Ａの上のほうの図はマッハの帯と言われるもので、明度の差のある帯を並べたものです。
一つ一つの帯は一様の明度なのですが、明度の異なる帯が隣に来ると境界線が強調されて見えます。
境界線の近くでは明るいほうの帯はより明るく、暗いほうの帯は実際より暗く見えるので境界線がはっきり見えるようになっています。
光学的には境界線の近くも離れたところも同じ明るさなのに、眼で見た漢字では差があるように見えるのです。
いってみればこれは錯視なのですが、ものの輪郭をすばやく見て取るためには、輪郭を実際よりもハッキリ見えるほうが生物として有利だったので、脳神経の働きがこのように適応していると考えられています。
Ａの下のほうの図は明度の差のハッキリした帯を並べたのですが、明度差が大きくなると同じ帯の中での明度差はあまり見られませんが、それでもやはり立体感が感じられるので境界部分に明度の変化が感じられるのです。
Ｂはヘルマン格子と呼ばれるもので、境界付近の見え方の変化が見て取れる例です。
白い格子に背景が黒くなっていますが、一部分格子はグレーにしてあります。
普通はすべて白にしてあるのですが、効果がはっきり見えるように一部分だけ明度を変えています。
白い格子の交差点に灰色の円が見えますが、白い線の上にグレーの線が重なっている交差点ではよりハッキリとした円が見えます。
グレーの線同士の交差点にも円が見えますがあまりハッキリとしたものではなく、グレーの線の上に白い線がきている場合は、灰色の円は見えなくなっています。
白い線の交差する部分が灰色に見えるのは、交点以外の場所がより白く見えているということで、黒い四角に隣接する部分が実際より明るく見えるためです。
交点の四方の線が明るく見えるので交点は相対的に暗く見えてしまうのです。
ところが左下のように横線がグレーになると線自体は実際より明るく見えますが、、交差点では白い縦線と隣接するので、縦線との境界付近ははより暗く見えます。
そこで白い線同士の交差点の場合より明度差がハッキリ感じられるのです。
逆にグレーの線の上に白い線がきた場合は、白い線の上では交差点部分は相対的に暗く見えているはずなのですが、縦のグレーに線と隣接するため、実際より明るく感じるので、結局明度差が感じられなくなっているのです。
ヘルマン格子は交差点に注意を向けて網膜の中心窩で見ると錯視は消えます。
白い交差部分のひとつをジッと見ると前に灰色に見えていた円は見えなくなり、白く見えるようになります。
もともと白いので白く見えるのは当たり前ですが、周辺の場合は眼の感度が低いので輪郭をハッキリさせる仕組みが働いて、交点が暗く見えるのだということになります。
つまり中心視をするときには錯視は必要でなく、周辺視をするときに必要になるということになります。