「錯視と脳」　日本大学 2010

大学院特別講義　日本大学大学院文学研究科心理学専攻主催
2010年1月25日（月）5限？

　錯視と脳　

立命館大学文学部心理学専攻　北岡明佳

2010年1月23日より

CTの画像が見やすくなる錯視の研究が出た。PDFはこちら。 <2009年3月11日>

辺見秀一　（2008）　「錯視現象」が胸部CT画像の気胸の診断能に及ぼす影響　－視覚心理学的シミュレーションによる実証－　日本放射線技術学会雑誌, 64, 1206-1216.

「辺見効果」　左右の脳は同じだが、左図の脳が右図よりわかりやすい。
Copyright Akiyoshi Kitaoka 2009 (March 11)

「脳の回転」

円盤が回転して見える。

自分が回転すれば脳も回転する。

錯視の fMRI研究

マイナス

イコール　錯視への応答

Kuriki, I., Ashida, H., Murakami, I., and Kitaoka, A. (2008) Functional brain imaging of the Rotating Snakes illusion by fMRI. Journal of Vision, 8(10):16, 1-10. PDF

Journal of Vision Volume 8, Number 10, Article 16, Pages 1-10

Functional brain imaging of the Rotating Snakes illusion by fMRI
Ichiro Kuriki
Hiroshi Ashida
Ikuya Murakami
Akiyoshi Kitaoka
http://journalofvision.org/8/10/16/

配布物

「蛇の回転」

「蛇の回転」

蛇の円盤が勝手に回転して見える。

「踊るハート達」

ハートが動いて見える。めがねをかけている人は、めがねを動かすとよく見えるかもしれない。離れたところから見ると、明るくなった時のハートは白のランダムドットより手前に見え、暗くなった時のハートは奥に見える人が過半数と予想される。

モノクロでOK

配布物

「踊るハート達」　（MS-Word ファイル）
北岡明佳（2006）色が強くなる錯視　A・F・Tジャーナル, 31 (Summer), pp. 01.

文献

Kitaoka, A. and Ashida, H. (2007) A variant of the anomalous motion illusion based upon contrast and visual latency. Perception, 36, 1019-1035. PDF

Kitaoka, A, Kuriki, I. and Ashida, H. (2006) The center-of-gravity model of chromostereopsis. Ritsumeikan Journal of Human Sciences, 11, 59-64. PDF

低輝度→脳内処理時間が長い
cf. プルフリッヒ効果

低輝度コントラスト→脳内処理時間が長い

cf. 踊るハート（fluttering-heart illusion）

(Helmholtz, 1867; Nguyen-Tri and Faubert 2003; von Grünau 1975a, 1975b, 1976; von Kries 1896)

