的条件以及生活的经验有关。当我们观察物体时,一面用眼睛识别观察物的明暗、色彩、形态等,一面很灵敏地用脑子判断。有时候眼睛还没有真正的看清楚,大脑已作出了判断,这种判断往往是错误的。贡布里希曾在他的书中这样提到“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。”眼睛观察事物包括两个阶段一是光从物体反射或发射进入人的眼睛,并且在视网膜上“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。视错觉从原因上可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。实际上,大多数视错觉都不仅有一个成因,而是几个因素同时发生作用。这里将其归结为外因和内因两个方面。（1）产生视错觉的外部因素
视觉是感觉的一种,而感觉是客观事物作用于感觉器官而产生的。因此,研究感觉过程,就要从它的外因——刺激物开始,了解它是如何作用于感觉器官并产生相应的感觉现象。我们通过各种视错觉现象和作品,可以将这种刺激物归纳为两种多义性的形象和强烈感官刺激的物象。第一,具有多义性的形象。在一个整体中提供给观者多层含义,在投射物像的各个含义的变形过渡中,观者将一种理解转换为另一种理解。正是因为外界物像的这种多义性,让人们认识到两种读解同样适合于一种物像,从而在观察事物时引起了视觉上的错觉。第二,具有强烈感官刺激的物像。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。如图赫尔曼·格瑞德错觉,在交叉部位你能看到微弱朦胧的小点,这些小点同时又产生同心圆的印象。这是人们运用黑、白在视网膜上引起的极度的刺激性,产生了强大的视觉冲击力,而神经系统愈是疲惫,眼睛愈努力挣扎保持一贯的形象,这种适应作用可以产生形象重叠与交换位置似的错觉。外部因素给视错觉的出现提供了客观条件,有了这种外界刺激,我们的视觉才会产生错误的结果。
（2）产生视错觉的内部因素
除了外部因素外,人自身的内因是起到决定作用的部分。从人本身来看,生理和心理两方面因素共同作用于人。一是生理原因，从人的生理方面来看,视觉是人最主要认识世界的途径。视错觉现象也是因为人眼对事物的感受、视觉神经的作用引起的。视觉的长短、高低、大小等错觉,对黄金分割的舒适感觉等都是人生理方面的一种功能和需求。如图缪勒·莱尔线段,附加开口向外形的线段比向外V的显得更长。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网膜形成一种网膜电流所产生的。
二是心理原因，视觉的产生是光线进入眼球后,透过视觉的群化法则、图地概念、完整理论等视觉特征,才使我们判断出影像的时间、空间、安全、危险、平衡、不平衡、美或不美,从而进行欣赏、思考与创造,由此可见,视觉并非只是简单的输入,错视就是在这种视觉和心理综合分析下产生的。格式塔的完形心理学、贡布里希研究的《艺术与错觉》,从很大方面是从人的知识经验作用于心理感受而形成的理论。如图弗雷泽螺旋线,看起来是螺旋形的,实际上确是同心圆。贡布里希的《艺术与错觉》一书中提出了“等等原则”的解释,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”。用心理上的这种超前预测,将错误的视觉印象应用到所有类似的图像中。人自身的内因是视错觉产生的关键,如果说外因是其生长的土壤,那么内因就是生根发芽的种子。
2、视错觉理论研究
2.1 格式塔心理学
