第3节 视觉的漏洞
人从外界获得的信息当中,至少有80%来自视觉。可见,视觉是最重要的感觉。除上一节中的普遍感觉漏洞以外,视觉还有以下独特的规律性漏洞。
(1)视野。当头部不动、眼球不动时,所能观察的空间范围称为视野;视野之外便是盲区。一般人的水平视野最佳角度为30度,水平视线上下夹角各为15度;最大视野界限为70度;最大固定视野界限(即眼动而头不动时)为180度;头部活动扩大的视野界限为190度。垂直视野最佳角度为30度(水平视线上、下夹角各为15度);最大视野界限为60度(上40度,下20度);最大固定视野界限为115度(上70度,下45度);头部活动扩大的视野界限为150度(上90度,下60度)。
(2)视觉的对比效应。当同时观看黑色背景上的灰点和白色背景上的灰点时,会感到前者比后者亮一些。这说明背景不同,对相同颜色的感觉也就不同。对象与背景之间的对比越强烈,就越容易被感知。人易于从远处辨认颜色的顺序,依次是红、绿、黄、白。如果两色对比,则最易辨认的次序是黄底黑字、白底绿字、白底红字、蓝底白字、黑底白字。黄底黑字,最引人注目。
(3)视觉分辨力。它指人眼辨别景物平面上相邻两个亮点的能力。例如,在白纸上有两个相距很近的黑点,当人眼离它超过一定距离时,就会分不清是两个点,而只模糊地看到一个黑点。分辨力与照度、背景亮度以及对象与背景的对比度密切相关。当照度太低时,人眼分辨力会大大降低,且分不清颜色。人眼对黑白细节的分辨力,要大于对彩色细节的分辨力。
(4)视觉运动习惯。人眼的水平运动比垂直运动快,因此,垂直阅读更容易出错(看来古书的纵向排版,确实不科学)。一般来说,人眼习惯于从左到右阅读;看圆形物体时,总习惯于沿顺时针方向看;感知闭合图形比感知开放式图形容易;感知数字比感知刻度更准确;两眼总是同步运动,几乎不可能一只眼转动而另一只不动;人眼对直线轮廓比对曲线轮廓更易于接受;人眼对水平方向尺寸和比例的估计,比对垂直方向尺寸和比例的估计要准确;当眼睛偏离视觉中心时,在偏离距离相等的情况下,人眼对左上限的观察最优,其次为右上限、左下限,而右下限最差。
(5)视觉的马赫带。它是指人们在明暗变化的边界上,常常在亮区看到一条更亮的光带,而在暗区看到一条更暗的线条。因此,当观察两块亮度不同的区域时,边界处亮度对比会加强,使轮廓表现得特别明显。
(6)后像。当刺激物对感受器的作用停止以后,感觉现象并不立即消失,它能保留一个短暂时间,这种现象就叫“后像”。后像分两种:正后像和负后像。后像的品质与刺激物相同的,叫正后像;后像的品质与刺激物相反的,叫负后像。例如,在注视灯光后,闭上眼睛,眼前会出现灯的一个光亮形象,位于黑色背景之上,这是正后像;随后又可能看到一个黑色形象,出现在光亮背景之上,这就是负后像。颜色视觉也有后像,一般为负后像:如果注视一朵绿花,约一分钟,然后将视线转向身边的白墙,那么将看到一朵红花;如果先注视一朵黄花,那么后像将是蓝色的(某些魔术师,就是用此漏洞来“变换”衣服颜色的)。
(7)闪光融合。断续的闪光,当频率增加到一定程度后,人眼会得到融合的感觉,这种现象叫闪光融合。例如,日光灯的光线每秒闪动100次,于是便看不出它在闪动,高速转动的电风扇看不清其每扇叶子的形状,这些都是闪光融合的结果。刚刚能够引起融合感觉的最小频率,叫闪光融合临界频率,它表现了视觉分辨时间能力的极限。融合临界频率越高,对时间分辨作用的感受性也就越大。闪光融合依赖于许多条件:刺激强度低时,临界频率就低;随着强度上升,临界频率明显上升;在视网膜中央部位,临界频率最高;偏离中央部位50度时,临界频率明显下降。
