6. Восприятие пространства и движения. Признаки удаленности и глубины. Теории стабильности воспринимаемого мира. Иллюзии восприятия движения.

Существуют животные (змеи, рептилии) которые практически не видят неподвижного объекта!

У человека существуют 2 системы, которые сообщают нам о движении объекта:

1. изображение/сетчатка – глаз неподвижен, а изображение на сетчатке движется. Основа сетчатки – рецепторы, которые возбуждаются только при включении/выключении света, они чувствительны только к освещению - это on/off рецепторы. Закон, действующий в системе изображение/сетчатка: чем быстрее перемещается изображение на сетчатке, тем больше его скорость. (Кстати, возможности оценки скоростей бывают разные: так, много задавленных голубей, потому что в их природе, в их биовозможностях не заложена высокая скорость машины. Другое дело – хищная птица, ворона, которая сама высокоскоростная.)

2. глаз/голова – глаз движется, но изображение на сетчатке сохранено – наблюдатель включен в процесс движения. Каждое движение глаз может быть индикатором движения объекта (так, в темноте неподвижная точка (ех.,огонек на видео) кажется подвижной).

Гиппенрейтер: существует теория уподобления воспринимающей системы свойствам объекта: смотря, глаз «лепит» образ О-кта, следует за ним, повторяет его движения (так, мы заранее видим падение ребенка) – это происходит на основе генерализованного опыта поколений.. Мы двигаем глазами, головой, а мир остается стабильным, потому что в восприятии движения участвуют обе системы! Причем во время нормального движения глаза эти системы взаимно тормозят друг друга с целью отличить движение объекта от движения наблюдателя. Если бы этого не было, мы бы постоянно путали, что движется - глаз или мир?

Существуют 2 теории стабильности мира:

1. Афферентная теория Чарльза Шеррингтона – (афферентный, значит несущий сигналы от мышц в ЦНС): сигналы от глазодвигательных мышц образуют систему обратной афферентации, и тормозят сигналы движения, возникающие в сетчатке. По Шеррингтону, есть некий центральный орган - блок сличения, который сравнивает 2 потока информации: от системы "изображение/сетчатка", что изображение (объект) движется по сетчатке; и от системы "глаз/голова", что объект неподвижен, а глаз движется. Т.о., есть полная информация о том, что движется глаз или объект, а сам субъект остается неподвижным:

блок сличения

изображение/сетчатка глаз/голова

2. Эфферентная теория Гельмгольца: сетчаточные импульсы тормозятся не афферентными (от мышц к центру), а эфферентными (командными) сигналами. Т.е. командные нейроны (из ЦНС) давая глазу команду двигаться, отключают сетчаточные сигналы. Критический аргумент Гельмгольца прост: достаточно подвигать глаз рукой, и мы убедимся в том, что стабильность мира нарушается. А где сообщение об этом движении, от блока "глаз-голова"? Его нет! Гельмгольц вводит еще командный центр, который и управляет, на самом деле, движениями глаз. И тогда Гельмгольц предположил, что когда глазам идет команда двигаться, в это же самое время от КЦ на блок сличения поступает сообщение о том, что была дана такая команда. То есть, он посылает два сообщения: одну - в систему "глаз-голова", другую, подтверждающую, - в "блок сличения" - о том, что такая информация была дана:

блок сличения командный центр

изображение/сетчатка глаз/голова

Чтобы понять, кто прав, провели эксперимент: при помощи системы зеркал засвечивается определенное место на сетчатке, причем, лучик света, которым засвечивалось, все время меняет цвет (чтоб не привыкал). Если при этом подвигать глаз пальцем (придать ему движение извне) - будет один результат; а если при этом подвигать глазами произвольно, то есть с помощью Командного Центра - будет другой результат. Итак, засвечиваем (смотрим на яркий свет), закрываем глаза - получаем послеобраз. Фактор "Изображение - Сетчатка" мы исключили; если мы теперь используем афферентный (чувствительный), подвигать глаз пальцем - изображение будет стоять на месте; если же эфферентный (моторный), произвольно вращать глазами - изображение будет следовать за движениями глаз. Шеррингтон был полностью разбит во 2-й половине 20 века, когда доказали, что глаз лишен чувствительных клеток, реагирующих на его движение.

