王英鴻 陳霄龍 邢沖
摘 要 視錯(cuò)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(duì)顏色視錯(cuò)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(cuò)覺展品稀缺這樣一種現(xiàn)象,我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了這樣一種顏色視錯(cuò)覺展品,用來科普顏色視錯(cuò)覺這樣一種科學(xué)現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞 視錯(cuò)覺;顏色;空間距離
中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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(shí)會(huì)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(cuò)覺。視錯(cuò)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(cuò)覺的種類有很多,比如黑白色調(diào)的視錯(cuò)覺、顏色視錯(cuò)覺、運(yùn)動(dòng)視錯(cuò)覺、幾何視錯(cuò)覺等[1-2]。我國大多數(shù)科技館所展出的視錯(cuò)覺都是一些比較經(jīng)典的視錯(cuò)覺現(xiàn)象,比如繆勒—萊爾錯(cuò)覺、艾賓浩斯錯(cuò)覺、龐佐錯(cuò)覺等 [3]。這些經(jīng)典的視錯(cuò)覺皆不屬于顏色視錯(cuò)覺,現(xiàn)階段我國大多數(shù)科技館針對(duì)顏色視錯(cuò)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(cuò)覺的種類有很多,一方面很多顏色視錯(cuò)覺的現(xiàn)象原因還不是很清楚[4]。
1 顏色視錯(cuò)覺
1.1 顏色視錯(cuò)覺影響因素
人眼對(duì)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(cuò)覺展品狀態(tài)
顏色視錯(cuò)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(cuò)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(shí)間少;還有一類是展現(xiàn)經(jīng)典的顏色錯(cuò)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(duì)人眼對(duì)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(dòng)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(dòng),如遇科普進(jìn)校園等活動(dòng)時(shí),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(duì)顏色分辨的影響因素[6]。
2 顏色視錯(cuò)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(dòng)方式,參觀者轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)人眼識(shí)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(shí)別兩相近顏色,直觀認(rèn)為是同一種顏色的視錯(cuò)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(shí)為科技館、可移動(dòng)式科普大篷車提供一種具有趣味性、互動(dòng)性、科學(xué)性強(qiáng),使用方便,便于移動(dòng),成本低廉的顏色視錯(cuò)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(tái)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(dòng)轉(zhuǎn)盤可同時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng),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(tái)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(dòng)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(tái)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(cuò)覺展品的互動(dòng)方式
展品由1位參觀者自行操作,可多人同時(shí)觀看,最佳觀看視角為展品正上方。參觀者轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí),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(shí)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(shí),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(shí)別認(rèn)為左右兩側(cè)色塊顏色一致。
3 顏色視錯(cuò)覺展品的優(yōu)缺點(diǎn)及優(yōu)化方法
3.1 顏色視錯(cuò)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(cuò)覺展品的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面:1)展品中所科普的“空間距離”對(duì)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(dòng)方式簡(jiǎn)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(duì)容易;4)展品長寬可隨意變動(dòng),只要滿足基本互動(dòng)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(dòng)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(huì)給參觀者帶來更深入的互動(dòng)體驗(yàn)。
3.2 顏色視錯(cuò)覺展品的優(yōu)化方法
現(xiàn)有的顏色視錯(cuò)覺展品缺少使參觀者更深入互動(dòng)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(dòng)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(hào)。當(dāng)參觀者固定一側(cè)轉(zhuǎn)筒不動(dòng),旋轉(zhuǎn)另一側(cè)轉(zhuǎn)筒時(shí),對(duì)比觀察兩者的顏色變化,當(dāng)下拉解密擋板時(shí),下方將顯示出每個(gè)顏色塊上的編號(hào),通過編號(hào)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(cuò)覺展品的設(shè)計(jì)與制作,填補(bǔ)我國現(xiàn)有視錯(cuò)覺展品中由“空間距離”這一因素所造成的顏色視錯(cuò)覺的空白,無論在展品的設(shè)計(jì)制作上,還是互動(dòng)方式上,都是一次很好的創(chuàng)新。這件顏色視錯(cuò)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)
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