Корреспондирующие точки сетчаток и гороптер

Если можно было бы совместить две сетчатки со спроецированными на них изображениями так, чтобы совпали обе центральные ямки, то совпали бы и оба изображения объекта, на котором зафиксирован взгляд. Участки сетчаток, иден­тичные для обоих глаз, называются корреспондирующими точками сетчаток.Образы тех объектов, на которых взгляд не фиксируется, но которые находятся примерно на том же расстоянии от наблюдателя, что и объект, на котором зафик­сирован его взгляд, тоже будут проецироваться на идентичные, или корреспон­дирующие, точки обеих сетчаток. Эти образы будут «слиты» друг с другом, и каждому объекту будет соответствовать сингулярное изображение. Для каждого расстояния от наблюдателя до объекта и степени конвергенции существует опре­деленный ряд пространственных точек, проецируемых на корреспондирующие места обеих сетчаток. Объект, лежащий в любой из этих пространственных точек, виден в единственном числе и воспринимается наблюдателем как лежащий на том же расстоянии от него, что и тот объект, на котором зафиксирован его взгляд.

Если мы графически обозначим все точки пространства, соответствующие объектам, видимым при одинаковой высоте фиксации взгляда и конвергенции, и спроецируем их на соответствующие точки сетчатки, то получим поверхность, на­зываемую гороптер. Гороптер — это воображаемая, или виртуальная, проходящая через точку фик­сации взгляда искривленная поверхность, проекции всех точек которой попадают на корреспондирующие точки сетчаток обоих глаз и вызывают ощущение единич­ного объекта. Однако объекты, не лежащие на гороптере, соответствующем определенному положению глаз, вызывают диплопию, или двойное видение, поскольку они стимулируют диспарантные, или некорреспондирующие, точки сетчатки. Исключением из этого являются те некорреспондирующие точ­ки сетчаток, которые представляют собой образы точек пространства, лежащих в пределах узкой горизонтальной полосы, окружающей гороптер. Этот участок называется фузионной зоной Панума ( датского физиолога ) (ФЗП). Двойственные изображения объек­тов, лежащих за точкой фиксации взгляда, — неперекрестные (неперекрестная диспарантность), а двойственные изображения объектов, лежащих ближе точки фиксации взгляда, — перекрестные (перекрестная диспарантность). Следователь­но, особенность двойственных изображений — перекрестные они или неперекрест­ные — может служить признаком относительной удаленности (хотя, скорее всего, мы используем его бессознательно).

Стереопсис. Диспарантность образов, проецируемых на сетчатки обоих глаз, лежит в основе уникального явления, связанного с особым восприятием глубины и объема и назы­ваемого стереоскопическим зрением, или стереопсисом (от греческого слов ste­reos — твердый, объемный, пространственный и opsis — зрение). Пример: стереоскоп. Стереограммы — это парные картины, на одной из которых изображено то, что видит левый глаз, а на другой то, что видит правый. Когда слегка диспарантные картины, объединенные в пары надлежащим образом, рассматриваются через стереоскоп, сцена приобретает стереоскопическую глубину, т. е. создается полное впечатление единого объемного изображения.

Бинокулярное соперничество. Слияние ретинальных изображений левого и правого глаз, происходит только тогда, когда эти образы практически идентичны. В резуль­тате эволюции мозг и зрительная система приобрели способность воспринимать и обрабатывать только такую визуальную информацию, которая приводит к образо­ванию двух практически идентичных ретинальных изображений. В тех же случаях, когда эти изображения весьма значительно отличаются друг от друга, наблю­дается необычное явление, называемое бинокулярным соперничеством. Обще­признано, что бинокулярное соперничество — результат искусственно создава­емых условий видения, редко встречающихся за пределами исследовательских лабораторий. Перцептивные эффекты би­нокулярного соперничества тесно связаны с перцептивными эффектами некото­рых расстройств зрения, таких, например, как амблиопия и косоглазие, которые снижают эффективность бино­кулярного зрения или полностью исключают его.

Перцептивные последствия бинокулярного соперничества, созданного опреде­ленными условиями видения, различны. Значительно отличающиеся друг от дру­га правое и левое ретинальные изображения могут либо слиться, образовав некий хрупкий и неустойчивый композитный образ, либо один образ может подавить другой, т. е. в какой-то момент может доминировать один из двух образов, а второй в это же самое время окажется подавленным. Более того, доминирующий и подав­ленный образы могут спонтанно меняться местами, т. е. возможна флуктуация до­минирования от одного глаза к другому.

Есть доказательства изменений нейронной ак­тивности определенных участков коры головного мозга, которые точно соответ­ствуют перцептивным изменениям, типичным для бинокулярного сопериичества. Циклопическое восприятие. Термин циклопическое восприятие предложен Белой Джулезом для обозначения стереоэффекта, возникающего при просмотре созданных им стереограмм совер­шенно нового типа, образованных кажущимся случайным набором черных и белых элементов.

Происхождение названия «циклопическое восприятие» связано с тем, что сте­реоизображение определенного вида, проецируемое по отдельности на каждый глаз, само по себе кажется хаотичным набором различных элементов. Осмыслен­ное восприятие глубины из этих стереограмм возможно только после того, как два изображения совмещаются в некой центральной зрительной зоне.

Стереограммы, с помощью которых Джулез в свое время демонстрировал цикло­пическое восприятие, действительно необычны. Воспользовавшись компьютерной прогой, он создал два практически одинаковых рисунка, пред­ставлявших собой случайные конфигурации точек (обычно такие стереограммы называют случайно-точечными стереограммами). !Локальный стереопсис/глобальный стереопсис. Проекции на левую и правую сет­чатки каждым из полуполей подобных стереопар дают достаточное количество монокулярно распознаваемых стимулов, которые могут быть поэлементно со­поставлены зрительной системой друг с другом для создания стереоскопического эффекта. Подобная однозначная, не вызывающая сомнений локализация глубины называется локальным стереопсисом. В отличие от традиционных стереопар сте­реопары Джулеза не содержат никаких узнаваемых структур, и ничто в двух полу-полях его стереопар «не сообщает» зрительной системе о возможности попарного сравнения каких-либо элементов изображений на правой и левой сетчатках для достижения стереопсиса. Следовательно, случайно-точечные стереограммЫ в том, что касается соответствия элементов правого и левого ретинальных изображе­ний, — можно толковать двояко. Предполагается, что любой элемент, спроециро­ванный на одну сетчатку, может быть сопоставлен с любым другим соседним эле­ментом образа на другой сетчатке, но зрительная система сравнивает паттерны диспарантности двух сетчаток, а не «занимается» поэлементным сопоставлением двух ретинальных изображений. В данном случае необходим глобальный процесс поиска многих диспарантностей, без которых невозможно восприятие трехмерной поверхности. Поскольку требуется полное, или глобальное, сравнение диспарантных элементов, общих для обеих половин стереопар Джулеза, а не их локальное, «поточечное» сравнение, предполагаемый процесс стереоскопического восприятия стереограмм, образованных случайными конфигурациями точек, называется гло­бальным стереопсисом

 

19. Константность восприятия светлоты. Хотя термины светлота и яркость иногда используются как синонимы, разница между ними важна. На практике термином светлота характеризуют качество поверхности — степень «сероватости» поверхности или объекта, занимающих промежуточное место между черным и белым, — которая не зависит от освещенности. Яркость поверхности характеризует перцептивные эф­фекты интенсивности отражаемого ею света, или светимость. Так, при изменении интенсивности освещения — при переходе от яркого к тусклому свету — степень светлоты листа белой бумаги практически Не изменится (т. е., несмотря на изменение светимости, она по-прежнему будет восприниматься как белая), но изменение светимости приведет к изменению ее яркости.!Яркость зависит от освещенности, а светлота — нет. Константность восприятия светлоты (иногда ее называют также константно­стью восприятия белизны) характеризует явление, заключающееся в том, что свет­лота объекта остается относительно постоянной даже при изменении его освещен­ности. Например, даже оказавшаяся в глубокой тени заснеженная дорога воспри­нимается нами как белая, а освещенный солнцем кусок угля — как черный, и оба этих восприятия более или менее корректны, хотя свет, отражаемый углем, может быть гораздо интенсивнее света, отражаемого снегом. Восприятие цветового тона объектов и поверхностей прак­тически не зависит от спектрального состава освещающего их света. Мы компенси­руем эти изменения, принимая во внимание общее освещение всего, что находится в поле нашего зрения, и поэтому цвет предмета остается постоянным независимо от того, каким именно светом — солнечным, электрическим или люминесцент­ным — он освещен. Аналогичный компенсаторный механизм характерен и для кон­стантности восприятия светлоты. Эти две константности настолько тесно связаны между собой, что иногда константность восприятия светлоты рассматривают как частный случай константности цветовосприятия. Альбедо,или отражающая способность — это отношение количества света, отражаемого поверхностью или объектом, к количеству света, падающего на них. Альбедо представляет собой свойство поверхности, не зависящее от степени ее освещенности. Свойства константности светлоты. Если освещенность объекта, на котором сфокусирован наш взгляд, внезапно из­меняется не важно — по какой причине — изменяется и освещенность объектов, на­ходящихся рядом с ним. Обсуждая такое явление, как контраст … на восприятие поверхности влияет и ее фон. Важным фактором константности восприятия светлоты является относительный, а не абсолютный характер изменений освещенности объектов и поверхностей. В некоторых ситуациях наши собственные знания об объекте могут оказаться сильнее того эффекта, который возникает вследствие от­сутствия фона. Например, знание того, что объект представляет собой кусок угля или лист белой бумаги, может очень сильно повлиять на восприятие его светлоты даже тогда, когда константность восприятия светлоты практически «не работает», т. е. когда объект полностью изолирован.

