埃姆斯開發了一系列為扭曲知覺而設計的實驗室錯覺。比如說,有一種錯覺能使人在從房間的一角走向另一角時顯得更高或是更矮。埃姆斯認為人們是依靠他們的經驗和期望來判斷他們所看到的東西的,這被稱為“相互作用的感覺方式”。
埃姆斯是阿德爾貝特•埃姆斯(Adelbert Ames)將軍和布蘭奇•巴特勒(Blanche Butler)之子。埃姆斯將軍是美國內戰(1861-1865)時期的英雄,曾任美國議員和密西西比州州長。1906年埃姆斯從哈佛法學院畢業後,任職于波士頓一家法律事務所。但在1910年他離開事務所靠作職業藝術家為生。不久之後,埃姆斯和他的藝術家妹妹布蘭奇合作開發一種顏色數標法系統,該系統包括3300種不同色調、明暗度和強度的顏色。埃姆斯對感知能力也越來越感興趣,1913年至1917年間,他在克拉克大學(Clark University)學習視覺生理學。
第一次世界大戰期間(1914-1918),埃姆斯作為上尉在美國陸軍通信兵部隊( U.S. Army Signal Corps)服役。戰爭結束後,他移居新罕布夏州(New Hampshire),在漢諾瓦的達特默斯學院(Dartmouth College)繼續從事視覺研究。1921年至1923年間,埃姆斯發表了四篇主要論文。第一篇論文概述了顏色數標法系統;第二篇和第三篇論文解釋了眼球折射晶狀體系統;第四篇論文詳盡探討了美術和視覺生理學之間的關係。
1928年,埃姆斯發現了兩眼物像不等症(aniseikonia)。這種視覺機能障礙使大腦無法將雙眼中的眼膜圖像混合。為糾正這一視覺障礙,埃姆斯發明了一種鏡片。發明推動了達特茅斯眼科學院(Dartmouth Eye Institute)的發展。埃姆斯在20世紀30年代任該學院主管。
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