Теория д. Марра
Суть теории Марра состоит в том, что в основе зрительного восприятия лежат процессы сбора, представления, обработки и распознавания информации, отражающей свойства наблюдаемого человеком реального мира. В его работе приводятся методологические предпосылки, описание используемого информационного подхода, структура, предлагаемая для представления процесса зрительного восприятия в целом, и путь, который привел к её формированию.
Основное содержание работы составляет информационный анализ феномена зрения человека, а именно способы построения вывода (алгоритмы), позволяющего по структуре изображения судить о структуре реального мира, а также обсуждение физических ограничений и допущений, обеспечивающих возможность построения такого вывода.
Значительное внимание уделяется иерархии представлений зрительной информации, способам формализации описаний изображения и элементам, из которых они могут и должны строится, - признакам, стереозрению, использованию движения для восстановления трехмерной структуры реальной сцены по последовательности изображений и использованию результатов всех связанных со зрительным восприятием процессов для приведения изображения к виду, удобному для распознавания, и реализации последнего.
Информационная теория зрения развивается в труде при сопоставлении и соединении тезисов автора с известными данными по психофизике и нейрофизиологии зрительной системы человека и методами обработки информации, используемыми в автоматизированных системах обработки и распознавания изображений.
Видимое поле
Когда мы смотрим вокруг, то видим не хаос ощущений, а окружение, четко разделенное на осмысленные предметы.
Есть определенные факторы, которые влияют на группировку элементов в зрительном поле.
Чем ближе объекты друг к другу в зрительном поле, тем с большей вероятностью организуются в единые, целостные образы. Пары линий на рис. 1а по этой причине легко организуются так, что 2 соседние воспринимаются как целое, при этом почти невозможно воспринимать как целое линии, разделенные большими промежутками, т.е. разрушить единицы, основанные на факторе пространственной близости. Здесь имеет место не просто пространственная близость, но близость процесса одинакового качества.
А | | | | | | | |
Б ] [ ] [ ] [ ] [ рис. 1
В ] □ □ □ [
Сходства процессов в зрительном поле: чем больше единые и целостные образы, тем с большей вероятностью они организуются.
Чем больше элементы в зрительном поле оказываются в местах, соответствующих продолжению закономерной последовательности, тем с большей вероятностью они организуются в единые целостные образы. На рис. 1б факторы близости и сходства остаются теми же, что и на рис. 1а, но здесь более отдаленные элементы обладают свойством продолжения , выступая как части простого целого. Поэтому можно легко организовывать в связанные единицы относительно отдаленные ломаные линии, несмотря на фактор близости.
Чем в большей степени элементы зрительного поля образуют замкнутые целые, тем с большей готовностью они будут организовываться в отдельные образы. Это простое логическое развитие принципа продолжения. На рис. 1в линии продолжены до соединения друг с другом и образования форм квадрата: такие замкнутые контуры образуют сильным приоритетом в зрительной организации.
Мы видим вещи, но не дыры между ними. Если протянуть руку и смотреть на нее, то рука выглядит фигурой, а различные другие объекты в поле зрения становятся бессмысленными, слитными в невыразительную массу, которую называют фоном. ‘’Вещь’’, на которую мы смотрим, видится как единичная тогда как объекты, расположенные ближе и дальше в поле зрения, выглядят как неясно двоящиеся; аккомодационный механизм настраивается на поверхность вещи, на которую мы смотрим, и это делает зрительно ясным один объект за счет других.
В процессе образования фигуры, прежде всего, находят выраженные, уже описанные, законы группировки. Чем ближе друг к другу элементы, образующие фигуру, тем легче она может быть изолирована. Чем больше сходство между элементами, образующими фигуру, тем легче она воспринимается как таковая. Чем сильнее контраст между элементами фигуры и фона, тем легче образуется фигура. То же справедливо в отношении непрерывности и замкнутости: чем более легко элементы, образующие фигуру, следуют закономерным и зрительно предсказуемым направлением, чем более они образуют замкнутые пространства, тем с большей легкостью возникают фигуры.
Любое видимое поле, если оно пристально рассматривается длительное время, начинает изменяться на наших глазах, обнаруживая свой неоднозначный характер.