格式塔心理学又称为“完形”心理学,它特别强调视知觉的能动作用,认为各种形态在空间中的关系是相互影响的有机整体,并提出许多数理概念来说明心理现象,例如“生理场”、“心理场”、“物理场”等概念。格式塔心理学派在知觉规律和知觉过程中的形态与色彩关系方面的研究,对视错觉理论有着广泛而深刻的影响。美国艺术心理学家,鲁道夫·阿恩海姆是格式塔心理学派的拥护者,著有《艺术与视知觉》、《视觉思维》等著作,系统地将格式塔心理学应用于视觉艺术,对艺术理论产生深远影响。格式塔理论是约一九一零年德国的科学家所提出的。他们发现,对人的感知而言,存在一些整体（完形）,其特性并不存在于它的组成部分,而是这些特性反过来会对组成部分产生影响。格式塔的主要研究是在于发现并了解这些整体。格式塔理论的研究认为,当信息由感觉器官送到脑部,大脑便展开种种分析和整理的工作,在这个过程中“完形”心理就在脑海中产生,协助人类的感知思维。“完形”心理学的理论认为信息在大脑要将其整理及组织,才能形成知觉,而信息组织是知觉之本。2.2 透视学原理
透视是在平面上再现空间感、立体感的方法和与此相关的科学研究。有广义和狭义两种解释，广义透视学泛指各种空间表现的方法，狭义透视学特指世纪开始逐步确立的描绘物体、再现空间的线性透视和其它科学透视的方法。透视一词的含义,就是透过透明平面来观看景物,从而研究它们的形状。因此,它是在平面上研究如何把我们看到的物象投影成形的原理和法则的学科,即研究在平面上立体造型的规律。从某种角度来说,透视原理利用了人眼会产生错觉的视觉特性。因此,种种不同的透视绘画法应运而生,目的是要将物体的立体空间容量、重量、所处的位置,以及与观者的大约距离等信息表达于图像中,令图像更具真实感、更详尽的表达物体的存在状态。透视学在二维平面上表现三维空间的方法利用了人眼睛会产生视错觉的特点,与视错觉的相关理论有着千丝万缕的联系。3、视错觉基本原理
形态错觉主要指物体几何形象错觉,包括长短错觉、对比错觉、远近错觉、横竖错觉、高低错觉、分割错觉、位移错觉、光渗错觉、变形错觉、立体错觉、动感错觉和图底错觉。3.1 长短错觉
由于线段的方向或附加物的影响,会产生同样长度而感觉长短不等的错觉。这种错觉主要有两种情况一种情况是横竖线相等,竖线显得比横线长另一种情况是附加物的影响。3.2 对比错觉
对比错觉是指两个或两个以上物体在一定情况下,如大小、长短、高矮、深浅等方面,由于双方差异太大,直接影响了人们的视觉感受,以致做出错误的判断。3.3 远近错觉
所谓远近错觉,一般指视物远小近大以及由于空气透视有远虚近实一类的错觉。绘画就是利用它来表现物体的体积、空间的深度和距离的。透视学就是研究这种错觉的学问。远小近大错觉主要由物体在网膜上成象大小所致。另外与心理判断也有关系。我们可以做一个实验先用两眼视一物体作距离标准,然后用一只不透光的圆筒放在一只眼前,闭上另一只眼观察,就会明显地觉得圆筒内看到的物体比实际的近而大了。这是因为筒壁是黑暗不透光的,而物体则是明亮的,明亮的东西给人的感觉近。同时,物体的远近是对比出来的。当用圆筒观察物体时,视野缩小,排除了离眼睛很近的近景和中景,远景也很小,甚至看不见,物体充满在这个“天地”中,就显得大了。而用两眼看物体,视野开阔,物体与大地相比,当然显得小了。因此,用不透光的筒身来制作望远镜、显微镜等仪器。3.4 横竖错觉
同一宽度的东西,横放比直放显得宽,斜放界于两者之间,斜向物体的角度越近于直越觉细,越近于横越显粗。这种横轻直重的错觉简称横竖错觉。3.5 高低错觉
我们在观察物体时,尽管物体的高和宽一样,但总会感到高度要比宽度大一些,这就是高低错觉。例如当一幢高度和宽度相同的建筑物展现在你的眼前时,你一定会感到高度比宽度更大些。建筑物越高,这种感觉越明显。尤其仰视高大物体时,由于头颈弯曲有限,视线和高度不垂直,为了在网膜上得到清晰的象,晶体小则显远,大则显近,仰视总比平视觉得高。3.6 分割错觉
同一几何形状、尺寸的物体,由于采取不同的分割方法,就会使人感到它们的形状和尺寸发生了不同的变化,这就是分割错觉。3.7 位移错觉
当一条斜线直线被一定间隙的一组线截成两条线段时,就会产生两条线段似乎不在一条直线上的错觉。这种错觉称为位移错觉。3.8 光渗错觉
