王英鴻 陳霄龍 邢沖

摘 要 視錯覺這一神奇的現(xiàn)象，在我國眾多科技館中，一直是不可或缺的一部分?，F(xiàn)階段我國大多數(shù)科技館針對顏色視錯覺現(xiàn)象的展品種類及數(shù)量還是有限的，為解決顏色視錯覺展品稀缺這樣一種現(xiàn)象，我們設(shè)計(jì)并制作了這樣一種顏色視錯覺展品，用來科普顏色視錯覺這樣一種科學(xué)現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞 視錯覺；顏色；空間距離

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）235-0161-02

人們眼中真實(shí)看到的影像，經(jīng)大腦神經(jīng)細(xì)胞作用后，有時會產(chǎn)生與真實(shí)影像不同的假象，這種假象亦是我們常常提到的視錯覺。視錯覺這一神奇的現(xiàn)象，在我國眾多科技館中，一直是不可或缺的一部分。視錯覺的種類有很多，比如黑白色調(diào)的視錯覺、顏色視錯覺、運(yùn)動視錯覺、幾何視錯覺等[1-2]。我國大多數(shù)科技館所展出的視錯覺都是一些比較經(jīng)典的視錯覺現(xiàn)象，比如繆勒—萊爾錯覺、艾賓浩斯錯覺、龐佐錯覺等 [3]。這些經(jīng)典的視錯覺皆不屬于顏色視錯覺，現(xiàn)階段我國大多數(shù)科技館針對顏色視錯覺現(xiàn)象的展品種類及數(shù)量還是有限的，這主要是由于，一方面顏色視錯覺的種類有很多，一方面很多顏色視錯覺的現(xiàn)象原因還不是很清楚[4]。

1 顏色視錯覺

1.1 顏色視錯覺影響因素

人眼對顏色的分辨由于受生理因素和環(huán)境因素所影響。其中，生理因素是由于先天基因的不足，導(dǎo)致人眼不能準(zhǔn)確的分辨顏色，如色盲、色弱。環(huán)境因素有很多影響因素，比如：1）亮度，在白天光照充足，亮度足夠的條件下，人眼可以分辨出顏色的不同；但在夜晚，沒有光照，且亮度不足的條件下，人眼則不能分辨顏色，所見到的物體皆為黑白兩色。2）空間距離，極為相近的兩種顏色，若其空間距離較遠(yuǎn)，人眼很難分辨出它們的不同；若其空間距離較近，則很容易分辨。

1.2 現(xiàn)階段科技館顏色視錯覺展品狀態(tài)

顏色視錯覺的部分現(xiàn)象已做成展品在我國大多數(shù)科技館中展出。但是，就“空間距離”這一因素所引起的視錯覺現(xiàn)象在我國科技館中還未見?，F(xiàn)有科技館的此類科普展品一般有三類展項(xiàng)形式，一類是讓觀眾透過不同顏色的光學(xué)透鏡，體驗(yàn)色盲及色弱患者眼中的光學(xué)世界；一類是讓觀眾在電腦屏幕上找相近顏色的色塊，看誰找的準(zhǔn)，誰用的時間少；還有一類是展現(xiàn)經(jīng)典的顏色錯覺現(xiàn)象，比如“消失的顏色”這一系列展品[5]。這三類科普展品的展項(xiàng)形式只針對人眼對顏色分辨的影響因素中的一部分進(jìn)行了說明，涵蓋范圍不全面，且更多的是讓觀眾體驗(yàn)效果，并沒有真正的在互動中學(xué)習(xí)到其科學(xué)道理；部分科技館的此類科普展品碩大笨重，不易移動，如遇科普進(jìn)校園等活動時，此展品因體積受到了限制；還有少部分科技館僅通過文字、圖片的方式向公眾介紹人眼對顏色分辨的影響因素[6]。

2 顏色視錯覺展品設(shè)計(jì)與制作

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

通過實(shí)物互動方式，參觀者轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，觀察相近色塊顏色在有無遮擋條件下的變化，了解“空間距離”對人眼識別相近顏色的影響。向參觀者展示了在存在空間距離的條件下，人眼無法直接識別兩相近顏色，直觀認(rèn)為是同一種顏色的視錯覺現(xiàn)象，使參觀者體驗(yàn)到眼見不一定為實(shí)的切身感受，同時為科技館、可移動式科普大篷車提供一種具有趣味性、互動性、科學(xué)性強(qiáng)，使用方便，便于移動，成本低廉的顏色視錯覺展品。

2.2 創(chuàng)新點(diǎn)

本展品通過機(jī)械模擬的形式，將“空間距離”的存在，是造成人眼分辨相近顏色的能力下降的因素，這一科學(xué)原理展現(xiàn)出來。

2.3 展品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

展品的外形結(jié)構(gòu)主要分為主體和展臺兩大部分，如圖1所示。其主要部件為：轉(zhuǎn)筒、檔條、轉(zhuǎn)盤、保護(hù)罩、限位器。主體的造型為圓筒結(jié)構(gòu)，由共軸的轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)筒組成，轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)筒中心用轉(zhuǎn)軸相連接，且連接處套有高速軸承，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤可同時帶動轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)筒上方有半圓形保護(hù)罩；展品的主體結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌入展臺上表面，嵌入深度為圓筒的一半；遮擋條為黑色，縱向粘貼在保護(hù)罩中間；轉(zhuǎn)筒表面貼有相近顏色色塊圖，其顏色取色于標(biāo)準(zhǔn)色卡上連續(xù)的4種相近顏色；限位器結(jié)構(gòu)組成為凹槽圓盤、限位擋片及彈簧，內(nèi)嵌于轉(zhuǎn)筒蓋上，起到限制色塊位置的作用。展品的主體為直徑300mm、長400mm的圓筒，展品全高約960mm。

