людинно-машинна взаємодія / лекции / Лекция №3

Для понимания процессов зрительного восприятия многое может дать анализ движений глаза. Глаза являются самыми активными из наших органов чувств, они находятся в непрерывном движении и все время об­следуют одну за другой детали окружающего нас мира. Движения глаз в основном необходимы для того, чтобы перевести рассматриваемый объект в зону ясного виде­ния сетчатки и фиксировать его там необходимое время. Перевод взора осуществляется с помощью быстрых саккадических (скачкообразных) движений глаза и конвергенционно-дивергенционных движений. Скачок глаза возникает через 200—300 мс после появления стимула, совершается с большей скоростью, которая зависит от угла поворота, и выполняется с точностью порядка 4—8'. Результаты исследований показали, что для пере­вода взгляда на 20° требуется одна саккада, которая совершается за 6—7 мс, при переводе взгляда на 40° — 1—2 саккады за 135 мс, при переводе взгляда более чем на 45° требуется уже движение головы. После того как взор наблюдателя оказался направленным точ­но на объект, глазодвигательная система фиксирует объект с целью извлечения нужной информации. Одна­ко, как показали результаты эксперимента, глаз чело­века не мог бы видеть неподвижных объектов, если бы не существовало небольших непроизвольных движений глаз. Различают несколько типов мелких движений глаз: тре­мор— высокочастотные колебания с амплитудой 5—15'; дрейф — плавное, медленное смещение взора с ампли­тудой 3—30' и средней скоростью около 6'/с; микросаккады — непроизвольные небольшие скачки со средней скоростью 3—12°/с и амплитудой 2—10'. Как показали результаты исследований распределения точек фикса­ции при рассмотрении неподвижного объекта, плотность точек фиксации велика на тех участках изображения, где больше переходов и мелких деталей. При рас­сматривании контурных рисунков точки фиксации обычно группируются около углов и крутых изгибов контура, как наиболее информативных элементов. В сложных изображениях чаще всего фиксируются неожиданные и необычные детали. Благодаря соответствующему распре­делению точек фиксации поток информации, поступающий в зрительную систему, становится более равно­мерным по времени. Подобное выравнивание потока информации по времени является еще одной функцией глазодвигательной системы.

Информационная модель, предъявляемая человеку-оператору, представляет собой не только набор символов, знаков, но и фрагменты текстовой информации. Одним из факторов, влияющих на эффективность восприятия слов, являются эффекты знакомости. На основании чисто логического анализа можно выделить несколько типов знакомости: при восприятии слова оператор может ис­пользовать имеющиеся знания у него о: 1) внешнем окружении этого слова (эффект контекста); 2) слове как целостном объекте, т. е. знакомость слова как зри­тельной, семантической единицы, уникальной последова­тельности букв (эффект частотности); 3) его внутрен­ней структуре — букв, буквосочетаний — и правил их композиции (эффект превосходства слова). Эффект кон­текста заключается в следующем: если предъявлению слова предшествует семантически связанный с ним мате­риал (картинка, предложение, изолированное слово), восприятие этого слова облегчается. Эффект частот­ности слова состоит в том, что высокочастотные слова распознаются быстрее и точнее, чем низкочастот­ные. Впервые этот эффект продемонстрирован Соломо­ном и Хоуэсом, которые показали, что пороги зрительного опознания для высокочастотных слов ниже. Но эта гипотеза не всегда подтверждается, так как сле­дует различать зрительную и семантическую частотности слов. Эффект превосходства слова заключается в том, что конфигуративные признаки знакомых слов распозна­ются лучше, чем конфигуративные признаки бессмыс­ленных последовательностей букв. Основные гипотезы о механизмах этих эффектов были выдвинуты уже в начале нашего века. Это гипотеза целостного зри­тельного восприятия (при восприятии знакомых слов человек выделяет зрительные единицы большие, чем от­дельные буквы), гипотеза угадывания (в контексте привычных слов и слогов могут быть правильно уга­даны даже актуально не воспринимаемые буквы) и ги­потеза лучшего сохранения в памяти, в соответствии с которой осмысленность и произносимость буквенной последовательности приводит к повышению надежности, сохранению выделенного признака до выполнения ответа.

Вторичная информация

Информационная модель

Прием информации

Концептуальная модель

Рис. 8. Схема возможных преобразований информации (изображений) в системе интерфейса взаимодействия.

На рис. 8 приведена схема возможных преобразований информации (изображений) в системе интерфейса взаимодействия. На схеме показаны преобразования информации от первичного состояния (объект, наблюдаемый непосредственно наблюдателем) до изображения-образа (концептуальной модели), т.е. до феноменального состояния через вторичное изображение – информационную модель на системе отображения информации. Первичная форма является как бы эталоном вторичного изображения на средствах отображения и феноменального изображения у оператора.

Дальнейшее изучение принципов работы зрительной системы имеет важное значение для создания систем отображения и обработки информации, для создания опознающих устройств, обучающихся систем управления на принципиально отличных от существующих в настоящее время способах обработки информации.