Сприйняття форми

Уявіть собі, що вам потрібно спроектувати відеокомп'ютерну систему, що так само, як і ваша власна система "ока+мозок", могла б читати написане від руки або розпізнавати людей. (Поштові працівники сподіваються, що такий сканер з'явиться.) Які властивості знадобилися б такій системі?

Фігура й фон

Насамперед такій системі потрібен було би якесь тло. Нашим першим завданням при сприйнятті об'єкта, названого фігурою, було б виділення його з навколишнього середовища, названого тлом. Серед голосів, які ви чули на вечірці, той єдиний голос, до якого ви увесь час прислухалися, був фігурою, а всі інші - частиною загального тла. Коли ви читаєте, то слова здаються вам фігурами, а білий папір - тлом. На мал. 6.3 співвідношення фігура-тло увесь час змінюється, але ми завжди організуємо сприйняття по моделі - фігура на тлі. (Що це ваза чи профілі молодого принца Філіпа й королеви Єлизавети?) Мінливість фігури й тла ще раз підкреслює той факт, що той самий подразник може сприйматися по-різному. Якщо ви не знаєте про те, що фігура сприймається по-різному, ви її й не сприймете по-іншому (Rock & others, 1994).

Груповання

Виділивши фігуру із загального тла, ми (і наша відеокомп'ютерна система) повинні потім додати цій фігурі потрібну форму. Деякі основні властивості фігури - такі як кольори, рух, контраст темного і світлого, - сприймаються автоматично й миттєво (Treisman, 1987). Щоб упорядкувати форму, наш розум функціонує відповідно до певним правилам угруповання образів (мал. 6.4). Ці правила, визначені гештальтпсихологією, відбивають ідею про те, що сприймане ціле відрізняється від простої суми його частин (Rock & Palmer, 1990).

Близькість. Ми групуємо об'єкти, що перебувають поруч, і бачимо на малюнку не 6 окремих ліній, а три пари ліній.

Подібність. Якщо фігури схожі одна на одну, то ми їх групуємо. Трикутники й кружечки сприймаються нами як вертикальні стовпчики об'єктів однакової форми, а не як горизонтальні ряди різних за формою об'єктів.

Довжина. Краще сприймаються плавні довгі форми, ніж переривчасті. Ми могли б сприймати малюнок як ряд півкіл, які чергуються одне з одним, але сприймаємо його як дві лінії - пряму й звивисту.

Цілісність. Якщо у фігурі є розриви, ми подумки ліквідуємо їх, заповнюючи їх і утворюючи образ закінченого цілісного об'єкта трикутника.

Зв'язність. Ми сприймаємо крапки, лінії або площини як єдине ціле, якщо вони мають однакову форму й пов'язані між собою.

Ці принципи груповання звичайно допомагають нам сприймати реальність. Іноді, однак, вони можуть уводити в оману.

Сприйняття глибини

Двомірні образи, які відбиваються на сітківці ока, ми якимось чином перетворюємо в тривимірні. Бачення об'єктів у трьох вимірах, назване сприйняттям глибини, дає нам можливість визначати відстань між нами й автомобілями, що рухаються, або висоту гори. Ця здатність частково є вродженою. Елеонора Джібсон і Річард Уок (Gibson & Walk, 1960) помітили це, коли проводили експеримент за допомогою маленькогої штучного спуску, на якому розмістили спеціальну скляну поверхню. Ідея експерименту прийшла до Джібсон під час пікніка, коли вона їла, сидячи на самому краї Великого каньйону. Вона задумалася: чи змогла би дитина, що вчиться ходити, відсахнутися назад, глянувши через край каньйону в безодню?