中山（2008）によると、踊るハートは赤が重要。青不要。ピンクはダメ。

中山明子（2008）「踊るハート」錯視（1844）と「踊るハート達」錯視（2006）の比較検証　2008年度立命館大学文学部（人文学科心理学専攻）卒業論文

「赤い蛇の回転の詰め合わせ」

リングがゆっくり、あるいは急速に回転して見える。

<配布プリント>

この作品は二つの錯視から成る。

1つは、動く方向が反転する錯視

「床屋の乱立」

各リングが回転して見える。

もう1つは、動く方向が決まっている錯視

「タイムトンネルショー」

リングが回転して見える。

「最適化型フレーザー・ウィルコックス錯視・タイプⅠ」と北岡は呼んでいる。

最適化型フレーザー・ウィルコックス錯視・一覧
（2009年9月5日現在の北岡による分類）

「徹夜明け２」

円盤が拡大して見える。同心円が渦巻きに見える錯視もある。

「最適化型フレーザー・ウィルコックス錯視・タイプⅡ」

「影付きの左右に動く蛇」

蛇が左右に動いて見える。

「最適化型フレーザー・ウィルコックス錯視・タイプⅢ」

「最適化型フレーザー・ウィルコックス錯視・タイプⅣ」

「赤い円盤の回転」

赤い円盤が回転して見える。

cf. Wezit

「最適化型フレーザー・ウィルコックス錯視・タイプⅤ」

最適化型フレーザー・ウィルコックス錯視・タイプ V の作品集

　しかし、錯視と言えば・・・

ミュラーリヤー錯視

ツェルナー錯視

横線は平行であるが、上から右・左・右・左に傾いて見える。傾きの方向は短い斜線との交差角を鋭角過大視する方向である。ツェルナー錯視は交差角が0度から90度の範囲で起こるとする文献もあるが、0度から10度の間ではフレーザー錯視が、50度から90度の範囲では「間接効果」が関与することが知られている。これらの錯視はともに鋭角過少視を与える。非誘導線が斜め45度の時錯視量は最大であるとされる。ただし、交差角が10度付近ではフレーザー錯視の錯視量増大によって、ツェルナー錯視の錯視量増大は相殺されるように見える。Kitaoka and Ishihara (2000) は、ツェルナー錯視を規定する角度錯視は3つあり、2つは角度過大視、1つは角度過少視であるとした。ただし、後者はフレーザー錯視と間接効果が連続したものと仮定した場合である。最初の報告者は、Zöllner（1860）である。

錯視のカタログのページ

幾何学的錯視（形の錯視）のカタログ（配布物）

現在北岡が熱中している錯視群

「ニセフレーザー錯視の渦巻き錯視の基本図形」

同心円が渦巻きに見える。

プリント配布

"Psudo-Fraser illusion"

「ニセフレーザー錯視風のカフェウォール錯視の渦巻き錯視の基本図形」

同心円が渦巻きに見える。

"Psudo-Fraser Café Wall illusion"

「ずれた線の錯視の渦巻き錯視（その２）の基本図形」
（フレーザー渦巻き風）

同心円が渦巻きに見える。

Illusion of shifted lines

Kitaoka, A. (2007) Tilt illusions after Oyama (1960): A review. Japanese Psychological Research, 49, 7-19. PDF

「（不完全）フレーザー錯視の渦巻き錯視の基本図形」

同心円が渦巻きに見える。

Fraser Illusion with incomplete twisted cords

錯視・錯覚の分類（北岡の好み）

恒常性を錯視扱いする場合　　

「青い金閣」

金閣の金箔部分は物理的には青みがかった灰色なのであるが、金色に見える。

元の写真

「目の色の恒常性」の簡易プリント

キルシュマンの法則（色の対比の法則）

（1）誘導領域（取り囲む領域）と比較してテスト領域（ターゲット領域）が小さければ小さいほど、色の対比は大きい。

（2）色の対比は2つの領域が離れていても起こる。しかし、離れれば離れるほど対比の効果は減少する。

（3）色の対比の量は誘導領域の面積によって異なる。

（4）色の対比は、明るさの対比がないか少ないところで最大となる。（第３法則と呼ばれる）

（5）明るさが同じならば、色の対比は誘導する色の飽和度（彩度）に影響される。

Graham, C. H. and Brown, J. L. (1965) Color contrast and color appearance: Brightness constancy and color constancy. In C. H. Graham (Ed.), Vision and visual perception, New York: John Wiley & Sons (pp 452-478). (In this paper, the third and fourth laws are exchanged)

Kirschmann, A. (1891) Über die quantitativen Verhältnisse des stimultanen Helligkeits- und Farben-Contrastes. Phil. Stud., 6, 417-491.

Yund, E. W. and Armington, J. C. (1975) Color and brightness contrast effects as a function of spatial variables. Vision Research, 15, 917-929.

　以下は筆者がドイツ語の原文の要約部分（Kirschmann, 1891, p. 491）から直訳したものである。

(1) 純粋な同時的明るさ対比の強度と、おそらくは純粋な色の対比の強度も、静止した目における明確で大きい知覚の境界の内側において、誘導する網膜部位の範囲に線型に比例するか、あるいは同じ面積の平方根に比例して増大する。

(2) コントラスト効果の強さとは関係なく、コントラストが引き起こす強度を、対応する範囲を大きくすることによって、より弱い強度に変えることができる。つまり、コントラストにおいては、範囲と強度の間には相互関係もある。

(3) 同時色対比は、明るさの対比がないか最小限の場合に、最大の効果を発揮する。

(4) 色の印象と同じ明るさの灰色との同時コントラストは、誘導する色の飽和度が大きくなるほど、この後者に比例するというよりはむしろより小さい規模で、おそらくは対数比例的に増大する。

(5) 二つの色の間の同時コントラストは、二つの成分から成る。それらの定量的な関係は、二つの色の飽和度が同じように増加する場合や減少する場合に、同じようにではなく変わり、また矛盾したように変わる。