Рис. 2а с самого начала двусмыслен: первое, что мы видим,- это фигуру, напоминающую вазу, затем что-то похожее на двух полных дам. Можно специально изменить вероятностные отношения в этой ситуации. Если придать вазоподобной области различительные метки, что увеличит ее ‘’вещный характер’’, то переход ко второму способу организации затрудняется. Если же, как это показано на рис. 2в, сделать осмысленные лица из двух внешних областей, то близнецы возьмут верх над вазой.
Рис. 2
A Б В
Константность зрительного восприятия
Несмотря на движения глаз и соответствующие им смещения ретинального
образа воспринимаемый нами мир остается стабильным: не «прыгает» во
время саккад и не «сплывает» во время дрейфа.
Относительное постоянство эгоцентрической локализации объектов
непосредственно до, во время и после завершения поворота глаз — это
явление получило название константности зрительного направления, или
стабильности видимого мира — характеризует один из основных каналов
включения окуломоторной активности в процесс зрительного восприятия.
Существует несколько подходов к объяснению константности зрительного
направления.
Наибольшей популярностью пользуется «эфферентная» (outflow) теория,
которая рассматривает стабильное восприятие как результат
взаимокомпенсации (вычитания, констелляции, элиминирования) сигналов,
поступающих в гипотетический нервный центр по каналам прямой (команда о повороте глаз на целевой стимул) и обратной (смещение ретинального
образа целевого стимула, вызываемое поворотом глаз) связи ГДС. Согласно
теории, перед поворотом глаз в ЦНС формируется негативный
информационный слепок предполагаемого движения — «эфферентная копия»
(шире: состояние готовности зрительной системы)
Видимое поле
«Видимое поле Дж. Гибсона»
Новизна психофизического подхода Гибсона заключалась в том, что он поставил под сомнение роль ощущений как элементарных кирпичиков сознания. Он считал ощущения абстракцией, не имеющей отношения к восприятию, хотя и не отрицал, что при определенных условиях, например, при интроспективной установке, могут возникнуть переживания, отличающиеся от образов восприятия, возникающих в нормальных условиях. Гибсон полагал, что человек наделен двумя видами зрения - обычным, в результате которого возникает то, что он называл «видимым миром», и так называемым картинным зрением, продуктом которого является «видимое поле». Дихотомию «ощущение - восприятие» он заменил дихотомией «видимое поле - видимый мир». Способность переживать видимое поле появилась у человека, считал Гибсон, на поздних этапах его культурно-исторического развития и является производной от его способности воспринимать рисунки. Иными словами, видимое поле можно получить, если относиться к реальной сцене как к нарисованной картине.
Гибсон, однако, категорически отрицал генетическую связь между видимым полем и видимым миром. Он подчеркивал, что восприятие не основано на ощущениях, равно как и видимое поле не лежит в основе видимого мира. Он настаивал на том, что восприятие непосредственно и является функцией стимуляции.
Джеймс детально анализировал особенности видимого поля. Если видимый мир безграничен и простирается по всем направлениям — вперед, назад и в стороны, то видимое поле ограничено и имеет форму овала. В центре видимое поле четкое и ясное, а у границ делается все более расплывчатым.
При движении глаз от одной точки фиксации к другой видимое поле перемещается, а видимый мир стабилен. Видимый мир всегда ориентирован в соответствии с гравитационной вертикалью, а вот видимое поле этой характеристикой не обладает. Если вы наклоните голову, видимый мир останется на месте, а видимое поле сразу же накренится. Наконец, видимый мир константен. Последнее означает, что в видимом мире мы воспринимаем трехмерные формы объектов, а вот в видимом поле — только проекционные.
Гибсон подчеркивает, что видимое поле никогда не бывает совершенно плоским, как, например, картина, но и по-настоящему глубоким его тоже не назовешь.
И еще одна примечательная деталь. «Мозаика видимого поля искажается при движении, — пишет Гибсон. — Например, когда наблюдатель движется в направлении какой-либо точки, видимое поле начинает растекаться от этой точки, а феноменальные поверхности мира всегда остаются жесткими».