У лабораторії Корнуельского університету Джібсон і Уок посадили маленьких дітей у віці від 6 до 14 місяців на візуальний спуск. Потім матері цих дітей підкликали їх підповзти по склу до самого краю площини. Більшість дітей не стало ризикувати, вони швидко відповзали в безпечну сторону, демонструючи тим самим свою здатність сприймати глибину. Можливо, що на той час, коли вони навчилися плазувати, вони навчилися й сприймати глибину. Немовлята тварини без усякого візуального досвіду - кошенята, цапенята, курчата - демонстрували таку ж реакцію. Кожний біологічний вид на той час, коли він стає рухливим, уже має необхідні йому перцептивні здатності. Більше того, протягом першого місяця життя діти повертають голову, щоб ухилитися від об'єкта, що рухається на них, але вони не реагують на об'єкт, що рухається в їхньому напрямку під кутом і не може торкнутися їх (Ball & Tronick, 1971).

Хоча біологічне дозрівання припускає, що ми обережно сприймаємо висоту, досвід підсилює цю обережність. У дитин відчуття небезпеки посилюється в міру набуття досвіду через повзання незалежно від того, коли дитина починає плазувати. А коли діти починають пересуватися за допомогою ходунків, вони стають ще більш обережними (Campos & others, 1992).

Групування

Тенденція до об'єднання подразників в цілісні групи.

Сприйняття глибини

Здатність бачити об'єкти в трьох вимірах, хоча образи, які відбиваються на сітківці, - двомірні, дає можливість сприймати відстань.

Візуальний спуск

Лабораторна установка для вивчення сприйняття глибини дітьми й дитинчатами тварин.

Бінокулярні сигнали

Сигнали віддаленості - такі, як нерозмірність образом об'єктів на сітківці очей і конвергенція. Можлива за умови коли дивляться обома очима..

Монокулярні сигнали

Сигнали для визначення відстані (коли один об'єкт перекриває інші); лінійна перспектива й перетинання, що виникають, коли ми дивимося тільки одним оком.

Сітчаста нерозмірність

Бінокулярні сигнали сприйняття глибини, чим більша різниця між двома відображеннями об'єкта на сітківці, тим ближчим до нас здається об'єкт.

Конвергенція

Бінокулярні сигнали сприйняття глибини; ступінь сходження очей при розгляданні об'єкта.

ГРУПУВАННЯ ОБРАЗІВ

Показані на малюнку об'єкти можуть сприйматися по-різному, однак скрізь люди сприймають їх майже однаково. Гештальт-психологи вважають, що це підтверджує факт того, що мозок користується "правилами" при організації сенсорної інформації в цілісні групи

Як ми сприймаємо глибину? Яким чином ми перетворюємо двомірні образи на сітківці в тривимірні? Для обробки деяких сигналів потрібна участь обох очей (бінокулярні сигнали). Інші ж сигнали обробляються кожним оком (монокулярні сигнали).

Бінокулярні підказки

Через те, що наші очі розташовані на відстані 2,5 дюйми одне від одного, їх сітківки одержують недуже різні картини навколишньої реальності. Коли мозок порівнює ці картини, то сітчаста нерозмірність (різниця між двома картинами) і допомагає визначити відстань. Якщо ви тримаєте палець, майже доторкаючись ним до кінчика носа, то на сітківках будуть 2 різні відбиття пальця. (Ви зможете переконатися в цьому, коли по черзі замружите одне око, а потім друге або складете пальці у вигляді ковбасок, як показано на мал. 6.5.) А на великій відстані, скажемо, на відстані витягнутої руки, ця нерозмірність буде меншою.

Творці стереоскопічних фільмів одержують ефект сітчастої нерозмірності, роблячи знімки за допомогою двох камер, розташованих на відстані в кілька дюймів одна від іншої (таку ж особливість ми, імовірно, хотіли б мати й у комп'ютері, що міг би вести спостереження). Якщо потім дивитися на екран через окуляри або спеціальне пристосування, що дає можливість лівим оком бачити "поле зору" лівої камери, а правим - правої, то утвориться звичайний ефект сітчастої нерозмірності. Для комп'ютерних образів також характерний цей ефект.

Чи зможете ви знайти тривимірну букву грецького алфавіту псі(Ψ) на стереограмі (мал. 6.6). Зведіть в одну крапку ваші очі (або поставте на стереограму олівець так, щоб його кінчик піднімався над сторінкою на три дюйми, і дивіться на нього уважно). Коли дві крапки у верхній частині стереограми перетворяться в три, з'явиться образ псі (і ви вже не будете почувати, що очі зведені в одну крапку). Образ здається таким реальним, що ви навіть змогли б виміряти відстань між ним і сторінкою за допомогою лінійки.

Але пам'ятайте, що ви не можете окреслити контур тривимірного образу на сторінці, тому що його на ній немає. Зверніть увагу: якщо ви закриєте одне око, образ миттєво зникне, що знову свідчить про те, що він не існує реально, а тільки у вашому мозку. Сприймана глибина двох злегка різних образів, нашарованих один на одного, з'являється, коли кожний око фокусується на одному образі, а мозок інтегрує два варіанти образу в один тривимірний. Це явище ще раз акцентує головну ідею цієї глави: сприйняття - це не просте проектування реальності на мозок. Скоріше навпаки, сенсорна інформація розбивається на інформаційні біти, які потім знову інтегруються й перетворюються в його власну функціональну модель зовнішньої реальності. Наш мозок конструює наше сприйняття.

ПЛИВУЧА КОВБАСКА З ПАЛЬЦІВ

Потримаєте 2 вказівних пальці на відстані близько 5 дюймів від очей, а відстань між кінчиками пальців - півдюйма. Потім гляньте поверх пальців, і ви побачите цікаве явище. Розсуньте пальці далі й сітчаста нерозмірність - і ковбаска з пальців - підіжметься.

ДВА Ока + МОЗОК = ГЛИБИНА

Якщо ви не можете побачити тривимірний образ, спробуйте наблизити стереограму собі так, щоб її центр торкнувся носа, потім повільно відведіть її від обличчя, не зводячи очей з однієї крапки. Тривимірний образ повинен з'явитися на відстані 30 см від обличчя. Образ з'являється тому, що стереограма містить 2 види грецької букви пси, представлених під злегка різними кутами зору. Коли мозок з'єднує ці 2 види в один, ви бачите тривимірний образ цієї букви

Ще однією бінокулярною підказкою для визначення відстані є конвергенція, підказка вже з боку м'язів, що визначає, у якому ступені осі очей сходяться на об'єкті. Виявивши кут конвергенції, мозок визначає напрямок погляду: чи дивитеся ви прямо перед собою або на сторінку книги, що читаєте, або ж на людину в іншому кінці кімнати.

Монокулярні підказки

Дивлячись двома очами на близько піднесені до них два олівці або дві ручки, ми можемо легко доторкнутися до їхніх кінчиків. А що, якщо ми закриємо одне око? Чи ускладниться це завдання? Цей приклад свідчить про важливість бінокулярної підказки при визначенні відстані до близьких об'єктів. Два ока краще одного. Але як ми визначаємо цю відстань? Де перебуває людина - за 10 або за 100 метрів від нас? В обох випадках сітчаста нерозмірність буває невеликою, коли ми дивимося прямо перед собою. При визначенні таких відстаней ми користуємося наступними монокулярними підказками:

Відносний розмір. Із двох об'єктів, які здаються нам однаковими, далі від нас перебуває той об'єкт, чий образ на сітківці буде меншим.

Інтерпозиція. Якщо один об'єкт частково перекриває іншої, то ми сприймаємо його як розмішений ближче. На малюнку внизу інтерпозиція (розташування об'єкта серед інших об'єктів) навмисно вносить плутанину в сприйняття фігури й тла.

ІНТЕРПОЗИЦІЯ

Відносна чіткість. Оскільки світло від далеких об'єктів проходить через більш товсті шари атмосфери, невиразні об'єкти здаються нам розташованими далі, ніж об'єкти з виразними й чіткими контурами.