Есть 2 подхода к восприятию пространства: классический Вудвортса и экологический Гибсона :

Вудвортс: восприятие есть сложное вычисление; в его основе лежат отдельные (дискретные) признаки;

Гибсон: сравним с гештальтистами – отталкивается не от части, а от целого.

Монокулярные признаки удаленности и глубины.

Согласно классическому подходу к восприятию пространства (Вудвортс) – мы определяем, какой объект ближе или дальше благодаря врожденному феномену восприятия глубины (удаленности). 2-хглазое и одноглазое восприятие глубины – разные. Пусть у нас неподвижна точка наблюдения и неподвижен мир, и наблюдатель созерцает мир только одним глазом - монокулярное наблюдение. Есть след. признаки удаленности:

1. Простейший окуломоторный ("окуло" - "глаз", окуломоторный - глазодвигательный) признак - это наведение резкости, фокусировка или аккомодация, изменение мышцы хрусталика ("наведение на резкость"); аккомодация действует на расстоянии свыше 6 метров.

2. Основные признаки монокулярного наблюдения (многие из которых будут сохраняться и при бинокулярном наблюдении) - это изобразительные или зрительные признаки. Их начал описывать Леонардо да Винчи; и первой он выделил перспективу, в первую очередь, линейную перспективу: Он предлагал художнику взять стекло, поставить его в рамку и выписывать отдельные признаки окружающего мира. Линейная перспектива на бытовом языке означает: "что дальше - то меньше, что ближе - то больше", и действует она начиная с расстояния от 1 до 1,5 м. На более близких расстояниях, по Раушенбаху, действует обратная перспектива; поэтому иконы пишутся иначе – с обратной перспективой (плоскостной), чем живопись Возрождения - с линейной перспективой.

Существует также воздушная перспектива - это изменение цветности; хорошо наблюдается в горах, когда мы видим удаленные объекты по-разному окрашенными и цвет стремится в сторону голубого.

3. Размер как признак глубины – работает только для знакомых объектов – чем ближе объект, тем он кажется больше и наоборот:

расстояние

а - изображение d D А - реальная величина А : а = D : d или а= А : D

на сетчатке Ο столба поскольку d постоянно

глаз

4. Градиент текстуры – текстура становится более плотной по мере удаления объекта.

5. Распределение света и тени: что бы мы ни воспринимали, мы интуитивно располагаем источник света вверху (на рисунке затененные кружки воспринимаются как выпуклости). Более близкие объекты отбрасывают тень на более дальние. С этим признаком связано множество иллюзий.

6. Наиболее сильный признак удаленности перекрытие/наложение: ех.,иллюзии Эймса:

- простейший опыт на эту тему предполагает монокулярное наблюдение. Берут две игральные карты: король ближе, а дама дальше таким образом, что король частично ее перекрывает. После вырезают ранее прикрытый уголок у дамы, и меняют карты местами так, чтобы король заполнил вырезанный уголок дамы. Теперь, если смотреть одним глазом, признак перекрытия побеждает линейную перспективу: ближним кажется король!

- Иллюзия комнаты Эймса. Здесь действуют два фактора: линейная перспектива, а также свойства целостного восприятия - целостность, константность и предметность восприятия (исходя из привычных норм мы воспринимаем искусственный ландшафт, как состоящий из прямых углов (Мюллер-Лайер)). Испытуемый смотрит одним глазом в щелочку и видит комнату небольших размеров, которая обставлена мебелью, и в одном углу комнаты он видит огромного великана, а в другом - карлика, или, в другом варианте, ему дается возможность просунуть в комнату руку, но так, чтобы он ее не видел, в руке - указка; ему предлагается достать указкой до углов: до одного указка не достает, а другой так близко, кто указка ломается. На самом деле комната прямоугольной не является.Иллюзия Эймса разрушается, если в комнате находится знакомый человек (по росту).