(8)视觉掩蔽。在某种时间差之下,当一个闪光出现在另一个闪光之后,这个闪光能影响对前一个闪光的觉察,这种效应称为视觉掩蔽。目标物无论出现在掩蔽光之前、之后或同时出现,对目标物的觉察都明显受到掩蔽光的影响。视觉掩蔽除光的掩蔽以外,还有图形掩蔽、视觉噪声掩蔽等。
利用上述规律性漏洞,社工黑客便有多种方法来攻击“热血电脑”。虽然本书后面将有专门章节来介绍各种人性漏洞的利用问题,但是为了增加趣味性,此处介绍一种攻击方法,黑客仅仅通过调节照明和色彩等,便能轻松控制和干扰人类的视觉,从而引发输入错误,达到破坏信息安全的目的。
首先,可通过照明来影响视力。随着亮度的增加,视力也会提高。在一定范围内,亮度的对数与视力提高之间存在线性关系。视力还受对比度的影响,即视觉对象与背景的亮度差越大,视觉效果就越好。当然,对比度和亮度不能无限增加,否则会产生眩光,引起目眩,反而降低视力。如果照明很差,特别是缺乏阴影或亮度差,则可能引起虚假的视觉表象或歪曲视觉对象,从而引起视觉错误。还可以通过较差的照明来促使视觉疲劳,进而引起全身紧张和疲劳,最终使视力下降,导致视觉错误。眩光还能破坏视觉的暗适应,产生视觉后像,导致视觉不舒适和分散注意力,从而引起视觉错误。当人眼在亮度极不均匀的环境中不断切换时,就会频繁发生明适应和暗适应,也会导致视觉疲劳。此外,照明还可影响人的观察力、记忆力、思维能力、意志力和想象力,降低人的兴趣,让人犹豫不决,反应迟钝等。光照不足,会让人产生压抑感和烦躁感;光照差,使人辨识困难,从而导致挫折感,影响自信心等。总之,所有这些后果,都会对视觉产生直接或间接的负面影响。
其次,可利用色彩来展开攻击。正确的色彩,可提高视觉器官的分辨能力,减少视觉疲劳。在亮度和对比度都很小时,可通过改变色彩对比来改善视觉条件;因为,在视野内若有色彩对比,则视觉适应力比仅有亮度时有利。不容易引起视觉疲劳的最佳色彩有浅绿色、淡黄色、翠绿色、天蓝色、浅蓝色和白色,而最容易引起视觉疲劳的色彩有紫色、红色和橙色等。色彩能引起或改变人的某些感觉,比如,色彩能引起人的冷暖感(红色、橙色、黄色能造成温暖的感觉,称为暖色;而蓝色、青色能造成清凉的感觉,称为冷色)。色彩能够调节人的态度,例如,红色、棕色、黄色等一些暖色调,可刺激和提高人的积极性,让人活跃,故称为积极色;而蓝色、紫色则相反,使人平静和消极,故称为消极色。有些色彩既不能使人“积极”也不能使人“消极”,它们属于中性色。色彩按照激励程度,有着与光谱一样的排列顺序:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。处于光谱中央的绿色,是生理平衡色。以绿色为界,可以将其余六种颜色,分成“积极色”和“消极色”。色彩可以产生凹凸立体感,例如,淡蓝色造成房屋空间被扩大的强烈感觉;棕褐色则相反,给人以凸出的感觉。色彩能改变重量感觉,例如,浅绿色、浅蓝色及白色的东西,让人觉得轻便;而黑色、灰色、红色及橙色的东西,则给人以笨重的感觉。色彩还能引起或改变某种情绪,例如,积极色和明色,会使人愉快、活跃;而消极色和暗色,则使人压抑、不安。总之,色彩不但会影响视觉,也会使其他器官活动的兴奋性增强:明色调的物体,容易引起注意,也更可能引起兴趣;适当的色彩对比,更有利于人的观察;积极性色彩的使用会使人充满活力,积极性更高。