Градієнт текстури. Ми сприймаємо поступову зміну грубих і виразних тканин (текстури) тонка й розпливчастими як ознака збільшення відстані. Далекі об'єкти здаються меншими й більш компактними (щільно розташованими).

Відносна висота. Об'єкти, розташовані в нашому полі зору на великій висоті, ми сприймаємо як розташовані на великій відстані (але цей ефект не відповідає об'єктам, що перебувають над лінією обрію; птах, що летить вище іншої, здається більш близькою до нас). Це підсилює ілюзію того, що однакові за розміром об'єкти більш по вертикалі, а не по горизонталі. Що можна сказати про вертикальну лінію на малюнку? Вона довша або коротша горизонтальної, а може, дорівнює їй? Виміряйте й побачите самі.

ВІДНОСНА ВИСОТА

Відносний рух. Коли ми рухаємося, то здається, що навколишні нас нерухомі об'єкти рухаються щодо нас. Коли ви їдете в поїзді й зафіксуєте ваш погляд на якому-небудь об'єкті, скажемо, будинку, то вам буде здаватися, що об'єкти, розташовані до вас ближче, чим цей будинок (пункт фіксації погляду), рухаються у зворотному напрямку. І чим ближче об'єкт, тим швидше він буде рухатися.

Якби ви могли вийняти очні яблука й поміняти їх місцями (не зачепивши при цьому нейронні мережі), ви змінили б сітчасту нерозмірність, додавши всім об'єктам іншу глибину, близькі об'єкти здалися б далекими, а далекі об'єкти - близькими (Wolf, -1996).

А що стосується об'єктів, розташованих за пунктом фіксації погляду, те їхня швидкість будуть сповільнюватися в міру віддалення пункту фіксації погляду. Ваш мозок користується цими підказками швидкості й напрямку для визначення відносної відстані, на якому перебуває той або інший об'єкт.

Лінійна перспектива. Ми сприймаємо видиме сходження паралельних ліній як підказку для визначення відстані. Чим ближче вони сходяться, тим більшим здається відстань до них. Лінійна перспектива буває причиною нещасних випадків при переході через залізничні рейки, коли люди неправильно визначають відстань між собою й поїздом (Leibowitz, 1985). (Більша довжина поїзда створює ілюзію меншої швидкості руху, чим насправді.)

ЛІНІЙНА ПЕРСПЕКТИВА

Відносна яскравість. Об'єкти, розташовані поруч із нами, відбивають для наших очей більше світла. Таким чином, із двох однакових об'єктів менш яскравий здається більше віддаленим. Із цією ілюзією зв'язані деякі нещасні випадки. Так, наприклад, може здатися, що автомобіль, що рухається в густому тумані або якщо в нього включені фари, перебуває далі від нас, чим насправді. Затемнення також створює відчуття глибини, що відповідає джерелу світла, що ми маємо на увазі. Поміняйте місцями об'єкти на ілюстрації вгорі, і порожнина стане горбком, тому що ми вважаємо, що світло падає зверху

ВІДНОСНА ЯСКРАВІСТЬ

Для передачі відчуття глибини й відстані на плоскому полотні художники користуються монокулярними підказками, ЕЯК це роблять люди, яким доводиться визначати глибину тільки одним оком. В 1960 році футбольна команда Університету штату Вашингтон виграла кубок Роуза, завдяки чудесним передачам захисника Боба Шлореда. Шлоред, безпомилково визначальна відстань меж собою й гравцем, якій збирається передати м'яч, напевно, робить це дуже точно, тому що він сліпнув на ліве око.

Феномен phi

Ілюзія руху, що виникає, коли в розташованих поруч двох і більше світлових джерел світло то загоряється, то гасне у швидкій послідовності.

Константність сприйняття

Сприйняття об'єктів незмінними (з однаковою яскравістю, кольорами, формою й розміром) навіть тоді, коли міняється їхнє освітлення й відбиття на сітківці очей.