地平線效應的持久欺騙力:即使是專業知識也無法克服視覺偏見
事實證明,第一次世界大戰中,眩目偽裝並不是敵方潛艇被誤導的主要原因,而是一種名為「地平線效應」的自然視覺錯覺。阿斯頓大學的科學家重新審視了一項百年前的實驗,發現感知,而不是油漆,在這種混亂中發揮了最大的作用。

1918 年11 月左右,美國海軍西馬霍默特號在港口停靠。該艦採用炫目迷彩,使其船頭的外觀變形。來源:海軍歷史與遺產司令部
第一次世界大戰期間,軍艦被塗上幾何「炫目」迷彩,以迷惑敵方觀察員對其速度和方向產生混淆。
研究人員蒂莫西·米斯(Timothy Meese) 和薩曼莎·斯特朗(Samantha Strong) 重新分析了1919 年的數據集,發現一種被稱為“地平線效應”的視覺錯覺實際上更能造成混亂。
地平線效應是指遠處的船隻看起來沿著地平線移動,即使它是以一定角度行駛,也會導致觀察者錯誤判斷其真實航線。
使用現代工具重新審視炫目偽裝
阿斯頓大學研究人員蒂姆·米斯教授和薩曼莎·斯特朗博士進行了一項新分析,重新審視了有關第一次世界大戰期間戰艦上使用的“眩目”偽裝效果的105 年前的數據。他們的研究結果表明,雖然眩目偽裝有一定效果,但另一種視覺錯覺,即“地平線效應”,在迷惑敵方觀察員方面發揮了更大的作用。
第一次世界大戰期間,海軍將船艦塗上醒目的幾何圖案,稱為炫目迷彩。其目的是使敵方U 型潛艇船長誤判艦船的速度和方向,從而增加對艦船發動精確魚雷攻擊的難度。
被忽視的地平線幻覺
然而,研究人員強調了「地平線效應」的強大影響。當遠處的船隻看起來沿著地平線移動時,就會出現這種錯覺,而不管它的實際航向如何。與地平線成25 度角的船隻通常看起來像是沿著地平線直線行駛,即使角度較大,觀察者也傾向於低估偏差。
儘管炫目偽裝被廣泛使用,但直到1919 年,麻省理工學院 船舶建築和海洋工程專業的學生Leo Blodgett 才在其學位論文中進行了一項正式的定量研究。他將模型船塗上炫目圖案,並將它們放置在帶有潛望鏡的機械測試室中,就像U 型潛艇船長使用的潛望鏡一樣,以測量旁觀者對船隻行進方向的估計與實際行進方向的偏差程度。

西蘭迪亞號戰時塗上炫彩漆。圖片來源:澳洲國家海事博物館
米斯教授和斯特朗博士意識到,雖然布洛傑特收集的數據很有用,但他的實驗設計方法不符合現代標準。他發現眩目偽裝有效,但阿斯頓大學的研究小組懷疑,僅靠眩目偽裝並不能產生所見的結果,他們清理了數據,並設計了新的分析方法,以更好地了解它真正顯示的內容。
阿斯頓大學視光學院高級講師斯特朗博士說:
「必須有一個控制條件才能得出確切的結論,而布洛傑特對自己控制條件的報告太模糊,毫無用處。我們使用他論文中的照片進行了我們自己的實驗版本,並比較了原始眩目偽裝版本和編輯掉偽裝的版本的結果。我們的實驗效果很好。兩種類型的船都產生了地平線效果,但眩目帶來了額外的扭曲。」
如果旁觀者對船舶行駛方向的認知錯誤完全是由於眩目塗料造成的“扭曲”,那麼船頭或船頭就會一直偏離其真實方向。然而,米斯教授和斯特朗博士卻表明,當真實方向背離觀察者時,人們常常會認為船頭朝著觀察者的方向扭曲。他們的詳細分析表明,眩目偽裝的扭曲效應很小,但地平線效應的扭曲效應要大得多。有時這些效應會相互競爭,有時則和諧相處。
專業知識無法克服視覺偏見
驗光學院視覺科學教授米斯(Meese) 表示: 「我們已經從與阿伯泰大學同事進行的當代電腦研究中了解到了扭曲和地平線效應 。這裡令人驚奇的發現是,這兩種效應以相似的比例在熟悉偽裝欺騙藝術的參與者身上清晰可見,其中包括一名歐洲海軍中尉。這為我們之前的結論增加了相當熟悉的偽裝欺騙藝術的參與者身上清晰可見,其中包括一名歐洲海軍中尉。這為我們之前的結論增加了相當大的可信度,表明與眩光無關的人被克服的人。
“這是一個視覺感知比知識更強大的明顯例子。事實上,在眩光時代,地平線效應根本未被發現,而布洛傑特對感知偏差的測量完全歸因於偽裝,欺騙了欺騙者。”
米斯教授和斯特朗博士表示,還需要進行更多的研究才能充分了解眩光如何增加方向和速度的感知不確定性,以及可能支持某些對抗措施的魚雷瞄準戰術背後的幾何形狀。
編譯自/ ScitechDaily