当大多数前端工程师将 CSS 视为布局与样式的工具时，Alvaro Montoro 用 40 多个纯 CSS 实现的光学幻觉证明了另一种可能：CSS 可以成为操控人类视觉认知的工程介质。从灰度圆球的色彩填充效应，到呼吸方块的伪脉动效果，每一个幻觉背后都是对浏览器渲染管线、色彩感知原理与动画时序的精确把控。本文将从工程视角拆解这些幻觉的技术实现，提炼可复用的参数模型与设计模式。
技术分类学：光学幻觉的四种实现范式
Montoro 的 CSS 光学幻觉集合可以按照实现机制分为四个技术类别，每个类别对应不同的 CSS 属性组合与渲染策略。第一类是色彩感知类幻觉，利用同时对比与色彩填充效应欺骗大脑的自动校正机制，典型代表是 Gray Color Circles 和 Gray Bars 两个作品。第二类是几何变形类幻觉，通过渐变与遮罩的组合生成复杂几何形状，利用视觉残留与注意力焦点制造空间错觉。第三类是运动类幻觉，结合 CSS 动画与交互状态改变运动物体的感知属性，如 Mainz-Linez Illusion 中的点阵波动效果。第四类是混合类幻觉，融合上述多种技术实现复合感知欺骗。
理解这一分类体系对于工程实践具有直接指导意义。当我们需要设计一个具有视觉冲击力的 UI 组件时，首先需要明确目标是操控用户的哪种感知通道，然后选择对应的技术实现路径。色彩类幻觉适合用于强调与警示场景，变形类幻觉适合用于 loading 状态与转场动画，运动类幻觉则可作为注意力引导与微交互的底层机制。
梯度作为形状生成原语
传统前端开发中，渐变（gradient）通常被用作背景装饰或简单的视觉美化。然而在光学幻觉的实现中，渐变函数被提升为真正的形状生成原语，其地位类似于 SVG 中的路径命令。conic-gradient、radial-gradient 和 linear-gradient 不再仅仅是颜色过渡的工具，而是可以被精确计算的向量图形生成器。
以 conic-gradient 为例，其语法允许我们定义任意角度范围的色块分布，每个色块由起始角度、终止角度和颜色值共同确定。当我们将角度精度设置为小数点后多位时，conic-gradient 实际上可以生成任意多边形和扇形图。在 Montoro 的部分幻觉实现中，conic-gradient 被用来生成波浪形状的基础轮廓，再结合 mask-image 进行进一步的形状修剪。这种技术路径的优势在于：整个形状生成过程完全在 GPU 上完成，不需要任何 DOM 元素或 JavaScript 计算。
radial-gradient 在色彩感知类幻觉中扮演核心角色。Gray Color Circles 幻觉的工程实现依赖一个精妙的设计模式：在灰色的圆形上方覆盖红、绿、蓝三个扇形的 radial-gradient 渐变层。大脑会自动将底层灰色与顶层原色进行色彩混合计算，从而在感知层面将灰色圆「填充」为彩色。Montoro 在实现笔记中提到，早期的参数调试中渐变线条过长，导致填充效应不可见，经过迭代调整后才达到理想的视觉效果。这一细节揭示了光学幻觉开发的本质：不是代码能力的考验，而是对感知参数的精确校准。
蒙版合成与复杂几何构建
mask-image 属性是实现复杂几何幻觉的关键技术支撑。与 clip-path 不同，mask-image 允许使用渐变、图像或 SVG 作为遮罩模板，从而实现平滑的边缘过渡与多层次的形状组合。配合 mask-composite 属性，开发者可以在同一元素上叠加多个遮罩层，并指定它们之间的合并逻辑。
在 CSS 遮罩合成的工程实践中，最重要的参数是 mask-position 与 mask-size 的配合使用。当我们需要在一个基础形状上「挖」出特定图案时，首先需要定义遮罩层的尺寸与位置，然后使用 mask-composite 的 xor 或 plus-lighter 等操作符控制遮罩层的叠加方式。Montoro 的部分幻觉使用了超过四个遮罩层的叠加，每一层负责去除特定的视觉元素，最终组合形成完整的幻觉图案。
