Зрительное восприятие движения

Восприятие движения имеет жизненно важное значение. Фактически, вероятно, только глаза высших животных могут давать мозгу информацию о неподвижных объектах.

Такие глаза, как наши собственные, подвижные относительно головы, могут давать информацию о движении двумя различными способами.

Система восприятия движения изображение/сетчатка

Различного рода рецепторы сетчатки названы соответственно рецепторами «включения», рецепторами «выключения» и рецепторами «включения-выключения». Предполагается, что эти рецепторы, чувствительны только к изменениям освещения, и ответственны за сигнализацию движения; т.о. все глаза являются, прежде всего, детекторами движения. Эти рецепторы, сигнализирующие только об изменении освещенности, будут отвечать на движущиеся края изображения, но не будут реагировать на неподвижные изображения до тех пор, пока сами глаза не начнут двигаться.

Нервные аппараты, обеспечивающие восприятие движения посредством перемещения изображения по сетчатке, существенно отличается от другого способа сигнализации движений с помощью поворота глаза. Каждый глаз имеет шесть внешних мышц, управляющих его движениями; любое движение глаз сигнализируется в мозг и используется в качестве индикатора движения внешних объектов.

Почему мир остается стабильным, когда нашим глаза двигаются?

Итак, существуют две нервные системы сигнализации движений. Очевидно, что во время нормальных движений глаз эти системы тормозят друг друга, в результате чего и возникает стабильность зрительного мира.

Идея взаимного торможения этих систем как средства стабилизации зрительного восприятия рассматривалась Ч. Шеррингтоном (афферентная теория), а также Г. Гельмгольцем (эфферентная теория). Согласно первой – сигналы движения, поступающие от сетчатки (от системы изображение/сетчатка), тормозятся сигналами, идущими от глазных мышц (афферентными). Согласно эфферентной теории, сетчаточные сигналы движения тормозятся сигналами команды, управляющими самими движениями глаз, сигналами (эфферентными), которые, в свою очередь, регулируются внутренней замкнутой системой мозга. Факты свидетельствуют в пользу эфферентной теории.

Как мы уже знаем, все сенсорные системы могут быть обмануты, однако наиболее устойчивый обман чувств возникает во время просмотра кинофильма. Это связано с двумя довольно различными зрительными явлениями. Первое состоит в инерции зрения, второе – в так называемом фи-феномене.

Инерция зрения представляет собою просто неспособность сетчатки отвечать на частые колебания яркости света и сигнализировать о них. Если свет включается и выключается сначала медленно, а затем все чаще, мы будем видеть мелькание света до тех пор, пока его частота не достигнет приблизительно 30 вспышек в секунду, после чего он будет казаться непрерывным. Если свет яркий, критическая частота слияния изображений, или критическая частота мельканий, значительно выше и может достигнуть порядка 50 вспышек в секунду.

Итак, в кино отдельные картины проецируются с частотой 24 кадра в секунду, однако, это значительно ниже критической частоты слияния изображений; можно спросить, почему же мы не видим мелькающих картин. В ранних фильмах это было действительно так, но современные кинопроекторы снабжены специальным перекрывающим устройством, благодаря которому каждое изображение показывается трижды в быстрой последовательности, так что, хотя показывается всего 24 изображения в секунду, частота мельканий составляет 72 вспышки света в секунду. Эта величина превышает критическую частоту мельканий для всех, кроме ярких участков изображений, попадающих на периферию сетчатки. Здесь могут быть видны отдельные мелькания.

Другое важное зрительное явление, на котором основано кино – это кажущееся движение известное как фи-феномен. Имеется обширная литература, посвященная экспериментальному исследованию этого явления. Обычно оно изучается в лабораторных условиях с помощью очень простого приспособления – двух источников света, выключение одного из которых вызывает включение другого. При точном соблюдении определенного расстояния между источниками света и определенного временного интервала между включением одного и другого можно видеть, как единое световое пятно движется от места первого светового источника света к месту второго.

