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用 Manim 重现有趣的知觉错觉

news 2026/6/7 2:06:48

1. 静态的欺骗

这三种错觉不需要动画，仅仅通过静态的排列和色彩对比，就能欺骗我们的大脑。

1.1. 彩纸屑错觉

这是David Novick创作的Munker错觉的变体。

下面图中所有的圆圈颜色完全相同，唯一不同的是围绕它们的线条颜色。

这个错觉生动地证明：我们并非直接感知物体在现实中的颜色。相反，知觉系统会根据物体周围的环境，做出一个有根据的"猜测"。

1.2. 米饭波浪错觉

这看起来像是一个动态GIF，但其实不是。所有的"运动"都发生在你的大脑中。

它的作者：Akiyoshi Kitaoka。

黄色斑块的阴影和排列顺序会触发大脑的运动感知区域，从而在一个实际静止的图像中产生运动的知觉。有趣的是，大约5%的人似乎对这个错觉"免疫"。

1.3. 倾斜道路错觉

这看起来像是从不同角度拍摄的同一道路的两张照片。但实际上，这只是同一张照片复制了两次。

显然，视觉系统将这张图像当作两张独立道路的照片来处理。在二维图像中，两条道路的轮廓是相互平行的。

如果现实世界中的两条道路在图像中呈现这种效果，那么它们在现实中必须是强烈地向外倾斜的。因此，视觉系统便做出了这样的推断。

2. 动态的魔法

接下来，我们使用Manim来制作后两种动态错觉。

2.1. 动态艾宾浩斯错觉

图中的橙色圆圈实际上并没有改变大小。

与颜色和明度一样，我们并非直接感知物体的大小。知觉系统会根据感官数据中的线索（包括附近其他物体的相对大小）来推断物体的尺寸。

Manim代码：

from manim import * config.background_color = WHITE class DynamicEbbinghaus(Scene): def construct(self): # 中心圆圈（实际大小不变） center_circle = Circle(radius=0.3, color=ORANGE, fill_opacity=1) center_circle.set_stroke(width=0) center_circle.move_to(LEFT * 2 + UP * 2) center_circle2 = center_circle.copy() center_circle2.move_to(ORIGIN) # 周围圆圈 surrounding_circles = VGroup() surrounding_circles2 = VGroup() num_circles = 6 radius = 0.1 distance = 0.4 radius2 = 0.7 distance2 = 1.5 for i in range(num_circles): angle = i * (360 / num_circles) * DEGREES circle = Circle(radius=radius, color=PURE_BLUE, fill_opacity=1) circle.set_stroke(width=0) circle.move_to( center_circle.get_center() + distance * np.array([np.cos(angle), np.sin(angle), 0]) ) surrounding_circles.add(circle) circle2 = Circle(radius=radius2, color=PURE_BLUE, fill_opacity=1) circle2.set_stroke(width=0) circle2.move_to( center_circle2.get_center() + distance2 * np.array([np.cos(angle), np.sin(angle), 0]) ) surrounding_circles2.add(circle2) self.add(center_circle, surrounding_circles) self.wait(0.5) a_group = VGroup(center_circle, surrounding_circles) a_group2 = a_group.copy() b_group = VGroup(center_circle2, surrounding_circles2) # 正常移动 self.play(a_group.animate.move_to(b_group.get_center()), run_time=2) self.play(a_group.animate.move_to(a_group2.get_center()), run_time=2) self.wait(1) # 放大蓝色小圆 # 动画：周围圆圈变大，使中心圆圈看起来变小 self.play( ReplacementTransform(a_group, b_group), run_time=2, ) # 动画：周围圆圈变小，使中心圆圈看起来变大 self.play( ReplacementTransform(b_group, a_group2), run_time=2, ) self.wait(1)