Константность восприятия размера. При изменении расстояния между наблюдателем и объектом размер ретинального изображения заметно изменяется, однако при обычных условиях видения эти изменения остаются практически не замеченными наблюдателем. Вы сами доказа­ли это, когда то отходили от книги, то приближались к ней, и вы делаете это посто­янно, всякий раз, когда физическое расстояние между вами и разными объектами изменяется. Изменение расстояния между наблюдателем и объектом в определен­ных пределах не создает впечатления, что последние уменьшаются или увеличиваятся, несмотря на изменение их расположения. Константность восприятия размера — это тенденция воспринимать размеры самих объектов как постоянные, несмотря на изменения размеров ретинальных изображений, происходящих при удалении объектов от наблюдателя или их приближении к нему. Действительно, в весьма широких пределах воспринимаемый размер объекта до некоторой степени не зависит от величины его проекции на сетчатке. Хотя на константность восприятия размера влияют многие факторы, самыми существенными являются признаки кажущейся удаленности и стимулы, играющие роль фона. Константность восприятия размера компенси­рует пикторальное восприятие кажущейся удаленности, обусловленное двухмер­ным изображением.

Когда мы взаимодействуем с окружающим миром, информация об удаленно­сти, какой бы они ни была — очевидной или вызывающей сомнения, — постоянно учитывается нами и автоматически «запускает механизм»- константного восприя­тия размера. Воспринимаемый размер последовательного образа прямо пропорционален расстоянию от глаза до поверхности, на которую он проецируется; эта зависимость известна как закон Эммерта (по имени открывшего ее в 1881 г. Э. Эммерта). Закон Эммерта, суть которого заключается в том, что размер последовательного образа тем больше, чем более он удален от наблюдателя (причина – постоянство величины того участка сетчатки, «усталостью» которого вызван последовательный образ), в общем виде может быть запи­сан следующим образом: Ps = k(RIsxPd), где Ps — воспринимаемый размер последовательного образа; k — константа; RIs — размер ретинального изображения; Pd — воспринимаемая удаленность последова­тельного образа. Так, если размер ретинального изображения (RIs) постоянен, как на рис. 10.8, увеличение удаленности поверхности, на которую проецируется последователь­ный образ (Pd), приводит к увеличению воспринимаемого размера последователь­ного образа (Ps).

Константность восприятия формы. Формаобъекта тоже может восприниматься как неизменная даже при радикальном изменении угла зрения. Эта особенность зрительной системы называется константностью восприятия формы. Обычные оконная рама или дверь кажутся более или менее прямоугольными неза­висимо от того, под каким углом на них смотришь. Однако их проекция на сетчатке имеет прямоугольную форму только в том случае, если они находятся прямо перед наблюдателем, который смотрит на них под определенным углом зрения. В том, что касается формы объектов, ни одна позиция — в определенных преде­лах — не дает наблюдателю никаких преимуществ: она остается практически по­стоянной, с какой позиции ни рассматривай ее. Константность восприятия формы лежит в основе интегративности восприятия формы объекта. Как и уровень константности восприятия величины, уровень кон­стантности восприятия формы зависит от доступности такой информации о поло­жении объекта в пространстве, как информация о том, под каким углом располага­ется сам объект или поверхность, на которой он лежит. Общее правило таково: константность воспри­ятия формы зависит от признаков удаленности и взаимного расположения всех пространственных признаков объекта. Следовательно, когда информации о про­странственном положении объекта относительно наблюдателя мало или когда та­кая информация отсутствует, константность восприятия формы либо проявляет­ся недостаточно, либо вовсе не проявляется. И последнее.!Феномен константности! — результат взаимодействия многих фак­торов. Одним из наиболее очевидных факторов, играющих, судя по всему, некото­рую роль во всех видах константности, являются знания наблюдателя об объектах, находящихся в поле его зрения.

