|
|
В функционировании зрительной системы человекаРассмотрим рис. 4. Левая верхняя решетка (рис. 4, А) имеет сравнительно низкую пространственную частоту (широкие полосы), а нижняя — высокую (узкие полосы). Пространственные частоты (ширина полос) решеток на рис. 4, В идеи- Шиффман X. Анализ пространственной частоты
тичны и занимают промежуточное положение между пространственными частотами решеток, представленных на рис. 4, А. Прикройте решетки на В и не менее 60 с внимательно рассматривайте решетки на А, переводя взгляд слева направо и обратно вдоль горизонтальной линии фиксации, разделяющей два паттерна. После завершения периода адаптации переведите взгляд на точку фиксации между двумя решетками (средняя пространственная частота) на Б. Пространственные частоты теперь уже не будут казаться идентичными: пространственная частота верхнего паттерна будет казаться выше пространственной частоты нижнего. Иными словами, снижение чувствительности к определенной пространственной частоте (или нескольким определенным пространственным частотам) вследствие их избирательного воздействия подтверждает наличие в зрительной системе отдельных каналов, воспринимающих разные пространственные частоты. Большинство объектов, воспринимаемых зрительной системой, может быть проанализировано с точки зрения их пространственной частоты. Описанный ниже анализ пространственной частоты сложных форм — еще одно подтверждение роли анализа Фурье в обработке зрительной информации. 1 См.: Blakemore С, Sutton P. Size adaptation: A New Aftereffect // Science. 1969. 166. P. 245. Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия Обработка зрительной информации: блок-портреты Пример, иллюстрирующий роль анализа пространственной частоты в восприятии формы, представлен на рис. 5, А. Фотография, так называемый блок-портрет, президента США представляет собой результат специальной компьютерной обработки традиционного портрета. Исходный портрет после обработки на компьютере был поделен на маленькие квадраты, или блоки, причем каждый из этих блоков был так воспроизведен типографским способом, что соответствующие участки исходного портрета сохранили присущую им среднюю интенсивность света и тени. Иными словами, светимость каждого блока одинакова (однородна) на всей его площади, т.е. она была поэлементно усреднена, или оцифрована1. Таким образом исходный портрет был превращен в набор примыкающих друг к другу светлых и темных блоков. При этом портрет лишился многих деталей и первоначальной четкости, поскольку вследствие поэлементного усреднения светимости всех блоков
Рис. 5. А — блок-портрет, полученный на компьютере; В — тот же самый портрет после удаления высокочастотного шума 1 См.: Harmon L.D. The recognition of faces // Scientific American. 1973. 229. P. 70-82; Harmon L.D., Julesz B. Masking in visual recognition: Effects of two-dimensional filtered noise // Science. 1973. 180. P. 1194-1197. Шиффман X. Анализ пространственной частоты оригинала были удалены высокие пространственные частоты. Одновременно с этим резкие границы между блоками стали причиной возникновения своего рода высокочастотного шума — нежелательного последствия процесса усреднения светимостей блоков. Этот шум тоже маскирует многие информативные низкочастотные компоненты, оставшиеся от оригинального портрета. В результате при прямом и пристальном взгляде на портрет на нем не сразу разглядишь легкоузнаваемое лицо. Узнавание значительно облегчается, если портрет оказывается не в фокусе, т.е. если смотреть на него с некоторого расстояния или сбоку. Очевидное объяснение этого явления заключается в том, что при искусственной «расфокусировке» блок-портрета избирательно отфильтровывается большая часть высокочастотного шума, образовавшегося в процессе создания блок-портрета, и общий уровень шума понижается. В результате появляется возможность воспринимать многие из оставшихся низких частот. Иными словами, при тех условиях, при которых портрет оказывается не в фокусе, уменьшается видимость искусственных резких границ между однородными квадратами, или блоками, которые образовались в результате оцифровки последних. Устранение привнесенных оцифровкой высокочастотных деталей делает видимыми низкочастотные информативные детали, что и облегчает узнавание лица. Графически это представлено на рис. 5, Б. Пространственная частота и острота зрения Анализ функционирования зрительной системы, учитывающий ее чувствительность к светлотному контрасту, является основой для выработки более информативного и полного критерия оценки остроты зрения, например остроты разрешающей способности глаза, <...> оцененной исключительно при одной пространственной частоте и при одном уровне светового контраста. Например, у человека может быть средняя чувствительность к одним пространственным частотам и чувствительность ниже средней — к другим. Известно, что возраст по-разному влияет на контрастную чувствительность к разным пространственным частотам: чувствительность к высоким частотам значительно снижается, а чувствительность к низким остается практически неизменной1. Следовательно, в результате старения утрачивается способность различать мелкие детали. 1 См.: Owsley С, Sekuler R., Slemsen D. Contrast sensitivity throughput adulthood // Vision Research. 1983. 23. P. 689-699; Crassini В., Brown В., Bowman K. Age-related changes in contrast sensitivity in central and peripheral retina // Perception. 1988. 17. P. 315-332. Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия Аналогично возрасту действует на контрастную чувствительность к высоким пространственным частотам и движение — оно ее понижает. Иными словами, при стимулировании движущимся раздражителем, образованным высокими пространственными "частотами, восприятие мелких деталей ухудшается1. Обсудим практические последствия этого явления для такого вида деятельности, как управление транспортным средством. Хотя способность видеть другие легковые автомобили и грузовики (низкие пространственные частоты) при движении в потоке машин остается неизменной, способность различать надписи на дорожных указателях, а также растущие вдоль дороги деревья и кусты (высокие пространственные частоты) понижается. Как правило, подобные изменения остроты зрения не фиксируются ни с помощью <...> таблицы Снеллена, <...> ни с помощью таблицы, которая помогла установить, что у детей способность к распознаванию большинства пространственных частот выражена слабее, чем у взрослых2. Исследования, выполненные Гинсбургом, показывают, что острота зрения людей, чья профессия предъявляет к ней повышенные требования, например острота зрения летчиков, измеренная традиционными методами, вполне может оказаться нормальной или средней, однако если оценить ее, учитывая и контрастную чувствительность, обнаруживаются весьма существенные индивидуальные различия3. Автор нашел, что некоторые летчики демонстрируют большую контрастную чувствительность в случае низких пространственных частот, чем их коллеги, острота зрения которых по итогам теста Снеллена, в ходе которого предъявляется высокочастотный стимул ьный материал, была признана более высокой4. Подобная ярко выраженная избирательная чувствительность может проявляться в улучшении восприятия объектов при плохой видимости, например в тумане, или объектов, находящихся на большом рас- 1 См.: Long G.M., Homolka J.L. Contrast sensitivity during horizontal visual pursuit: 2 См.: Dobson V., Teller D.Y. Visual acuity in human infants: A review and comparison of 3 См.: Oinsburg A.P. Spatial filtering and vision: Implications for normal and abnormal vision // Ь.Ргоеша, J.Enoch, A.Jampolski (Eds.). Clinical applications of psychophysics. N. Y.: Cambridge University Press, 1981; Ginsburg A.P. Spatial filtering and visual form perception // K.R.Boff, L.Kaufman, J.P.Thomas (Eds.). Handbook of perception and human performance. Vol. II: Cognitive processes and performance. N. Y.: John Wiley, 1986. 4 См.: Ginsburg A.P, Spatial filtering and vision: Implications for normal and abnormal vision // L. Proenza, J. Enoch, A. Jampolski (Eds.). Clinical applications of psychophysics. N. Y.: Cambridge University Press, 1981. Шиффман X. Анализ пространственной частоты стоянии. На основании результатов тестирования по Снеллену Гинсбург предположил, что от 10 до 15% населения имеет хорошую остроту зрения, но плохую чувствительность к низким и средним пространственным частотам1. Роль анализа пространственной частоты в зрительном восприятии Какую роль в изучении зрительного восприятия играет анализ пространственной частоты? Прежде всего он является простым и надежным способом описания и обобщения структурных деталей различных визуальных объектов, а именно: высокие пространственные частоты кодируют информацию о деталях, обладающих наиболее тонкой текстурой, а низкие пространственные частоты — информацию о структурах, образованных паттернами крупных элементов. С его помощью можно также описать и общие принципы работы визуальной системы, связанной с анализом, сопоставлением и интеграцией активности огромного количества рецепторов и соотнесением этой активности со специфическим признаком физического раздражителя. Кроме того, мы убедились, что описание визуального раздражителя в терминах его пространственных частот полезно для оценки остроты зрения и более информативно, чем оценка последней с помощью традиционной таблицы Снеллена. Анализ пространственной частоты не просто выявляет, какие именно количественные и дескриптивные характеристики может использовать зрительная система для кодирования сложной визуальной информации, подлежащей дальнейшей обработке, но играет в зрении более существенную роль. 1 См.: GimburgA.P. Spatial filtering and visual form perception // K.R.Boff, L.Kaufman, J.P.Thomas (Eds.). Handbook of perception and human performance. Vol. II: Cognitive processes and performance. N. Y.: John Wiley, 1986; Ginsburg A.P., Cannon M.W., Evans D.W., Owsley C, Mulvaney P. Large sample norms for contrast sesitivity // American Journal of Optometry and Physiological Optics. 1984. 61. P. 80-84. А.Д. Логвиненко ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ ВСЕЙ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В ЦЕЛОМ1 Основное внимание <...> мы уделим анализу методов и результатов эмпирического построения полной передаточной функции, поскольку это составляет центральную задачу данной главы. Многообразие методов идентификации линейных систем2 обусловило и многообразие психофизических методов идентификации полной передаточной функции. В силу ряда причин в психофизике зрения наибольшее распространение получили частотные методы, в частности, один из вариантов метода гармонического стимула, заключающегося с точки зрения психолога в построении изоконтрастных кривых. Это связано с тем, что для идентификации линейной и инвариантной системы методом гармонического стимула, вообще говоря, не обязательно иметь функцию светлоты тестового гармонического стимула. <...