各种不同波长的光,通过眼睛的水晶体聚焦点并不完全在一个平面上,造成色像差,那么光在视网膜上的影像的清晰度就有区别。长波长的暖色在视网膜上所形成的影像容易不清,似乎具有一种扩散性短波长的冷色影像比较清晰,似乎具有某种收缩性,因而形成了色彩的膨胀感和收缩感。这不仅与波长有关,而且还与明度有关,由于“球面像差”原理,光亮的物体在视网膜上所成的影像的轮廓外有一圈光围绕着,使物体在视网膜上影像轮廓扩大,看起来似乎比实物大一些,生理、物理学称这种现象为“光渗”。3.9 变形错觉
所谓变形错觉又称方向错觉,是指由于其它线形各种方向的外来干扰或互相干扰,对原来线形造成歪曲的感觉。3.10 立体错觉
①图形多重性这类错觉是指一些图形本身具有两重或多重性,加上人的注意力具有变动的特点,视觉上产生两种或多种图形时而交替出现的情况。这种错觉在室内壁纸装饰、花布染织、建筑花窗园林、剪纸、标志等设计中都有广泛应用。②矛盾空间这种矛盾空间图形的特点是只能在平面上存在的图形。如图从下面看是三个圆柱,而从上面看却是门框。埃舍尔在他的视错觉绘画中广泛的应用矛盾空间错觉。
3.11动感错觉
莫尔图案又称波形图案。如图所示,将两块完全相同的,具有等间隔条纹的透明材料稍带角度重叠,就能产生莫尔图案。直线与直线、直线与同心圆、同心圆与同心圆、放射线与方格网线重叠时随着两个图形重叠的角度、距离指同心圆的圆心距不同,能够产生许多不同的波形纹样。
3.12图底错觉
人在观看图形时,要填补在不完全的视觉图形中存在的间隙、空间的知觉倾向。近看是由零散的,似乎是互不关连的各种各样形状集合在一起。远看就能够发现在零散中存在的整体。
4、视错觉在公共环境标识设计中的应用分析
视觉语言为视觉传达的媒体,环境标识是视觉语言的一种,从视觉传达的角度认识属于空间信息传播的媒介。如何使环境空间中的标识设计更加准确的传播信息,涉及到的关键要素就是视觉语言的传达。研究人的视觉特性可以使环境标识设计更加符合人的生理、心理特点,从而更好的起到视觉传达的作用。4.1 公共环境标识与环境空间
环境为人们的活动提供了一定的物质条件和自然人工条件,因此它包括着人和物的因素,也存在着人与物的交互关系。环境艺术的载体是空间,环境艺术实质上是空间的艺术。空间是一个整体,公共环境标识设计的目的是实现整体空间效果的优化,它是判断公共环境艺术质量的重要标准之一。环境标识是在空间中起到信号、提示作用的视觉形式。它是城市景观的有机组成部分,是对城市景观的优化和补充。环境标识在城市空间环境中具有导向性、可读性、有界定空间、空间表达的作用。使城市空间产生关联性和序列感,实现人与空间环境的对话,使城市空间环境更加人性化。4.2 错视原理与环境标识的关系
环境标识作为一种特定的视觉符号,是城市形象、特征、文化的综合和浓缩,公共环境标识是和使用对象之间进行交流的一种特殊语言系统,不仅能够架构空间秩序、传递信息、带来便利,还能有效地改变一个城市的形象识别。因此,风格独特而又有创意的标识设计,可以使城市环境面貌焕然一新。视错觉作为一种特殊的视觉感受,常常会愚弄人的眼睛,使观者产生疑惑,而正是这种疑惑会引起人们浓厚的兴趣,因而使错视现象具有强烈的趣味性。另一方面,从视觉心理的角度分析,人们在解决视觉疑问的同时会产生极大的喜悦和满足感,从而使视错觉更加富有魅力。环境标识作为空间信息传播的媒介之一,与视觉传达有着密切的关系。在视觉研究中,对于视觉传播行为的理解有广义和狭义之分。广义的视觉传播行为,泛指不是由单纯纸质文字媒介和单纯视觉媒介传播信息,而由视听媒介或视觉媒介传播信息所形成的一种社会文化传播现象。狭义的视觉传播行为,侧重于纯视觉媒介传播信息所形成的一种社会文化传播现象。所以，在设计环境标识时运用现代视听技术手法、艺术手段和错视原理，可以给人视觉上造成一种错觉，从而使环境标识更有艺术性、趣味性、可读性。5、结论
本文通过对视错觉在环境空间标识设计中的分析研究得出如下结论：公共环境标识设计中灵活利用视错觉可以给人以标新立异的视觉感受,使标识更好的起到提示信息的作用。环境标识设计中合理利用视错觉可以产生创意独特的视觉效果。另外,灵活运用各种形态错觉和色彩错觉的视觉特性,能够使标识设计具有强烈的视觉冲击力,给观者留下深刻的印象,从而更好的起到视觉传达的作用。