Когнитология

151

Еще одним динамическим признаком удаленности, также выделенным Дж. Гибсоном, является динамическая перспектива,

или оптический градиент расширения.

Динамическая перспектива - динамический признак глубины и удаленности, источником которого является постоянное изменение перспективы или позиции, с которой наблюдатель воспринимает объекты, т. е. паттерн оптического потока, создаваемый движением к поверхностям или параллельно им (рис.

47-Е) (http://dic.academic.ru/).

Иллюзии Эймса (англ. Ames illusions) - иллюзии, созданные амер. художником и психологом Адельбертом Эймсом (1880– 1955) для демонстрации влияния ожиданий и прошлого опыта наблюдателя на восприятие и для подтверждения теории, известной под названием транзакционизм. Наибольшей известностью пользуются такие изобретения Эймса, как перекошенная комната (комната Эймса) и вращающееся

«трапециевидное окно» (https://www.b17.ru/dic/illyuzii_eymsa/)

Окно Эймса представляет собой трапециевидную рамку, показанную на рис. 47-Ж, совершающую медленные вращательные движения вокруг вертикальной оси. Как видно, даже в плоскости рисунка эта трапециевидная рамка воспринимается скорее как прямоугольное окно, повернутое под углом в третьем измерении. При монокулярном рассмотрении вращения этой рамки или при рассмотрении двумя глазами, но с расстояния не менее 6 м, у наблюдателя возникает стойкое ощущение того, что рамка совершает маятникообразные движения с амплитудой в 90° в правую и левую стороны. Очевидно, что эта иллюзия связана с тем, что в отсутствие каких-либо других значимых признаков удаленности наблюдатель вынужден полагаться на единственно выраженный признак линейной перспективы, который заставляет его воспринимать рамку трапециевидной формы в качестве обычной прямоугольной. Окуломоторный признак адаптации хрусталика сам по себе настолько слаб, что информация о нем просто игнорируется зрительной системой.

152

Рис. 48. Устройство комнаты Эймса. Пунктирными линиями изображено, как наблюдатель воспринимает комнату при монокулярном наблюдении из точки обзора.

Другой, по-видимому, наиболее известной демонстрацией Эймса является иллюзия, получившая название комнаты Эймса. Ученый придумал и сконструировал комнату, которая в плане имеет трапециевидную форму. Однако все признаки удаленности подобраны таким образом, что дальняя от наблюдателя стена кажется параллельной фронтальной плоскости наблюдателя (рис.

47-З).

Наблюдатель рассматривает интерьер комнаты из точки обзора монокулярно через специальный глазок. Если в дальних противоположных углах комнаты поместить двух людей примерно одинакового роста, возникает иллюзия того, что человек, расположенный в одном углу, выглядит непропорционально большим, а человек, расположенный в другом углу, – непропорционально маленьким (рис. 47-З).

Затенение - монокулярный признак глубины, возникающий в результате уменьшения освещенности предметов по мере их удаления от наблюдателя или источника света и чередования света и тени (рис. 49). БэйбиФорум отмечает, что уже к трем годам дети привыкают, что свет падает сверху, и исходя из интенсивности освещенности умеют отличать выпуклости от выгнутостей. Затенение является важным признаком восприятия глубины еще и потому, что, как мы знаем из перцептивного опыта, только трехмерные предметы имеют тень.

153

Рис. 49. Затенение - монокулярный признак глубины

В живописи за счет игры света и тени не только достигается эффект глубины, но и создаются изображения форм. Клеффнер и Рамачандран даже полагают, что существуют специальные нейроны, «вычленяющие» из затененности информацию о форме объектов.

Бинокулярные механизмы: параллакс – угол между зрительными осями глаз (до 2-3 метров) и диспарантность – различие изображений на сетчатке левого и правого глаз (до десятков метров).

Несмотря на всю важность монокулярных признаков в ощущении удаленности и глубины предметов, следует иметь в виду, что ни один монокулярный признак удаленности и глубины не способен вызвать подлинное ощущение глубины, которое называется стереопсисом. Подлинное ощущение глубины возможно только при бинокулярном зрении.

Бинокулярными признаками называют признаки, связанные с соотношением изображений или проекций объекта на сетчатки разных глаз. Бинокулярные признаки существуют за счет того, что люди, как правило, видят и смотрят двумя глазами. Благодаря тому, что наши глаза находятся на некотором расстоянии друг от друга, каждый глаз смотрит на объект с несколько разных позиций (как при одновременной видеосъемке с двух точек). Следовательно, каждый глаз видит один и тот же предмет под разным углом.

154

Это различие в направлениях смотрения каждым глазом, или угол между этими направлениями, называется бинокулярным параллаксом.

Единственным бинокулярным признаком удаленности и глубины является бинокулярный параллакс, который включает в себя бинокулярную конвергенцию и связанную с ней бинокулярную диспаратность.

Бинокулярной конвергенцией называют сведение осей зрения правого и левого глаза в точке фиксации. Очевидно, что чем дальше от наблюдателя точка фиксации, тем меньше будет угол конвергенции. Сама по себе бинокулярная конвергенция может выступать в качестве самодостаточного признака удаленности точки фиксации. Более важным, однако, является то, что глаза оказываются по-разному повернуты к этой точке. А это, в свою очередь, приводит к тому, что поля зрения правого и левого глаза, перекрываясь лишь частично, оказываются несколько сдвинутыми по горизонтали друг относительно друга. Это несовпадение полей зрения правого и левого глаза по горизонтали называют бинокулярной диспаратностью.

Представим себе, что человек фиксирует двумя глазами какую-либо точку пространства F (рис. 50). Изображения этой точки будут проецироваться на центральную ямку сетчатки (фовеа).

Точки сетчатки двух глаз, расположенные в одном направлении и на одном и том же расстоянии от центра сетчатки, куда проецируется точка фиксации, называются корреспондирующими, или соответствующими, точками сетчатки. Если совместить поля зрения, формируемые двумя сетчатками глаз, эти точки совпадут. Стимуляция корреспондирующих точек сетчатки вызывает эффект слияния двух изображений. По-другому слияние изображений двух глаз называют фузией.

Множество точек пространства, которые проецируются на корреспондирующие точки сетчатки, называется гороптером. Теоретически в поперечном сечении он имеет форму окружности. Точки, расположенные на гороптере, воспринимаются как равноудаленные от наблюдателя, т.е. расположенные в одной фронтальной плоскости. Для каждого угла конвергенции существует свой гороптер. Соответственно, при изменении угла конвергенции меняется ощущение удаленности тех или иных

155

точек пространства, т.е. возникает ощущение глубины. Это обеспечивается движениями глаз, которые называют вергентными движениями.

Рис. 50. При фиксации глазами точки F она проецируется на центр сетчатки. Точка Р при такой фиксации проецируется на левую и правую сетчатку в одном и том же направлении и на одно и то же расстояние от точки фиксации. Поэтому проекции точки Р на сетчатку левого и правого глаза называются корреспондирующими точками сетчатки. Совокупность точек пространства, которые проецируются на корреспондирующие точки сетчатки при данном угле конвергенции, называют гороптером. Все остальные точки пространства проецируются на диспаратные точки сетчатки.

Точки сетчатки двух глаз, расположенные в разном направлении и (или) на разном расстоянии от фовеа, куда проецируется точка фиксации, называются диспаратными, т.е. несоответствующими, точками сетчатки. Одновременная стимуляция этих точек вызывает эффект двоения изображения. Кажется, что мы видим не одну, а две точки пространства. Этот эффект по-другому именуется диплопией.