> Для такой системы образ гармонического стимула также будет гармоническим и для идентификации системы достаточно знать его амплитуду и фазу. Принимая во внимание необычайную трудоемкость процедуры построения функции светлоты для трехмерного стимула l{х', х2, t), легко понять не только привлекательность метода гармонического стимула для психологов, но и то, почему идентификации подвергалась не вся трехмерная передаточная функция зрительной системы в целом: H(f, f, w), а лишь ее одномерные или двумерные сечения. Первые попытки эмпирического построения передаточной функции зрительной системы человека были предприняты более полувека назад (кстати сказать, задолго до появления математической теории идентификации систем как таковой). С помощью порогового варианта метода 1 Фурье-анализ зрительного восприятия / Под ред. А.Д.Логвиненко. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982. С. 33-38. - См.: Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления. М., 1975. Логвиненко А,Д. Передаточная функция всей зрительной системы в целом 109 изоконтрастных кривых определялась временная передаточная функция Н (0,0,w)1. Четверть века назад этим же методом была построена одномерная пространственная — Н (f1, 0, 0) передаточная функция2. Пространственно-временную — Н (f1, 0, w) передаточную функцию впервые построил также этим методом Дональд Келли3. Метод изоконтрастных кривых Простоты ради и следуя сложившейся традиции изложение этого метода будем вести для одномерного случая, например, для идентификации пространственной передаточной функции Н (f, 0, 0). Не изменяющиеся аргументы в дальнейшем будем, как правило, опускать, т.е. писать H(f) вместо H(f, 0, 0) или l(х) вместо l(x') l(x2) l(i) u l(x,t) вместо l (х1, t) 1 (хх). Важной характеристикой любого метода идентификации является выбор тестовых стимулов. Для метода изоконтрастных кривых такими стимулами являются вертикальные синусоидальные решетки, яркостные функции которых имеют следующий вид (рис. 1):
Синусоидальная решетка (1) вполне определяется тремя числами: ее средней яркостью (lо), контрастом (т) и пространственной частотой (f). Контраст решетки, так называемый контраст Майкельсона, связан с наиболее (lтах) и наименее (lmin) яркими участками решетки следующим соотношением:
Пространственная частота есть величина, обратная периоду D (рис.1) решетки, т.е. f = D~'. Поскольку для проксимального стимула пространственные координаты измеряются в угловых единицах (градусах или минутах), то размерность пространственной частоты, следовательно, угл. град.-1 или угл. мин.-1. (Отметим попутно, что временные частоты измеряются в герцах — Гц). <...> 1 См.: Ives H.E. A theory of intermittent vision // J. Opt. Soo. Am. and Rev. Sci. Instr. 2 См.: Schade O.H. Optical and photoelectric analog of the eye //' J. Opt. Soc. Am. 1956. 3 См.: Kelly D.H. Frequency doubling in visual responses // J. Opt. Soc. Am. 1966. 56.
Рис. 1. Яркостная функция для синусоидальной решетки В основе метода изоконтрастных кривых лежат следующие рассуждения. Передаточная функция зрительной системы показывает, насколько система изменяет контраст синусоидальной решетки. Поэтому ее определение сводится к вычислению отношения субъективного контраста решетки к контрасту физической решетки как функции пространственной частоты. При этом можно поступать двояким способом. Либо зафиксировать контраст физической решетки (т.е., предъявлять синусоидальные решетки с разной пространственной частотой, имеющие одинаковый контраст) и измерять субъективный контраст как функцию пространственной частоты; либо, задавшись некоторым определенным уровнем субъективного контраста, экспериментально определить для каждой пространственной частоты тот физический контраст, при котором решетка имеет заданную величину субъективного контраста. Полученная в результате кривая, показывающая, какую величину физического контраста на той или иной пространственной частоте необходимо взять для того, чтобы субъективный контраст был одним и тем же на любой пространственной частоте, называется изоконтрастной кривой. Изоконтрастная кривая есть функция, обратная к передаточной функции (с некоторым коэффициентом пропорциональности). Непременным условием применимости метода изоконтрастных кривых для построения передаточной функции зрительной системы является следующее соотношение; т (f3) – т0 (f3)-m(f)- m0 (f), (3) где т (f3) — фиксированный контраст эталонной решетки с постоянной пространственной частотой f3; m (f) — контраст решетки с переменной пространственной частотой /, подобранный таким образом, что субъективные контрасты обеих решеток равны; m0 (f3), m0 (f) — пороговые контрасты эталонной и переменной решеток соответственно. Это равенство означает, что любая изоконтрастная кривая должна получаться из пороговой кривой сдвигом вдоль оси ординат на величи- Логвиненко А.Д. Передаточная функция всей зрительной системы в целом 111 ну, пропорциональную контрасту стандартной решетки. Именно такое соотношение между пороговыми и изоконтрастными кривыми было получено экспериментально1. Однако этот автор помимо эталонной решетки с частотой 5 угл. град, использовал всего лишь две переменные решетки 1,67 и 15 угл. град.-1. Ясно, что три точки слишком мало для того, чтобы судить о выполнении условия (3). Более того, ряд исследователей указывают на то, что форма изоконтрастнойкривой изменяется с изменением контраста эталонной решетки2. Так, по данным некоторых авторов, изоконтрастные кривые становятся практически горизонтальными линиями для эталонных решеток с контрастом, близким к единице3. Поэтому изоконтрастные кривые могут служить средством построения передаточной функции зрительной системы лишь при условии малости контраста эталонной решетки. Только в этом случае можно надеяться на выполнение равенства (3).