Бинокулярные признаки удаленности и глубины. Стереограммы Юлеша.

1. При бинокулярном наблюдении неподвижного мира существуют следующие признаки:

Фокусировка: наведение резкости (меняется кривизна хрусталлика, т.е. аккомодационной мышцы)

Триангуляция: сведение на объекте неподвижных осей. Удаленность определяется из треугольника (зная 1 сторону и 2 прилежащих к ней угла): можно измерить ширину реки, проведя вдоль берега базовую линию и наблюдая на другом берегу точку из концов этой линии. Сильное косоглазие разрушает этот признак.

Двоение изображения: часть зрительного поля воспринимается четко, а часть двоится (ех., при фиксации ближнего объекта, дальние двоятся, и наоборот). Этот признак очень индивидуален.

Диспаратность - бывают корреспондирующие и диспаратные точки сетчатки, образующие одноименные зоны. Если мы видим что-то четко, слитно – значит сигналы от предметов попадают в корреспондирующую зону; остальные предметы размыты, двоятся – их проекция попадает в диспаратную зону. Диспаратность – это разница углов конвергенции на ближней и дальней точке. Конвергенция – сведение в 1 точку. При сведении на близкой кочке – возникает тупой угол, чем дальше объект, тем острее угол в стереозрении.

в

а а – в = мера диспаратности

O O

Диспаратность, фактически, различие видимых проектов объекта – при фиксации мы видим их слитно, при дефиксации – размыто. Это стимул восприятия нлубины. Чем больше разница углов, тем больше диспаратность. Там, где есть диспаратность, наблюдается следующее: наблюдается особая область пространства рядом с гороптером, когда изображение не слитно, но рядом (как если смотреть на палец то одним, то другим глазом): изображений два, а результат - психическое впечатление глубины объекта, то есть объема.

Зона слитного видения – это не одна, а совокупность точек или – гороптер. Все, что ближе, дальше или по бокам зоны фиксируемого объекта дает неслитное видение. Теоретический гороптер (геометрическое место точек пространства, которые попадают на корреспондирующие точки сетчаток при данном угле конвергенции) выглядит как фрагмент окружности с центром в переносице и радиусом, который идет от центра к фиксируемому объекту. Реальный гороптер – чем дальше фиксируемая точка, тем больше выпрямляется дуга (даже разворачивается в обратную сторону :) Так что, согласно глазной оптике гороптер похож на теоретический только при фиксации ближних О-ктов.

Стереопсис – механизм стереозрения, основанный на совместном видении 2-мя раздельно воспринимающими приборами (Логвиненко) Зоны количественного и качественного стереопсиса располагаются вокруг линии реального гороптера после зоны Панума .

Зона качественого стереопсиса

Зона количественного стереопсиса

Зона Панума

Реальный гороптер

Зона Панума

Зона количественного стереопсиса

Зона качественого стереопсиса

Зона Панума - экспериментально выверенная зона диспаратности, которая обеспечивает стереозрение. Она измеряется в углах и составляет от 15 углов/сек до 15/30 углов/мин. Здесь изображение еще не двоится, но уже не сливается; там появляется ощущение глубины и объема. Следующая за зоной Панума зона - это зона количественного стереопсиса, где уже нет глубины - возможно только различение "ближе-дальше", а дальше – зона качественного стереопсиса, где мы можем просто сказать, что ближе, но насколько - уже невозможно понять.

Случайно-точечные стереограммы Юлеша. Проводится при помощи стереоскопа, позволяющего предъявлять изображение на левую и правую сетчатки. 2 стереограммы: на них изображается хаотичный набор точек (цифры 1 и 0); но внутри есть небольшие квадраты (буквы А и В) – для различения их местоположение на стереограммах разное. Увидеть эти квадраты монокулярным зрением нельзя! При наблюдении бинокулярным зрением, оба квадрата видятся, причем объемно и ближе, т.е. в соответствии со знаком и величиной диспаратности.