Движения глаз, направленные на преодоление бинокулярной диспаратности, называются фузионными. Они стимулируются точками, находящимися в узкой области пространства, прилегающей к гороптеру. Это фузионная зона Панума, получившая свое имя в честь датского физиолога, впервые указавшего на ее важность. Если точки пространства выходят за зону Панума – область оптимального стереопсиса, – возникает эффект двоения изображений, или диплопия. В этом

156

случае слияния изображений сетчаток левого и правого глаза не происходит.

В настоящее время известно, что поля V3 и V4 участвуют в восприятие формы V3 — динамической, а V4 — статической формы.

Роль движения глаз для зрения.

При рассматривании любых предметов глаза двигаются. Глазные движения осуществляют 6 мышц, прикреплённых к глазному яблоку. Движение двух глаз совершается одновременно и содружественно. Рассматривая близкие предметы, необходимо сводить (конвергенция), а, рассматривая далёкие предметы – разводить зрительные оси двух глаз (дивергенция). Кроме того, важная роль движений глаз для зрения определяется также тем, что для непрерывного получения мозгом зрительной информации необходимо движение изображения на сетчатке. Импульсы в зрительном нерве возникают в момент включения и выключения светового изображения. При длящемся действии света на одни и те же фоторецепторы импульсация в волокнах зрительного нерва быстро прекращается и зрительное ощущение при неподвижных глазах и объектах исчезает через 1–2 с. Если на глаз поставить присоску с крохотным источником света, то человек видит его только в момент включения или выключения, так как этот раздражитель движется вместе с глазом и, следовательно, неподвижен по отношению к сетчатке. Чтобы преодолеть такое приспособление (адаптацию) к неподвижному изображению, глаз при рассматривании любого предмета производит не ощущаемые человеком непрерывные скачки (саккады). Вследствие каждого скачка изображение на сетчатке смещается с одних фоторецепторов на другие, вновь вызывая импульсацию ганглиозных клеток. Продолжительность каждого скачка равна сотым долям секунды, а амплитуда его не превышает 20 угловых градусов. Чем сложнее рассматриваемый объект, тем сложнее траектория движения глаз. Они как бы «прослеживают» контуры изображения (рис. 51), задерживаясь на наиболее информативных его участках (например, в лице это – глаза).

157

Кроме скачков, глаза непрерывно мелко дрожат и дрейфуют (медленно смещаются с точки фиксации взора). Эти движения также очень важны для зрительного восприятия.

Рис. 51. Траектория движения глаз (Б) при осматривании изображения Нефертити (А).

Восприятие движения.

Воспринимаемый нами мир оказывается относительно стабильным и независимым от нашей собственной двигательной активности в нем. Человек способен различить свою собственную двигательную активность и движения в окружающем мире, которые не зависят от него. Каким образом система восприятия различает собственные движения наблюдателя и движение объектов в окружающем мире?

Согласно Р. Грегори (1923–2010) можно говорить о существовании двух относительно независимых друг от друга системах восприятия движения, которые, тем не менее, тесно взаимодействуют друг с другом, – системе "глаз – голова" и системе "изображение – сетчатка" (Грегори, 1970, рис. 46).

В системе "глаз – голова" движение объекта определяется следящими движениями глаз. В системе "изображение – сетчатка" движение объекта определяется смещением возбуждения рецепторов, расположенных на сетчатке. Предполагается, что перцептивные центры, ответственные за восприятие движения,

158

собирают информацию от этих двух систем восприятия движения и сравнивают ее, оценивая информацию о движении.

Рис. 52. Две системы восприятия реального движения: а) система "изображение – сетчатка"; б) система "глаз – голова"

Существует представление о том, что восприятие движущегося объекта происходит за счет того, что проекция объекта, находящегося в движения, перемещается по сетчатке. Но оказывается, что этот ответ не полон в том смысле, что перемещение проекции по сетчатке не является ни необходимым ни достаточным признаком движения.