Этот эффект света, движущегося в темноте, известен как аутокинетический феномен. Для объяснения этого феномена привлекались самые различные теории. Важно уяснить себе следующее различие. То, что правильно для мира вещей и его наблюдения, не обязательно справедливо для ошибок наблюдения, или и иллюзий. Любой орган чувств может давать ложную информацию: давление на глаз может вызвать в темноте ощущение света, электрическая стимуляция окончаний чувствительных нервов вызовет ощущения, которые в обычных условиях возникают при адекватном раздражении органов чувств. Точно так же, если определенные нервные аппараты ответственны за восприятие движения, мы вправе ожидать появления иллюзий движения, если работа этих аппаратов нарушается.

Иллюзорные блуждающие движения при аутокинетическом эффекте (самовозбужденном эффекте), видимо, возникают в результате командных сигналов, поддерживающих фиксацию, несмотря на легкие спонтанные флуктуации в работе мышц, приводящих глаза в движение. Т.о. не движение глаз, а корректирующие сигналы, которые предотвращают это движение, являются причиной иллюзорного блуждания светового пятна в темноте.

Когда мы смотрим на Луну или звезды во время езды на машине, нам кажется, что они движутся вместе с нами, но несколько медленнее. Мы видим, что она движется медленнее нас, однако она продолжает находиться рядом с нами, никогда не оказываясь позади. Это удивительное явление.

Луна находится так далеко, что мы можем считать это расстояние бесконечным. Когда машина движется, угол, под которым видна луна из машины, остается практически неизменным, он не изменится, хотя мы движемся относительно Луны. Нам кажется, что Луна находится на расстоянии всего нескольких сот метров. Мы заключаем об этом на основании ее видимой величины. Она видна под углом 1/2º, но, как нам кажется, по размерам соответствует объекту, который виден под таким углом, и находится в нескольких сотнях метров от нас. И поскольку Луну невозможно обогнать (потому что она фактически очень отдалена от нас), то единственный способ для перцептивной системы совместить эти факты – это интерпретировать Луну, как некий объект, движущийся параллельно с машиной. Т.о. видимая скорость движения Луны определяется кажущейся удаленностью ее от нас.

Интересное описание механизма можно встретить в гештальт-теории. В описанной выше ситуации Луна воспринимается нами как фигура, а облака – как фон. При этом, интерпретация движения фигуры (Луна) наиболее вероятна, так как фигура всегда движется по отношению к фону.

Аналогичная ситуация возникает когда мы находимся в купе неподвижно стоящего поезда, а напротив, за окном, начинает двигаться соседний поезд. У нас складывается впечатление, что движение начал наш состав.

Логично ожидать, что сходные иллюзии возникают и вследствие дефектов системы изображение/сетчатка, и действительно, такие иллюзии существуют. Они не ограничиваются ощущением движением всего поля: различные части поля могут казаться движущимися в различных направлениях и с различной скоростью; эти явления странны, и логически парадоксальны. Наиболее существенно, это нарушение демонстрируется в так называемом эффекте водопада.

Очень легко доказать, что этот эффект обусловлен исключительно нарушениями в системе изображение/сетчатка. Убедиться в этом можно быстро пробегая глазами из конца в конец движущуюся ленту с поперечными полосами, причем проделывая это несколько раз подряд. В этом случае непрерывное движение воспринимается с помощью системы глаз/голова, а не с помощью системы изображение/сетчатка. Когда движущаяся лента останавливается, последействия не возникает, следовательно, этот эффект не связан с работой системы восприятия движения глаз/голова.

Своеобразная особенность «эффекта водопада» заключается в том, что он вовсе не возникает, если движущийся объект закрывает целиком всю сетчатку и движется в виде сплошного поля. Эффект возникает лишь при относительном движении, т.е. при движении изображения лишь в одних частях сетчатки относительно других.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: