文/ @东华君
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前言：上一篇《大小恒常视错觉》中我们简单聊了大小恒常错觉的原理，这次聊一下它的一个有趣的应用：艾姆斯小屋。
相信大家有在网上看到不少类似题图中这样的“大小失常”的图片。这其实是一个非常有趣的视错觉现象，被称为艾姆斯小屋（Ames room）错觉。这种视错觉的产生需要一个特殊的“视觉变形小屋”。这间奇妙小屋是由美国眼科医生Adelbert Ames于1934年发明的。在这个房间中，若两个身高一样的人站在房间的左边和右边，会产生高度差距明显的错觉。
艾姆斯小屋因为其效果显著，能亲身体验等原因而著名。那么它的背后是什么原理呢？其实，艾姆斯小屋是大小恒常视错觉的应用之一，只不过相对较为复杂罢了。图1展示的就是一种常见的大小恒常错觉，想必很多人都在现实生活中拍摄过类似的照片。这类照片背后的主要原理是通过造成对视觉深度的错觉，进而导致大脑对物体的大小进行误判。
图1. 简单的大小恒常视错觉图。
同样的，艾姆斯小屋背后的主要原理也是如此。人从前面看这间屋子可能觉得是立方体状，有背壁和两面平行的侧墙。其实这间屋子是梯形的，倘若一人站在屋子左墙角，而另一人站在对面的墙角，他们看似很近，中间却隔着很远的距离。人从屋子后面的一侧走向另一侧时，会有身材不断缩小或增大的视觉错觉（图2左）。这就是这间小屋的奥秘所在。
图2. 艾姆斯小屋的原理：基于我们对房间的知识，我们预期后墙应该平行于前墙，且天花板等高。我们的知觉系统认为屋中的两人据我们同样远，因此认为近处的人是巨人。
造成艾姆斯小屋的原因是由于屋内的背景给我们提供了错误的景深尺度，从而使人产生错觉。事实上，后面的墙并没有与观察者平行，而是斜的等腰梯形，它从右墙角向左墙角斜着延伸过去（图2右）。设计者通常会通过一些特殊的手段来掩饰这种倾斜。比如，他们会在小屋内铺上“方格形”地板砖，在后面的墙壁上放置“圆形”的时钟和矩形的壁柜。正是这些我们在平常生活中习以为常的事物（大小恒常性），使得整个小屋看起来像一个普通的房间，进而误导观察者对距离的判断。而事实上，这些地板砖和壁柜的形状其实是梯形，只是看起来像矩形吧（图3）。当然，人也不是一大一小，而是一远一近而已。
图3. 设计者们通过刻意塑造的生物中常见的规则形状的物品，进而误导观察者对距离的判断。
艾姆斯小屋是属于“大小恒常错觉”的应用，之前经常被用到摄影与影视作品中，尤其是小人或巨人一类的电影中（比如指环王中的霍比特人），不过现在已被数码技术代替。
图4.动态展示艾姆斯小屋的效果
这种视错觉被很多影视作品所应用，比较有趣的是，国漫良心《秦时明月》还曾经煞有介事的介绍了这一视错觉，还将其设定成为阴阳家秘术“阴阳术”第二层：幻境诀。看来该剧的编剧们为了拍动画也是蛮拼的，还自学了不少认知神经科学的知识。具体可参见《秦时明月·君临天下》之《妙法阴阳》。
图5. 阴阳术第二层：幻境诀——是人产生了变化还是人产生了幻觉？眼睛有时会欺骗主人，所见岂是真，幻境亦非虚。
【互动环节】
国内外有不少视觉艺术体验馆内设有艾姆斯小屋。大家如果体验过的话，可以在评论区留言告知场馆名称，我会附录在文末，让更多人知道。
@王赟 Maigo： 我去过首尔的Trick Eye艺术馆，以及它在新加坡的山寨版
参考资料：
1. Gazzaniga, M.S., R. Ivry, and G. Mangun, Cognitive Neuroscience, New York: W. W. 2002, Norton & Company.
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