除规律性漏洞外,视觉还有缺陷性漏洞。其中,比较典型的便是所谓的色觉缺陷,例如色弱和色盲。
(1)色弱。色觉正常的人,可以用红、黄、绿三种波长的光来匹配光谱上任何其他波长的光,因而被称为“三色觉者”。色弱者,虽然也能用三种波长来匹配光谱上的任一波长,但他们对三种波长的感受性均低于正常人。在光刺激较弱时,色弱者几乎分辨不出任何颜色。男性中大约6%的人是色弱者。
(2)色盲。色盲包括全色盲和局部色盲两类。全色盲者只能看到灰色和白色,丧失了对颜色的感受能力。这种人的视网膜锥体细胞异常或不全,即无论在白天还是晚上,均缺少视觉色彩感知能力。全色盲者在人口中所占比例很少,大约只有十万分之一。局部色盲者虽有某些颜色体验,但他们所能体验到的颜色范围比正常人要小得多。
视觉的错觉性漏洞也不少,下面归纳几种与运动错觉相关的漏洞。
(1)游离的光线。在全黑房间的远端,放一个亮点。如果盯住该亮点数秒后,将发现亮点以一种奇怪的、飘忽不定的方式来回移动,时而扑向某个方向,时而又前后轻微颤动;光亮点的运动很矛盾,好像在动,但又未改变位置。
(2)错乱的世界。比如,人疲倦和醉酒时,会觉得天旋地转。
(3)瀑布效应。早在亚里士多德时代,人们就发现了该效应。比如,注视留声机的旋转轴约半分钟后,如果转盘突然停下来,那么在几秒钟内,人会把中心轴看成向相反方向旋转的。又比如,在注视河水流动半分钟后,如果再看岸边的固定物体,将发现这个物体在逆水流方向移动。
(4)联结式适应。这是在1965年,由麦可罗发现的一种错觉现象。他在橙色背景上,画一些垂直的黑色条纹;然后在蓝色背景上,画一些由水平条纹组成的同样格栅。再用幻灯机交替呈现这些条纹格栅:先呈现一组条纹5秒钟,继以1秒钟的黑暗;然后,呈现另一组具有不同颜色和方向的条纹6秒钟。当观察者受到这种交替刺激2~4分钟后,若用具有相同方向的黑白格栅代替彩色格栅,那么将会发现,这时黑白格栅也变成彩色了:垂直条纹看起来具有蓝/绿背景,而水平条纹看起来是在橙色背景上。
(5)电影和电视中的运动画面。电影本来呈现的是一系列静止图片,而我们却看到了连续的动作。这依赖于两个错觉:视觉暂留和飞现象(Phi phenomenon)。视觉暂留,使得闪烁率大于每秒50次的光,看上去像是稳定不变的。飞现象的最简单描述是:用两个能自动开关的光,一个光刚刚熄灭,另一个光就亮了;只要光线间的距离以及闪动的时间间隔大体适当,人眼看到的将是光从第一个位置移向第二个位置(大街上那些看起来像在来回跳动的霓虹灯,都是飞现象的例子)。
(6)似动与距离。从飞驰的汽车上观看月亮,你会看到月亮也在随你而缓缓运动。当车速为每小时50千米时,月亮似乎按每小时10~20千米的速度运动;但是,月亮虽比汽车慢,它却又紧紧跟上,从不落后!当眼睛看向很远的物体时,如果观察者在运动,那么整个景物会从观察者的前方变到后面,即与正常的运动视差相反。这种效应还会产生其他有趣的现象,比如:对某些图画,它明明是平面的,却可能看起来像是立体的,甚至会看到一个逼真的悬崖。坐在车内,如果两脚离地,就只能依靠视觉来判断自己是否在运动,以及运动的速度。如果在高空飞行,乘客就几乎没有运动的感觉。
好了,视觉漏洞就这些了,下一节将挖掘听觉漏洞。