2.4 展品制作

此展品的設(shè)計(jì)之初，考慮到它所應(yīng)用的地方不局限于固定的展廳位置，可隨大篷車或移動科技館外出巡展。所以，展品主體采用亞克力材料制作，這種材料的優(yōu)點(diǎn)在于重量輕，容易制成各種形狀，透明，耐磨，好加工制作。展臺的材料為玻璃鋼材料，結(jié)實(shí)耐用，穩(wěn)定性好，表面可噴涂各大科技館所適用的顏色。限位器中的凹槽圓盤與限位擋片采用透明亞克力制成，彈簧采用不銹鋼材質(zhì)，線徑1mm，外徑5mm，長度50mm。

2.5 顏色視錯覺展品的互動方式

展品由1位參觀者自行操作，可多人同時觀看，最佳觀看視角為展品正上方。參觀者轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，觀察轉(zhuǎn)筒上的色塊顏色變化。當(dāng)兩色塊相連接處離開遮擋條的位置時，即在沒有遮擋條的隔離下，色塊間不存在空間距離，參觀者識別色塊顏色，可直接判別出不同色塊上的相近顏色。當(dāng)兩色塊的連接處恰好被遮擋條擋住時，即在有遮擋條的隔離下，使左右兩側(cè)色塊間產(chǎn)生了空間距離，參觀者人眼識別認(rèn)為左右兩側(cè)色塊顏色一致。

3 顏色視錯覺展品的優(yōu)缺點(diǎn)及優(yōu)化方法

3.1 顏色視錯覺展品的優(yōu)缺點(diǎn)

任何一種科普展品的設(shè)計(jì)、制作與使用都存在優(yōu)缺點(diǎn)。此顏色視錯覺展品的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個方面：1）展品中所科普的“空間距離”對人眼分辨相近顏色這一影響因素是第一次提出并設(shè)計(jì)制成實(shí)物展品展示；2）展品互動方式簡單易操作，展示現(xiàn)象清晰、科學(xué)原理易懂；3）展品所采用的亞克力材料，成本較低、體積較輕、且材料易于獲取，制作工藝相對容易；4）展品長寬可隨意變動，只要滿足基本互動操作即可，適用于任何科技館的位置擺放，也適應(yīng)于制成移動科技館及科普大篷車中所需的展品，易于搬運(yùn)攜帶。其缺點(diǎn)主要在于，設(shè)計(jì)之初缺少了解密環(huán)節(jié)，如果加入解密不同顏色的環(huán)節(jié)，將會給參觀者帶來更深入的互動體驗(yàn)。

3.2 顏色視錯覺展品的優(yōu)化方法

現(xiàn)有的顏色視錯覺展品缺少使參觀者更深入互動體驗(yàn)的解密環(huán)節(jié)，在此展品的未來設(shè)計(jì)中，預(yù)計(jì)采用雙轉(zhuǎn)筒共軸結(jié)構(gòu)，并加入可滑動的解密擋板，如圖2所示；展品兩轉(zhuǎn)筒表面貼有相同的相近顏色色塊，且每塊色塊上標(biāo)有數(shù)字標(biāo)號。當(dāng)參觀者固定一側(cè)轉(zhuǎn)筒不動，旋轉(zhuǎn)另一側(cè)轉(zhuǎn)筒時，對比觀察兩者的顏色變化，當(dāng)下拉解密擋板時，下方將顯示出每個顏色塊上的編號，通過編號的提示，參觀者可區(qū)分這兩種色塊顏色的區(qū)別。參觀者亦可單獨(dú)旋轉(zhuǎn)任意單側(cè)轉(zhuǎn)筒，觀察單側(cè)轉(zhuǎn)筒上面的色塊顏色，在沒有遮擋的情況下，可以輕松的區(qū)分相近顏色。相信這樣一種更深入的設(shè)計(jì)，可以帶來更好的科普效果。

4 結(jié)論

一種顏色視錯覺展品的設(shè)計(jì)與制作，填補(bǔ)我國現(xiàn)有視錯覺展品中由“空間距離”這一因素所造成的顏色視錯覺的空白，無論在展品的設(shè)計(jì)制作上，還是互動方式上，都是一次很好的創(chuàng)新。這件顏色視錯覺展品現(xiàn)已在長春中國光學(xué)科學(xué)技術(shù)館展出，并收到很好的科普效果。

參考文獻(xiàn)

[1] NIERENBERG，CARI.”O(jiān)ptical Illusions：When Your Brain Cant Believe Your Eyes”.ABC News.Retrieved 13 July 2018.

[2] David Eagleman（April 2012）.Incogito： The Secret Lives of the Brain. Vintage Books.pp.33-. ISBN 978-0-307-38992-3 Archived from the original on 12 October 2013. Retrieved 14 August 2013.

[3]張莉梅.視錯覺中的認(rèn)知錯覺探究[J].西部皮革，2018（24）：140-141.

[4]李鵬.視錯覺藝術(shù)在科技館展示中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2018（5）：15.

[5]毛紅瑋.科技館科普功能之我見[J].經(jīng)驗(yàn)交流，2015（21）：245.

[6]高月.科技館光學(xué)展品研究[J].科技創(chuàng)新，2017（10）：3.