23、计算机辅助创建不可能物体与不可能运动

计算机辅助创建不可能物体与不可能运动

1. 引言

视错觉是视觉心理学中极为有趣的研究课题，已得到广泛研究。不过，视错觉类型多样，统一研究颇具难度，通常对每种类型单独开展研究。其中，“不可能物体图片”这类视错觉较为特殊，它与三维结构相关，而其他视错觉主要涉及二维结构。

当我们看到不可能物体的图片时，会对三维物体结构有所感知，但同时又觉得这些物体在三维空间中无法实现。像1958年发现的彭罗斯三角形，就是经典的不可能物体例子。

除了视觉心理学领域，不可能物体也从数学角度得到研究。霍夫曼是先驱之一，他从计算机对线图的解释角度对不可能物体进行了描述。克洛斯也以不同方式提出了类似观点。考恩和特鲁安对一类拓扑上与环面等价的不可能物体进行了描述。德雷珀通过梯度空间研究不可能物体的图片。杉原根据其对线图的解释算法对不可能物体的图片进行了分类。

艺术家也将不可能物体用作艺术创作素材。例如，荷兰艺术家M. C. 埃舍尔在作品《上升与下降》中绘制的无尽楼梯循环。还有安野光雅的绘画、桑德罗·德尔·普雷特的绘图等。

此前也发现了一些将不可能物体转化为实际三维结构的技巧。一是对看似平面的面使用曲面，如马蒂厄·哈梅克斯用此技巧生成了彭罗斯三角形；二是在深度上制造隐藏间隙，如福田繁雄用该技巧制作了埃舍尔《瀑布》的实体模型。

实际上，即使不采用这些技巧，一些“不可能”物体也能实现为三维实体。也就是说，在面由平面（非曲面）多边形构成，且物体各部分在图片平面中看起来相连时实际也相连的条件下，“不可能”物体也能被实现。同时，利用同样的技巧还能产生一类新的视错觉——“不可能”物理运动。基本思路是选择常见物体的图片，重构出形状与原物体不同的实体模型。这些模型形状虽不