Константность восприятия способствует тому, что мы воспринимаем физи­ческий мир практически таким, каков он на самом деле, и в этом смысле она — наглядный пример адаптивного механизма, соответствующего биологическими потребностями человека.

 

20.Иллюзии Эймса

Иллюзии Эймса прекрасно иллюстрируют роль предшествующего опыта в воспри­ятии. Знакомство с ними — обычно в условиях, когда возможности наблюдателя искусственно ограничены (т. е. без бинокулярных признаков и признаков движе­ния), — делает еще более понятными представления трансакцион исто в о простран­ственных связях, постигаемых в ходе контактов с окружающим миром. Иллюзии производят наиболее сильное впечатление тогда, когда наблюдатель, чтобы сохра­нить одни представления о пространственных связях, вынужден отказаться от дру­гих. Хотя известно огромное количество иллюзий Эймса, мы ограничимся рассмот­рением двух наиболее известных иллюзий.

Трапециевидное окно. Только тот, кто видел вращающуюся трапецию, спосо­бен в полной мере оценить зрелпщность возникающих при этом перцептивных эффектов. Приспособление для демонстрации этой иллюзии состоит из поверхно­сти трапециевидной формы, па обеих сторонах которой оконные проемы и тени нарисованы таким образом, что наблюдателю кажется, будто перед ним — повер­нутое под небольшим углом окно прямоугольной формы (рис. 10.14) 10.14. Трапециевидное окно Эймса Вид вращающейся трапеции спереди (перпендикулярно линии взгляда). Вращающаяся трапеция должна восприниматься как окно прямоугольной формы, поверн На самом же деле окно имеет форму трапеции. Мы настолько привыкли к пря­моугольным окнам, что и это окно, если смотреть на него прямо, тоже кажется пря­моугольным, но повернутым под некоторым углом (если не хватает признаков глу­бины и удаленности, которые говорили бы о том, что на самом деле оно вовсе не наклонено и не повернуто). Трапециевидное окно монтируется на вертикальной штанге и приводится во вращение небольшим мотором (скорость вращения — огЗ до 6 об./мин). Если смотреть на вращающееся окно одним глазом с расстояния, рав­ ного примерно 10 футам (3 м), или двумя глазами с расстояния 6 м или больше, то кажется, будто, повернувшись на 180°, окно мгновенно останавливается и изменя­ет направление вращения, т. е. оно покачивается вдоль оси штанги. Иными слова­ми, оно воспринимается не как вращающаяся трапеция, а как качающийся прямо­угольник, изменяющий направление своего вращения через каждые 180°.

Если рассматривать эту ситуацию с точки зрения доступности стимульной ин­формации, то можно сказать, что возможны две взаимоисключающие перцептив­ные альтернативы: раскачивающийся прямоугольник или вращающаяся трапеция. Однако благодаря представлениям наблюдателя, созданным его предшествующим опытом, это окно, стимулирующее зрительную систему таким образом, что его форму можно трактовать двояко, как правило, воспринимается как обычное слег­ка повернутое прямоугольное окно. А если это так, то наблюдателю должно казать-1 ся, что фигура покачивается вдоль оси штанги, на которой она закреплена, посколь­ку непрерывный поток сетчаточных образов может создавать только качающаяся прямоугольная поверхность.

Восприятие истинного движения поверхности — вращения — несовместимо с допущением, что она представляет собой прямоугольное «сно: при нормальном вращении прямоугольной поверхности более длинной будет казаться только сет-чаточная проекция той стороны или края, которые менее удалены от наблюдателя. (Причиной этого является обратная зависимость между величиной ретинального образа и удаленностью; см. рис. 10.3.) Однако при вращении трапециевидного окна один из его краев всегда остается длиннее, чем другой. А коль скоро он кажется наблюдателю длиннее, то наблюдатель решает, что он ближе. Следовательно, во время вращения наблюдателю постоянно, но ошибочно кажется, что более длин­ный край расположен ближе к нему, чем более короткий, и это происходит даже тогда, когда на самом деле ситуация обратная. Подобное динамическое изображе­ние на сетчатке может создать только качающаяся прямоугольная поверхность, в результате чего наблюдателю и кажется, что проекция той стороны, которая вос­принимается им как более длинная и менее удаленная, качается.

Чтобы оценить влияние предшествующего опыта наблюдателя и сложившихся у него представлений о мире на восприятие им иллюзии трапециевидного окна, Олпорт и Петтигрю (Allport & Pettigrew, 1957) изучили реакцию на нее предста-вителей разных культур. Трапециевидное окно было продемонстрировано нслы* туемым, представлявшим разные культуры и имевшим вследствие этого разный опыт общения с прямоугольными поверхностями. Среди испытуемых были такие люди, которые не имели практически никакого представления ни об окнах, ни о поверхностях, образованных прямыми линиями и прямыми углами, и типичные городские жители. Когда, при условиях, максимально благоприятствующих вое- приятию иллюзии, им демонстрировали вращающееся окно, все испытуемые, не­смотря на присущие им культурные различия, восприняли именно иллюзию (т. е. качание, а не вращение, что было на самом деле). Однако при пограничных усло­виях, т. е. при условиях, уже не столь благоприятных для восприятия иллюзии (например, при невозможности пользоваться бинокулярным зрением), те испыту­емые, чей опыт общения с прямоугольными поверхностями был невелик, оказались менее подверженными ей.

Перекошенная комната. На рис. 10.15, а изображена особым образом сконст­руированная комната.

Комнату обычно рассматривают через маленькое смотровое отверстие, допус­кающее только монокулярное зрение, при котором утрачиваются многие призна­ки глубины и удаленности. При таких условиях большинство наблюдателей видят двух человек, необычно отличающихся друг от друга по росту и стоящих возле зад­ней стенки ничем не примечательной комнаты. Это иллюзорное восприятие назы­вается иллюзией перекошенной комнаты, поскольку в действительности женщи­на выше ребенка, а не наоборот, как кажется наблюдателю, а вот комната отнюдь не ординарна. На самом деле «маленькая» женщина находится дальше от наблю­дателя, чем «высокий» ребенок. То, что наблюдателю так не кажется, по мнению трансакционистов, является следствием сильного влияния представлений об окру­жающем мире, сформировавшихся в результате его предшествующего опыта.

Сторонники трансакционизма утверждают, что благодаря большому опыту «вза­имодействия» с комнатами, имевшими форму прямоугольного параллелепипеда, наблюдатель исходит из того, что фоном для двух человек является именно такая комната. Однако в действительности пол, потолок, некоторые стены и дальние окна комнаты — поверхности, имеющие форму трапеции. Как показано на рис. 10.15, б, комната специально построена так, чтобы вызвать у наблюдателя искаженное вос­приятие величины. Так, левый угол комнаты примерно в два раза дальше от наблю­дателя, чем правый. Наиболее удаленные детали комнаты соответственно увели­чены в размере таким образом, чтобы в перспективе близкие и удаленные детали казались наблюдателю расположенными на равном расстоянии от него.

Как и вращающееся окно, перекошенная комната предлагает наблюдателю два альтернативных варианта восприятия: два человека с нормальной разницей в рос­те на фоне трапеции, находящиеся на разном удалении от наблюдателя, или два человека, ненормально отличающихся друг от друга по росту, на фоне прямоуголь­ной поверхности. Типичное восприятие — прямоугольная комната, в которой на­ходятся два человека, ненормально отличающиеся друг от друга по росту. Иными словами, как правило, представление о том, что обычно комнаты — это прямоуголь­ные параллелепипеды, оказывается перцептивно сильнее реальных физических условий, ибо комнаты в большинстве случаев именно таковы, а находящиеся в них объекты действительно отличаются друг от друга по величине.

Трапециевидное окно и перекошенная комната — это всего лишь два из серии необычных наглядных примеров, продемонстрированных Эймсом и его коллега­ми в поддержку трансакционизма. Однако все они направлены на доказательство справедливости одного вывода: при определенных условиях восприятие простран­ства определяется предшествующим опытом наблюдателя.