(6) 二つの色の間の相反するコントラストは、二つの色が中間の飽和度の場合に、最大に達する。

　キルシュマンの法則とキルシュマンの原文の要約部分を比較すると、内容が一致していないことがわかる。キルシュマンの法則は5つであるが、原文では項目は６つである。キルシュマンの法則の１番は原文の１番と一致している。注目のキルシュマンの法則の４番は原文では３番である。ということは、「キルシュマンの第三法則」とは、原文の順番で言っていることになる。キルシュマンの法則の２番は原文の要約には登場しない。３番には原文の１番と２番が対応する。５番に対応するのは、原文の４番、５番、６番である。

「本物の床のチェッカーシャドー錯視」

AのタイルはBのタイルより暗く見える（中央の図）が、輝度はAの方が高い（右図）。元の写真（左図）は前橋市で撮影。

MITのエーデルソン先生の有名なチェッカーシャドー錯視のページ

これは、明るさの恒常性

大きさの恒常性が働いている例

大きさの恒常性が働いていない例

→エイムズの部屋

（参考）　形の恒常性

エイムズの台形窓

視覚的補完を錯視扱いする場合　　

例　墨絵効果（Sumi painting effect）（Takashima, 2008）

波打っている境界部分以外は同じ灰色であるが、回廊部分が周囲や中庭よりも暗く見える。

Takashima (2008) proposed the sumi painting effect in the Japanese Journal of Psychology. <November 26, 2008>

Takashima, M. (2008) Achromatic watercolor effect: About requirement of formation of sumi painting effect. Japanese Journal of Psychology, 79, 379-384 (in Japanese with English abstract).

(A) Watercolor illusion (Pinna, Brelstaff and Spillmann, 2001). Although the whole area except waving borders is homogeneously white, the corridor part appears to be tinted green in the upper panel while the outer and inner parts appear to be tinted so in the lower panel. (B) Achromatic watercolor illusion. Although the whole area except waving borders is homogeneously white, the corridor part appears to be tinted gray in the upper panel while the outer and inner parts appear to be tinted so in the lower panel (Noguchi, Kitaoka and Takashima, 2008). (C) Sumi painting effect. Although the whole area except waving borders is homogeneously gray, the corridor part appears to be tinted lighter in the upper panel while the outer and inner parts appear to be tinted so in the lower pane (Takashima, 2008). These figures are drawn by Akiyoshi Kitaoka.

References

Takashima, M. (2008) Achromatic watercolor effect: About requirement of formation of sumi painting effect. Japanese Journal of Psychology, 79, 379-384.

Noguchi, K., Kitaoka, A., and Takashima, M. (2008) Gestalt-oriented perceptual research in Japan: Past and present. Gestalt Theory, 30, 11-28. Figures PDF request to me

Pinna, B., Brelstaff, G., and Spillmann, L. (2001) Surface color from boundaries: A new 'watercolor' illusion. Vision Research, 41, 2669-2676.

Professor Kaoru NOGUCHI, a Gestalt psychologist and a researcher of experimental aesthetics in Japan, passed away on 25th July, 2006, at the age of seventy-one. <July 31, 2006>

His contribution to the study of visual illusion

1. Geometrical illusion, especially further development of the work of Professor Shiro MORINAGA, his teacher

He classified Morinaga's 'paradoxical' illusions into three categories, one of which is known as the Morinaga misalignment illusion.

Noguchi, K. (1982) The theory of visual illusion: Morinaga'a paradox in positional shifts. Psychology (Tokyo: Science-sha), 29 (Special issue of visual illusion), 40-47 (in Japanese).

2. Proposal of the rule that illusion magnitude positively correlates with the degree of aesthetic feeling

Noguchi, K. and Rentschler, I. (1999) Comparison between geometrical illusion and aesthetic preference. Journal of Faculty of Engineering, Chiba University, 50, 29-33.

I love this paper.

3. His last illusion was a lightness illusion!

A new illusion was proposed in a meeting in Japan! <April 10, 2006>

produced by Midori Takashima 2006 (April 10)

produced by Akiyoshi Kitaoka 2006 (April 10)

The Noguchi-Takashima effect (the sumi painting effect)
A new illusion!

The regions surrounded by light borders appear to be lighter than they are while those surrounded by dark borders appear to be darker than they are.

Noguchi, K. and Takashima, M. (2006) "Watercolor effect" and Gestalt factors. Paper published in the 39th Chikaku (Perception) Colloquium (March 23-25, 2006), Takayama-shi, Gifu-ken, Japan.

Akiyoshi's comments: It resembles but is different from the Craik-O'Brien-Cornsweet effect and the watercolor effect. Although Noguchi and Takashima did not claim this effect a new one, I felt that this is quite new, so I persuaded them to give permission to show it in my webpage as a new effect. It should also be noted that the enhancement of brightness induction or filling-in given by the wavy configuration is the invention of Professor Baingio Pinna. Dr. Midori Takashima is a young perceptionist, who was a student of Professor Kaoru Noguchi.

4. He brought up many excellent perceptionists.

Brief Personal History of Professor Kaoru Noguchi

Special field of study:
Perception (Gestalt psychology), Traffic psychology, Psychology of art

Education:
Chiba University, Chiba, Japan
Bachelor of Arts in Psychology, Mar 1957

Tokyo Metropolitan University, Tokyo, Japan
Master of Arts in Psychology, Graduate School of Humanities, Sep. 1960

Work Experience:
Sep. 1961 - Assistant at College of Arts and Sciences, Chiba University, Chiba, Japan
Jan. 1966 - Instructor at College of Arts and Sciences, Chiba University, Chiba, Japan
Oct. 1966 - May. 1968 　Research associate at York University Graduate School, York, Canada
Apr. 1968 - 　Assistant professor at College of Arts and Sciences Chiba University, Chiba, Japan
Dec. 1979 - 　Professor at College of Arts and Sciences, ChibaUniversity, Chiba, Japan
Jun. 1980 - Aug. 1980 Visiting Scientist at Ludwig Maximilians Universität, Munich, Bundesrepublik of Deutchland
Sep. 1980 - Nov. 1980 　Visiting professor at University of Trieste, Trieste, Italy

Apr. 1994 　Transfer to Faculty of Engineering, Chiba University, Chiba, Japan
Sep 1999 　 Retired from Chiba University, Chiba, Japan
Oct 1999 - 　Professor, College of Humanities and Sciences, Nihon University, Tokyo, Japan,
Nov. 1999 　Honorary professor of Chiba University, Chiba, Japan
Feb. 2005 　Retired from Nihon University, Tokyo, Japan

以上は下記シンポジウムより。

Kitaoka, A. (2009) Memories of the two excellent Gestalt psychologists Professors Kaoru Noguchi and Walter Ehrenstein by Akiyoshi Kitaoka. Talk in a session (Memories of Professor Kaoru Noguchi) in the 42nd Annual Convention of the Chikaku Colloquium (Perception Colloquium), hosted by the Kyushu University, Shikanoshima, Fukuoka, March 22, 2009. 発表に使用したウェブページ (html)

配布プリント

第42回知覚コロキウム配布物（視覚的補完いろいろ）

明るさの錯視のカタログ

だまし絵の仲間を錯視扱いする場合　　

まずは不可能図形

ペンローズの三角形

ペンローズの三角形の基本構造

「最少の無限階段」

無限階段の簡略版。

最少の無限階段の基本構造

「無限無限階段」

上がり続けるか、下り続けるかの階段に見える。

不可能図形2 1

以上は、奥行き不可能図形

「不可能円柱」

図と地が一貫しない不可能図形である。

これは、図地不可能図形

続いて反転図形（多義図形）

「高知城と金閣」

この図を近くで見ると高知城が見え、遠くから見ると金閣が見える。視力が低くてメガネで矯正している人は、メガネを取ると、近くでも金閣が見える。このような画像を、ハイブリッド画像（hybrid image）という（Oliva, Torralba and Schyns, 2006）。

Oliva, A., Torralba, A., and Schyns, P. G. (2006) Hybrid Images. ACM Transactions on Graphics, ACM Siggraph, 25(3), 527-532.

図が小さければ、近くで見ても金閣が見える。

金閣さんと高知城さん

「和風の妻と義母」

向こうを向いた若い女性と、こちらを見ている年齢の高い女性という見え方が反転する。「妻と義母」の和風改変版である。

「ルビンの盃・昼と夜」

模様付きのルビンの盃である。ついでにいうと、盃部分は上下同じであるが、上は暗く、下は明るく見える。

References

Anderson, B. L. and Winawer, J. (2005) Image segmentation and lightness perception. Nature, 434, 79-83.

顔の錯視　をでっちあげる。　　

「スージー」

すべて数字でできているのだが、顔に見える。それって錯視？？

「目と口の回転」

顔のように見える。３つの顔が楽しめる。

そういうのって顔の錯視？

ホロウマスク錯視

Hollow mask illusion

Gregory, R. L. (1970) The Intelligent Eye. London: Weidenfeld and Nicolson. （グレゴリー著・金子隆芳訳　インテリジェント・アイ　みすず書房　1972年刊）

Schröder, H. (1858) Ueber eine optische Inversion bei Betrachtung verkehrter, durch optische Vorrichtung entworfener physischer Bilder. Annalen der Physik und Chemie, 181, 298-311.

ホロウマスクのデモを作るためにインターネット販売（日本装飾造花）で手に入れたお面達

お面を裏返すだけでホロウマスク錯視

蛇足ながら、ホロウマスクと言っても「怖いマスク」ではない。ホロウ（hollow）は窪んだという意味であり、ぞっとするような恐怖という意味であるホラー（horror）とは関係がない。

「ヤンキーねえさんのサッチャー錯視」

右の顔はそんなに変に見えないが、正立させると相当しょぼくれた顔をしている（下図左）。

→ サッチャー錯視の日本語レビューはこちら PDF

北岡明佳　（2008）　サッチャー錯視　子安増生・二宮克美（編）「キーワードコレクション　心理学フロンティア」　新曜社（2008年6月刊行）, pp. 6-9

「ヤンキーねえさんのウォラストン錯視」

目は左右の顔で同じなのであるが、左の顔の目はこちらを見ているように見え、右の顔は向かって左の方向を見ているように見える。向かって左の目（右目ということ）の方が向かって右の目（左目）より大きく描いてあるが、左の顔ではあまり気にならないが、右の顔ではよくわかる。

Wollaston, W. H. (1824) On the apparent direction of eye in a portrait. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, B114, 247-256.

「上下方向のウォラストン錯視４」

左の顔の目はこちらを見ているように見えるが、右の顔の目はやや上の方向を見ているように見える。しかし、絵としては、両者とも同じ目である。

「充血錯視のイラスト版」

輝度に誘導された視線方向のずれ効果（luminance-induced gaze shift）あるいは充血錯視（bloodshot illusion）（Ando, 2002）。白目の部分を暗くすると、暗くした方向に視線がずれて見える。３つの図は白目の赤い部分を除いて同一であるが、左の図は向かって左方向を、中央の図は正面を、右の図は向かって右方向を人物が見ているように見える。

Ando, S. (2002). Luminance-induced shift in the apparent direction of gaze. Perception, 31, 657-674.

「ボガート錯視のデモ」

左のおにいさんはおにいさんにとって右の方を見ているが、画像を反転してできた右のおにいさんは我々の方を見ているように見える。

Bogart illusion (Sinha, 2000)

Sinha, P. (2000). Here's looking at you, kid. (The perception of gaze direction) Perception, 29, 1005-1008.

「瞳孔の位置による視線方向の錯視」

３つの図は、黒目における瞳孔の位置を除いて同一であるが、左の図は向かって左方向を、中央の図は正面を、右の図は向かって右方向を人物が見ているように見える傾向がある。瞳孔の方向に、みかけの視線方向が寄る現象である。

よく考えるとあたりまえ、でも錯視

「どっちを見ているのかわからない人」

この画像を近くで見ると、人物にとって右側を見ているように見えるが、遠くから見たり、メガネをかけている人はメガネをはずして見ると、左側を見ているように見える。

少しひねるとさらに錯視らしい

「ヤンキーねえさんの顔ガクガク錯視」

目と口のあたりがガクガクして見える。

「顔ガクガク錯視いろいろ」

顔がガクガクして見える。

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「顔ガクガク錯視」については、double vision と呼んでいる充実したサイトがあるという報告がありました（Sさん、ありがとう）。double vision あるいは diplopia は日本語では複視と訳され、ものが二重に見える病気のことです。

しかし、顔ガクガク錯視は病気ではないので、複視ではありません。複視ではなく、複視的錯視（illusion of double vision）とか呼ぶのなら、OKと思います。複視的錯視は、オオウチ錯視や蛇の回転などと同様の静止画が動いて見える錯視の一種です。

いずれにしましても、だれが最初にこの現象を発見したのかを知りたいので、さらに情報を求めます。よろしくお願い致します。 <2008年1月12日>

顔ガクガク錯視・個人差調査の結果のファイル

This study was supported by a Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas, "Face perception and recognition", by the Ministry of Education, Science, Sports and Culture, Japan. （本研究は、文部科学省新学術領域研究「学際的研究による顔認知メカニズムの解明」による援助を得た。）