Иллюстрацией сказанному может быть так называемый стробоскопический эффект. На некотором расстоянии друг от друга находятся две лампочки. Первая зажигается на короткое время и гаснет, потом зажигается вторая и тоже гаснет и т. д. Если временной интервал между зажиганиями лампочек от 30 до 200 мс, нам кажется, что световая полоса перемещается от одной точки к другой. В данном случае мы воспринимаем движение, когда реального движения нет и когда проекция объекта не перемещается по сетчатке.

В настоящее время показано, что поле V5 (MT) экстрастриарной коры (медиотемпоральный регион вторичной зрительной коры, находится в средней височной извилине) отвечает за восприятие движений. При его поражении возникает акинетопсия. Больной не видит движущиеся объекты. Акинетопсия вызывается повреждением в области , может также проявиться в качестве побочного эффекта при приёме некоторых антидепрессантов. Иногда акинетопсия

159

возникает при механических повреждениях мозга, церебральноваскулярных припадках или после операций на мозге.

Движение объекта воспринимается и оценивается лучше в случае относительного движения, т.е. когда он перемещается на структурированном (неоднородном) поле по сравнению со случаем движения на темном или однородном поле.

Иначе говоря, когда объект «находится в одиночестве», когда только он находится в поле зрения (абсолютное движение), более вероятны ошибки при восприятии движения.

В восприятии движения участвует обратная связь — сигналы, информирующие о движении наших глаз и головы: каждый, наверное, неоднократно ловил себя на том, что следит глазами за движущимся объектом.

Распознавание «сложных» образов

Процесс отнесения образов восприятия к некоторой категории называется процессом опознания, или распознаванием образов. (В.Н. Дружинин, 2002)

Человек обладает способностью довольно легко распознавать даже сильно измененные образы. Мы узнаем знакомую мелодию, если даже ее играют на другом инструменте или в другой тональности. Феномены подобного рода служили гештальтпеихологам одними из главных аргументов в пользу того, что образ восприятия не сводится к сумме его частей.

Но, как и в случае других процессов восприятия, распознавание образов нельзя объяснить только особенностями стимульной ситуации. Значение имеет и «влияние сверху»: эффекты опыта, установок, личностных особенностей воспринимающего и т. п.

В распознавании «сложных» образов выделяют ряд принципов: принцип «простых» элементов, эффект преднастройки, эффект глубины в плоском изображении, эффект феноменальная прозрачности и др.

Например, эффект влияния установки на распознавание образов продемонстрирован экспериментом Leeper R.W. (1935).

Стимульним материалом в данном эксперименте была двусмысленная картинка на которой попеременно можно было

160

видеть то молодую женщину, несколько отвернувшуюся от наблюдателя, то старуху в профиль. Перед демонстрацией двусмысленной картинки одной группе испытуемых показывали недвусмысленное изображение молодой женщины, а другой группе— недвусмысленное изображение старой.

Выяснилось, что испытуемые первой группы видели на двусмысленной картинке молодую женщину, а испытуемые второй группы — старуху. На идентификацию изображения повлияла установка, сформированная ранее.

Достаточно корректной иллюстрацией к распознавание «сложных» образов являются т.н. «эффекты Тетчер» и «фигуры Навона».

Эффект Тэтчер

Иллюзия впервые описана английским психологом Питером Томпсоном в 1980г. (Thompson P., 1980) на фотографии тогдашнего премьер-министра Великобритании Маргарет Тэтчер, которая до сих пор считается классической, на которой этот эффект заметен наилучшим образом.

Одна из зрительных иллюзий, связанных с преобладающим восприятием головным мозгом целостных визуальных стимулов, нежели их отдельных частей (см. тж. Навона фигуры). Для её выявления испытуемому предоставляется перевёрнутая фотография человека, рот и глаза на которой остаются в нормальном положении (т.н. «тэтчеризация» фотографии). И это перевёрнутое лицо кажется