視覚科学技術コンソーシアム（VSAT）第１回オープンイベント 2009 講演

視覚科学技術コンソーシアム（VSAT）第１回オープンイベント
東洋インキ製造株式会社本社９階会議室
2009年3月6日（金）14:10-15:40

錯視の不思議について

錯視のいろいろな種類～多彩な色の錯視群と運動視の錯視について紹介・考察

北岡明佳立命館大学文学部心理学専攻　since March 2, 2009

錯視（visual illusion）とは、視覚性の錯覚のことである。

静止画が動いて見える錯視

カタログ（配布）

オオウチ錯視（蘆田最適化版）

内側の領域が動いて見える。

References

Ouchi, H. (1977) Japanese optical and geometrical art. Mineola, NY: Dover.

Spillmann, L., Heitger, F. and Schuller, S. (1986) Apparent displacement and phase unlocking in checkerboard patterns. Paper presented at the 9th European Conference on Visual Perception, Bad Nauheim

Ashida, H. (2002) Spatial frequency tuning of the Ouchi illusion and its dependence on stimulus size. Vision Research, 42, 1413-1420.

「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。

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.

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

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.

踊るハート錯視
(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

「蛇の回転」

蛇の円盤が勝手に回転して見える。

（配布物）

質問紙（調査票）

　立命館大学・衣笠キャンパス・以学館5号教室において、付属校である（北海道の）立命館大学慶祥中学校1年生のご一行様に、北岡は「立命館で錯覚を研究する」というタイトルで大学模擬講義（講演のこと）をした（2008年3月5日（水））が、その時の生徒さん（および引率の先生）に協力して頂いて、「『蛇の回転』の錯視は若いほどよく見える」という仮説を調べるために、「蛇の回転」錯視がどの程度見えるかを調査した。図はA4版の用紙に印刷したものを配布した（キヤノン・普通紙・両面厚口に、FUJI XEROX DocuPrint C3540に対して最適化したバージョンを印刷）。

　これまでの図示の様式に従うと、結果は下図の通りであった。183名のご協力を頂いた。この調査では、中学1年生向けの模擬講義のため、年齢は12歳と13歳に集中した。成人6人は引率の先生あるいはコーディネート担当の事務職員と考えられる。「蛇の回転」錯視と年齢の相関係数は、 r = .00 で、「蛇の回転」錯視の強さと年齢との間には、今回の調査では相関はなかった。年齢層が偏っていたので、当然の結果とも言える。

評定値3は「よく動いて見える」、2は「動いて見える」、1は「わずかに動いて見える」、0は「動いて見えない」である。

　評定値の割合を示したのが下図である。成人のデータをはずし、中学1年生のデータのみの度数分布図である。大学生や高校生だけで調べたデータと比較すると、大体同じ傾向である。すなわち、4分の3程度が「よく動いて見え」、少数ながら「動いて見えない」人がいた。今回の標本の大きさは177と大きいことと、生徒さんが大変協力的であったことを考えると、このデータの信頼性は高いと考えられる。すなわち、若い人でもこの錯視が起きない人が少数いることがわかっていたが、その割合は２％程度（50人に1人）であることが、強く示唆された。

　一方、過去のデータでは、60歳以上の高齢者では２０％程度（5人に1人）であった。だからと言って、この錯視の見えと老化の間には関係があるとは言えない。現時点で言えることは、この錯視が見えない人は若年層から一定の割合で存在し、年齢が上がるとともにその割合は増加するが、高齢者でもこの錯視が見えない人は少数派のままにとどまる、という性質があるということである。また、この錯視が見えない人から、何らかの問題が報告されたことはないという事実も強調しておく必要がある。これに関連して、いわゆる色覚異常の方でこの錯視が見えない方が、色覚異常とこの錯視に何らかの関連性があるのではないかと示唆して下さったことがあったが、それはこの錯視が見えない人が年齢とともに増加することとは矛盾する（色覚異常は生得的な特性と考えられるので）。

評定値3は「よく動いて見える」、2は「動いて見える」、1は「わずかに動いて見える」、0は「動いて見えない」である。

この錯視が見えなかった方へ。個人差ですので、心配しないで下さい。錯視が見えた方がたぶん面白いのですが、仕方ないです。私にも、言われている通りに見えない錯視があります。どうぞ、他の見える錯視を楽しんで下さい。

　今回のデータに、全回のデータ（東京大学医学部の皆様）、全々回のデータ（静岡科学館る・く・るの来場者の皆様）、前々々回のデータ（「非線形数理東京フォーラム」の来場者の皆様）、前々々々回のデータ（立命館大学の情報処理心理学 I の受講生の皆様）、前々々々々回のデータ（仙台育英高校の皆様）、前々々々々々回のデータ（尼崎の高齢者の皆様）、前々々々々々々回のデータ（難波市民センターの皆様）、前々々々々々々々回のデータ（放送大学面接講義の皆様）を込みにすると、下図のようになった。若い人のデータで「よく動いて見える」と回答した人が多かったのと、高齢者に「動いて見えない」という回答が少なくなかったことから、「蛇の回転」錯視と年齢の相関係数は r = -.40 と絶対値がやや大きく、この相関は統計学的に有意（p < .01）であった。「若いとみんな見えて、トシを取ると見えなくなる」という関係にあるわけではないが、サンプル数が十分あると無視できない強さで逆相関が現れる（しかも、その年齢に関係した性質の強弱は生活の質にはまったく影響がない）。何を意味しているんだか・・・　少なくとも、通常想定される老化（調節力低下や白内障など）とは関係がない。

　立命館慶祥中学校1年生の皆様、ご協力ありがとうございました。また、『蛇の回転』の錯視が見えないと報告してくれた４名の皆様、模擬講義では肩身の狭い思いをさせて申し訳なかったですが、ありがとうございました。貴重なデータとなります。４名の皆様はこの錯視が見えなくておもしろくないとは思いますが、練習によって見えるようになることは多分ありませんし（輝度の高いディスプレーで見ると見えることがあるらしいですが）、この錯視が見えないことで何か不都合があるわけではありませんので、これからはどうぞ別の見える錯視を楽しんで下さい。 <2008年3月6日>

これなら見える？
（すべて正方形か長方形でできているが、カープが感じられる）　

「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。

「ぶどうの回転」

ぶどうのリングが回転して見える。

「左右に動く蛇」

蛇が左右に動いて見える。

「豆の回転」

豆のリングが回転して見える。

（北岡による勝手な）
最適化型フレーザーウィルコックス錯視の最新の分類

Type	Basic illusion that motion direction is from dark to light	Basic illusion that motion direction is from light to dark	Examples (click the thumbnail)
I
IIa
IIb
III
IV new!

(VSS DemoNight 2007)

参考　北岡明佳著　「だまされる視覚　錯視の楽しみ方」

拙著、錯視本「トリック・アイズ　メカニズム」もご参考に！

1. Fraser and Wilcox (1979)

Fraser, A. and Wilcox, K. J. (1979) Perception of illusory movement. Nature, 281, 565-566.

2. Faubert and Herbert (1999)

Faubert, J. and Herbert, A. M. (1999) The peripheral drift illusion: A motion illusion in the visual periphery. Perception, 28, 617-621.

3. Naor-Raz and Sekuler (2000)

Naor-Raz, G. and Sekuler, R. (2000) Perceptual dimorphism in visual motion from stationary patterns. Perception, 29, 325-335.

4. Kitaoka and Ashida (2003)

Kitaoka, A. and Ashida, H. (2003) Phenomenal characteristics of the peripheral drift illusion. VISION (Journal of the Vision Society of Japan), 15, 261-262

5. Following papers or articles

Kuriki, I., Ashida, H., Murakami, I. and Kitaoka, A. (forthcoming) Functional brain imaging of the Rotating Snakes illusion by fMRI. Journal of Vision, in press new!

Hisakata, R. and Murakami, I. (2008) The effects of eccentricity and retinal illuminance on the illusory motion seen in a stationary luminance gradient. Vision Research, 49, 1940-1948.

Chi, M-T., Lee, T-Y., Qu, Y., and Wong, T-T. (2008) Self-Animating Images: Illusory Motion Using Repeated Asymmetric Patterns. ACM Transaction on Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 2008), 27, No.3. SIGGRAPH2008 --- Authors' page --- PDF (SIGGRAPH)

Scientific American Reports Special Edition on Perception (2008).

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

Newton Press (Ed.), A. Kitaoka (Supervisor) (2007) Newton magazine book: Special issue "How is the brain deceived? Perfect demonstration of visual illusions" Tokyo: Newton Press (in Japanese; published in October 2007).

Ramachandran, V. S. and Rogers-Ramachandran, D. (2007) A Moving Experience: How the eyes can see movement where it does not exist. Scientific American Mind, February/March, 14-16.

Kitaoka, A. (2007) Phenomenal classification of the “optimized” Fraser-Wilcox illusion and the effect of color. Poster presentation in DemoNight, VSS2007, GWiz, Sarasota, Florida, USA, May 14, 2007.

Murakami, I., Kitaoka, A. and Ashida, H. (2006) A positive correlation between fixation instability and the strength of illusory motion in a static display. Vision Research, 46, 2421-2431. PDF request should be sent to Dr. Murakami

Kitaoka, A. (2006) Anomalous motion illusion and stereopsis. Journal of Three Dimensional Images (Japan), 20, 9-14. PDF (manuscript but the same as the printed one)

Kanazawa, S., Kitaoka, A. and Yamaguchi, M. K. (2006) Infants see the “Rotating Snake” illusion. Dorsal and ventral streams in the visual system (Talk): Monday, 21 August 2006; 12:00-12:30 (29th European Conference on Visual Perception, St-Petersburg, Russia, 20th-25th August, 2006) Abstract

Kitaoka, A., Ashida, H., and Murakami, I. (2005) Does the peripheral drift illusion generate illusory motion in depth? Journal of Three Dimensional Images (Tokyo), 19, 6-8. PDF (scanned copy) (poor quality) --- MS-Word file (manuscript, the same as the paper) (high quality)

Conway, R. B., Kitaoka, A., Yazdanbakhsh, A., Pack, C. C., and Livingstone, M. S. (2005) Neural basis for a powerful static motion illusion. Journal of Neuroscience, 25, 5651-5656. PDF request should be sent to Dr. Conway

Backus, B. T. and Oruç, I. (2005) Illusory motion from change over time in the response to contrast and luminance. Journal of Vision, 5, 1055-1069. http://journalofvision.org/5/11/10/

"Dark to light" (in gradation) might be stronger.

"Light to dark" might be stronger.

"Dark to light"

"Light to dark"

"Dark to light" and "light to dark" in cooperation

I propose an empirical observation that color might enhance the illusion in some conditions.

Observation 1. The illusion from dark to light is enhanced by red or blue.

Observation 2. The illusion from light to dark is enhanced by yellow or green.

Observation 3. The illusion from dark to light is enhanced by red or blue, while the illusion from light to dark is enhanced by yellow or green. Both illusions work additively.

「作者サイン入り蛇の回転」

ディスクが回転して見える。

この作品の高解像度ファイル（6724 x 4853, 53MB）（改変不可）

「蛇の回転」の高解像度ファイル → （9900 x 7425, 33MB）

「赤いだけの蛇の回転」

ディスクが一応回転して見える。

「蛇の回転・エコ」

ディスクが回転して見える。

謎の赤と紫特有の錯視

「後藤」

（後藤は漫画のキャラクター名です。文献）

図が回転・拡大して見える。

cf. Wezit

「ボケの拡大」

花が拡大して見える。

「オニシバリの実の回転」

オニシバリの実のリングが回転して見える。

「赤い円盤の回転」

赤い円盤が回転して見える。

配布したものはこちら →

色の錯視　（本日のメニュー）

1.　色の対比
2.　色の同化
3.　彩度対比
4.　ムンカー錯視
5.　色の土牢錯視
6.　遠隔色対比・遠隔色同化
7.　「第３の」強力な色相の錯視
8.　色のフィリング・イン
9.　図地分離による色の錯視
10.　色収差による錯視
11.　主観色
12.　色の残像

　１.　色の対比　(Color contrast)

色の対比

ある領域が別の色の領域で囲まれると、そこに囲んだ色の反対色が誘導される現象。灰色領域が青で囲まれると黄が誘導され（左図）、同じ灰色領域が黄で囲まれると青が誘導される（右図）。

「強化型色対比」

正方形の色は a = d と b = c のように見えるが、物理的な色は b = d である。

by Akiyoshi Kitaoka 2005 (May 27)

ただの色対比にあらず。上下の正方形を取ると、錯視量が減る（下図）。

Piersの論文¹⁾に刺激されて作成。

¹⁾Howe, P. D. L. (2005) White's effect: Removing the junctions but preserving the strength of the illusion. Perception, 34, 557 - 564.

もし先行研究で同じものがあるのを発見されましたら、ご一報下さい。直ちに修正します。　北岡にメールする

栗木一郎先生のデモ　　元のページ（NTT CS基礎研究所）　　そのコピー（アクセスできない場合に使用）　

最初に作った作品「ドラゴン」・・・錯視量が少ない↓

左の大きい正方形の中心の小さい正方形は緑色に見えるが、下の列の左の黒（r = 50, g = 50, b = 50）と同じである。一方、右の大きい正方形の中心の小さい正方形は紫色に見えるが、下の列の右の灰色（r = 80, g = 80, b = 80）と同じである。

「緑のタヌキ」と「ピンクの正方形」・・・色の恒常性の一種？色の対比の一種？

中央の灰色が緑に見える。こういう深い緑はモニターでは出せないはずだったのだが・・・

中心の小さい正方形はピンクに見えるが、実際には灰色（のグラデーション）である。

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.

第３法則には否定的見解が出ている。

Kinney, J. A. S. (1962) Factors affecting induced colors. Vision Research, 2, 503-525.

Oyama, T. and Hsia, Y. (1966) Compensatory hue shift in simultaneous color contrast as a function of separation between inducing and test fields. Journal of Experimental Psychology, 71, 405-413.

しかし、

「入学式」

灰色で描いたサクラの花びらに、色が付いて見える。

図にカーソルを載せると、花びらは灰色であることがわかる。

「急速色対比」

シアン色（水色）の正方形内の円が赤味を帯びて見えるが、それは右の円の輝度と同じ灰色である。

「遅延色対比」

しばらく眺めていると、マゼンタ色の正方形内の円が緑味がかって見えてくるが、それは右の円の輝度と同じ灰色である。

「遅延色対比２」

しばらく眺めていると、物理的には灰色の円が緑味がかって見えてくる。

「青い錯視環」

この画像は彩度と明度の異なる赤だけで描かれているが、青い環が描かれているように見える。

色の対比？　色の恒常性？　ヘルソン・ジャッド効果？　ランドの二色法？　ゲーテの色影現象？

　２.　色の同化　(Color assimilation)

色の同化
（視覚の実験的研究でよく出てくるタイプ）

ある領域に、色の付いた細い線が乗ると、その色味が誘導されて見える現象。赤い領域に青線を乗せると赤紫に見え（左図）、同じ赤の領域に黄線を乗せるとオレンジ色に見える（右図）。

色の同化
（デザインの教科書等によく見かけるタイプ）

等間隔で細い縞模様を描くと、隣合った色相が誘導される。左の赤は青みがかって見え、右の赤は黄みがかかって見える。

「顔色がよくなる錯視」

顔色がよくなった。

　３.　彩度対比　(Saturation contrast?)

彩度対比

彩度（色の鮮やかさ）の高い色に囲まれた領域の彩度は低く見え（左図）、彩度の低い色の囲まれた領域の彩度は高く見える（右図）。

「絆創膏」

絆創膏（バンドエイドあるいはカットバン）の真ん中の正方形は左右とも同じ色であるが、左の方が鮮やかに見える。

彩度対比はヘルソン・ジャッド効果（Helson-Judd effect）と関係あり？

Helson, H. (1938) Fundamental problems in color vision. I. The principle governing changes in hue, saturation, and lightness of non-selective samples in chromatic illumination. Journal of Experimental Psychology, 23, 439-476.

左上5列の「灰色」と右下5列の「赤」は物理的には同じであり、右上5列の「灰色」と左下5列の「緑」は物理的には同じである。

左上5列の「灰色」と右下5列の「青」は物理的には同じであり、右上5列の「灰色」と左下5列の「黄」は物理的には同じである。

酒井香澄（「Landの二色法による色再現とBelseyの仮説検証」立命館大学文学部哲学科心理学専攻2002年度卒業論文）の発見をベースにしている。

「あじさい」

斜めに並んだ3個同士は同じ色であるが、右の方が赤味が多く見える。

　４.　ムンカー錯視 (Munker illusion)

ムンカー錯視

黄と青の縞の青部分に赤を乗せるとオレンジ色に見え、黄部分に赤を乗せると赤紫がかって見える。緑を乗せるとそれぞれ黄緑と青緑に見える。高空間周波数図形で錯視量が多い。

Munker, H. (1970) Farbige Gitter, Abbildung auf der Netzhaut und übertragungstheoretische Beschreibung der Farbwahrnehmung. München: Habilitationsschrift.

ムンカー錯視のページ

cf. ホワイト効果

White, M. (1979) A new effect on perceived lightness. Perception, 8, 413-416.

ムンカー錯視を用いた作品「赤の渦巻き」↓

赤紫がかった赤い螺旋とオレンジ色がっかった赤い螺旋があるように見えるが、どちらも同じ赤である。

ムンカー錯視を用いた作品「緑の渦巻き」↓

黄緑の螺旋と青緑の螺旋があるように見えるが、どちらも同じ緑である。

ムンカー錯視を用いた作品「水色と黄緑の渦巻き」↓

水色の螺旋と黄緑の螺旋があるように見えるが、どちらも同じ色（r = 0, g = 255, b = 150）である。この色の錯視はモニエ・シェベル錯視に近いと思うが、彼らの理論には合わないのかもしれない。

ムンカー錯視を用いた作品「レモン色の渦巻きとクリーム色の渦巻き」・・・被誘導領域は2つの誘導領域の明るさの中間になくてもよい↓

「レモン色の渦巻きとクリーム色の渦巻き」

渦巻きにはレモン色のとクリーム色のと２種類あるように見えるが、どちらも同じ黄色（R255, G255, B0）である。

「青と黄の渦巻き・昼と夜」

左の青と黄の渦巻きは鮮やかに見えるが、右のはダルに（鮮やかさが少なく）見える。

「武田信玄」

薄い黄色と濃い青色の渦巻きがあるように見えるが、左半分は白（R=255, G=255, B=255）と黒（R=0, G=0, B=0）であるのに対し、右半分は黄（R=255, G=255, B=0）と青（R=0, G=0, B=255）である。

「風林火山」

「武田信玄」の白黒黄青と同じであるが、この図では違いがはっきりわかる。

「小家族」

左の鳩も右の鳩も同じ色なのだが、左の方は黄味がかって見える。

　５.　色の土牢錯視　(Chromatic dungeon illusion)

「犬」

赤い犬は2種類、緑の犬も2種類いるように見えるが、それぞれ同じ赤と緑である。色の土牢錯視である。
別バージョン別バージョン2

土牢錯視（dungeon illusion）（Bressan, 2001）とは？

左の「牢屋」の灰色のダイヤモンド形は右のよりも明るく見えるが、物理的には同じ明るさである。

Bressan, P. (2001) Explaining lightness illusions. Perception, 30, 1031-1046.

色の土牢錯視とは？

左の「牢屋」のダイヤモンド形はオレンジ色に、右のは少し紫がかった赤に見えるが、物理的には同じ色である。

引用文献は調査中（ないかもしれない）

色の土牢錯視は雰囲気はムンカー錯視だが、普通に色の同化で説明することも可能だし、ゲシュタルト要因を考えて色の対比というのもあるのかもしれない。

次の犬年は11年後か・・・