2.2. 动态穆勒-莱尔错觉

这是我见过最棒的错觉之一。蓝色和红色的线条长度完全相同；没有任何线条在移动或改变大小，它们都处于同一水平线上。只有两端的箭头在移动。

这个错觉是经典"穆勒-莱尔错觉"的新变体。关于它的原理有许多理论，但没有人能100%确定。甚至还存在争议：这种错觉是适用于全人类，还是某种特定文化下的现象？

Manim代码：

from manim import * import numpy as np config.background_color = WHITE class DynamicMullerLyer(Scene): def construct(self): self.vertexes = [] count = 11 # 所有线都一样长，蓝色和红色的线段也是一样长。 lines = self.create_lines(count) self.play(Create(lines)) self.wait(1) self.clear() wings = self.create_wings(self.vertexes) self.add(*wings) self.rotate_wings( wings, self.vertexes, list(np.random.uniform(0.5, 1.5, len(wings))), repeat=4, ) self.wait(1) # 放在一起 self.add(lines) self.rotate_wings( wings, self.vertexes, list(np.random.uniform(0.5, 1.5, len(wings))), repeat=8, ) self.wait(0.5) def create_lines(self, count=11, interval=0.4) -> VGroup: l_group = VGroup() for i in range(count // 2 + 1): vertical_l_group = VGroup() vertical_l_group.add( Line(UP * 2.5, UP * 1.5, stroke_width=2, color=PURE_BLUE) ) vertical_l_group.add( Line(UP * 1.5, UP * 0.5, stroke_width=2, color=PURE_RED) ) vertical_l_group.add( Line(UP * 0.5, DOWN * 0.5, stroke_width=2, color=PURE_BLUE) ) vertical_l_group.add( Line(DOWN * 0.5, DOWN * 1.5, stroke_width=2, color=PURE_RED) ) vertical_l_group.add( Line(DOWN * 1.5, DOWN * 2.5, stroke_width=2, color=PURE_BLUE) ) vertical_l_group.shift(LEFT * i * interval) self.vertexes.append(UP * 2.5 + LEFT * i * interval) self.vertexes.append(UP * 1.5 + LEFT * i * interval) self.vertexes.append(UP * 0.5 + LEFT * i * interval) self.vertexes.append(DOWN * 0.5 + LEFT * i * interval) self.vertexes.append(DOWN * 1.5 + LEFT * i * interval) self.vertexes.append(DOWN * 2.5 + LEFT * i * interval) l_group.add(vertical_l_group) for i in range(1, count // 2 + 1): vertical_l_group = VGroup() vertical_l_group.add( Line(UP * 2.5, UP * 1.5, stroke_width=2, color=PURE_BLUE) ) vertical_l_group.add( Line(UP * 1.5, UP * 0.5, stroke_width=2, color=PURE_RED) ) vertical_l_group.add( Line(UP * 0.5, DOWN * 0.5, stroke_width=2, color=PURE_BLUE) ) vertical_l_group.add( Line(DOWN * 0.5, DOWN * 1.5, stroke_width=2, color=PURE_RED) ) vertical_l_group.add( Line(DOWN * 1.5, DOWN * 2.5, stroke_width=2, color=PURE_BLUE) ) vertical_l_group.shift(RIGHT * i * interval) self.vertexes.append(UP * 2.5 + RIGHT * i * interval) self.vertexes.append(UP * 1.5 + RIGHT * i * interval) self.vertexes.append(UP * 0.5 + RIGHT * i * interval) self.vertexes.append(DOWN * 0.5 + RIGHT * i * interval) self.vertexes.append(DOWN * 1.5 + RIGHT * i * interval) self.vertexes.append(DOWN * 2.5 + RIGHT * i * interval) l_group.add(vertical_l_group) return l_group def create_wings(self, vertexes, wing_radio=0.1): groups = [] # 创建两条线，呈V字形 for vertex in vertexes: left_line = Line( vertex, vertex + (UP + LEFT) * wing_radio, stroke_width=2, color=BLACK ) right_line = Line( vertex, vertex + (UP + RIGHT) * wing_radio, stroke_width=2, color=BLACK ) groups.append(VGroup(left_line, right_line)) return groups def rotate_wings(self, wings, vertexes, run_times, repeat=4): anims = [] for i in range(len(wings)): ag1 = AnimationGroup( Rotate( wings[i][0], angle=90 * DEGREES, about_point=vertexes[i] ).set_run_time(run_times[i]), Rotate( wings[i][1], angle=-90 * DEGREES, about_point=vertexes[i] ).set_run_time(run_times[i]), ) ag2 = AnimationGroup( Rotate( wings[i][0], angle=-90 * DEGREES, about_point=vertexes[i] ).set_run_time(run_times[i]), Rotate( wings[i][1], angle=90 * DEGREES, about_point=vertexes[i] ).set_run_time(run_times[i]), ) anim = Succession([ag1, ag2] * repeat) anims.append(anim) self.play( AnimationGroup(*anims), run_time=max(run_times) * repeat, )