从性能角度看，mask-image 的渲染开销与遮罩复杂度呈非线性关系。单个简单渐变遮罩的渲染成本极低，但当遮罩层数超过五个或使用复杂的渐变函数时，GPU 的填充率（fill rate）消耗会显著增加。因此，在生产环境中使用复杂遮罩时，需要通过 Chrome DevTools 的 Rendering 面板监控 paint 时间，确保帧率维持在 60fps 以上。对于移动端设备，建议将遮罩复杂度控制在三层以内，或使用 will-change: mask-image 提示浏览器进行优化预计算。
运动幻觉的时序参数模型
运动类光学幻觉是 Montoro 集合中最具工程挑战性的部分。与静态幻觉不同，运动幻觉需要在时间维度上精确控制视觉元素的属性变化，同时处理用户注意力焦点的动态转移。Mainz-Linez Illusion 展示了这一挑战的典型解决方案：红色圆点沿垂直方向做简单的往复运动，但当用户目光聚焦于黑色十字时，圆点的运动轨迹在感知上转变为波浪形。
这一效果的技术实现依赖两个核心参数：动画周期（duration）与运动方向（animation-direction）。圆点的垂直运动使用标准的 CSS keyframes 定义，运动周期通常设置在 2 到 4 秒之间，以确保运动足够慢，不会被意识层面的视觉系统捕获，同时又足够快，能够激活潜意识层面的运动感知机制。运动方向的设置则需要通过实验确定：在 Montoro 的实现中，相邻圆点的运动相位差经过仔细调整，使得整体视觉效果在焦点转移时产生最大的感知扭曲。
另一个值得关注的运动幻觉是 The Breathing Square。蓝色方块看起来在不断膨胀收缩，仿佛在「呼吸」，但实际上方块尺寸从未改变，仅做匀速旋转。这一效果的实现揭示了运动感知的一个关键特性：旋转运动在特定观察角度下会被解码为径向运动。当旋转轴线与视线不垂直时，圆形的旋转边缘会产生周期性的远近变化，这种变化被视觉系统误判为物体的膨胀收缩。工程参数方面，旋转速度通常设置在 3 到 8 秒每圈，过快会导致旋转本身被识别，过慢则无法产生呼吸错觉。
可访问性与工程边界
在欣赏这些幻觉的工程巧思时，我们必须正视其固有的可访问性挑战。运动类幻觉普遍带有「可能导致眩晕」的警示标签，这不是艺术夸张，而是对光敏性癫痫和前庭功能障碍患者的必要保护。从工程角度，有几种策略可以平衡视觉效果与可访问性需求。
第一种策略是提供交互式的开关机制。Montoro 的多个动态幻觉支持 hover 状态触发或鼠标悬停时暂停动画，这种设计允许用户主动控制暴露时长，降低不良反应的风险。第二种策略是使用 CSS 的 prefers-reduced-motion 媒体查询，在检测到用户系统开启了减少动画设置时，自动降级为静态版本或完全禁用动画。第三种策略是在组件层面实现 motion warning，通过可视化的标签提醒用户内容可能包含动态视觉效果。
从更宏观的视角看，CSS 光学幻觉的研究价值不仅在于其娱乐或艺术效果，更在于它揭示了人类视觉系统的工作机制。当我们理解了大脑如何将底层视觉信号解码为高层认知对象时，就能更好地设计用户界面中的视觉引导、注意力控制与信息层次表达。一个简单的颜色叠加可以改变用户对界面元素重要性的感知，一段恰到好处的微动画可以引导用户的视线流动，这些正是光学幻觉研究所揭示的工程可能性。
结论：感知作为设计维度
Alvaro Montoro 的 CSS 光学幻觉集合代表了前端工程与认知科学的交叉探索。它证明了当 CSS 属性被深入理解并精确组合时，可以实现远超传统布局与装饰范畴的视觉操控效果。从技术角度看，这些幻觉依赖的核心能力包括：梯度函数的形状生成潜力、蒙版合成的几何构建能力、动画时序的运动感知操控，以及对色彩与形状参数的精确校准。
对于前端工程师而言，这项研究的实践启示在于：视觉设计不应仅停留在美学层面，而应将感知认知作为设计维度之一。当我们理解了同时对比如何影响颜色的可识别性、运动参数如何决定注意力的捕获效率、几何形状如何暗示空间关系时，就能设计出更符合人类视觉习惯、更有效传递信息的用户界面。CSS 光学幻觉的工程化实践，为这一目标提供了具体的技术路径与参数参考。
参考资料
- Alvaro Montoro 的 CSS 光学幻觉 CodePen 集合：https://codepen.io/collection/GpWqKk
- DEV Community 原文发布：https://dev.to/alvaromontoro/css-optical-illusions-58j