Величина, обратная пороговому контрасту, называется контрастной чувствительностью. Зависимость контрастной чувствительности от пространственной частоты синусоидальной решетки будем называть функцией контрастной чувствительности. Таким образом, мы приходим к выводу, что функция контрастной чувствительности совпадает с передаточной функцией зрительной системы с точностью до некоторого постоянного множителя. В дальнейшем разновидность метода, связанного с построением функции контрастной чувствительности, будем называть пороговым методом идентификации передаточной функции. 1 См.: Kulikowshi J.J. Effective contrast constancy linearity of contrast sensation // 2 См.: Watanabe A., Mori Т., Nagata S., Hiwatashi K. Spatial sine-wave responses of the 3 См.: Georgeson MA., Sullivan G.D. Contrast constancy: deblurring in human vision by spatial frequence channels // J. Physiol. 1975. 252. P. 627-656. 4 См.: Sachs M., Nachmias J., Robson J.G. Spatial-frequency channels in human vision // J. Opt. Soc. Am. 1971. 61. P. 1176-1186. Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия Метод изоконтрастных кривых для идентификации передаточной функции зрительной системы, как правило, применяют в его пороговом варианте. Одним из немногих авторов, которые использовали непороговый вариант этого метода, является О. Врингдал1. Он определял отношение контрастов (субъективного к физическому) при различных величинах физического контраста для пространственных частот в диапазоне 0,5—9,0 угл.град.-1 со средней яркостью 0,25:20 нит методом подравнивания. Испытуемого просили подравнять яркость однородного поля к максимальной яркости, которую имеют светлые полосы синусоидальной решетки. Затем испытуемый должен был установить яркость однородного поля таким образом, чтобы его светлота равнялась наиболее темному участку на синусоидальной решетке. Отношение этих величин принималось им за величину субъективного контраста. Построенные этим автором кривые, показывающие зависимость отношения субъективного к объективному контрасту от пространственной частоты примечательны в двух отношениях. Во-первых, все они имеют максимум на частоте 5—7 угл.град.-1. Во-вторых, отношение контрастов превышает единицу для всех пространственных частот исследовавшегося диапазона, т.е. зрительная система в этом диапазоне усиливает контраст. Явление усиления контраста хорошо известно в психологии зрительного восприятия2. Однако, как правило, это явление связывается с более сложными процессами обработки зрительной информации, нежели обсуждаемые здесь. Представляется необходимым подвергнуть явление усиления контраста синусоидальной решетки дополнительному исследованию с применением более тонких психофизических методов. 1 См.: Bryngdahl О. Characteristics of the visual system: psychophysical measurements 2 См.: Heineman E.G. Simultaneous brightness induction /7 D.Jameson, L.M.Hurvich Часть 2. Факты, закономерности и результаты Исследований восприятия 1. Восприятие цвета. Основные субъективные характеристики цвета и их объективные корреляты. Адаптация. Явление Пуркинье. Виды контрастов. Законы смешения цветов. Цветовой круг и треугольник. Цветовое тело. Теории цветового зрения Б.М. Величковский, В. П. Зинченко, А.Р. Лурия ВОСПРИЯТИЕ ЦВЕТА1 Зрительная система человека чувствительна к электромагнитным колебаниям, длина волны которых лежит в диапазоне от 380 до 720 нм (миллионных долей миллиметра). Эта область электромагнитных колебаний называется видимой частью спектра. Рецепция падающего на сетчатку света представляет собой только первую ступень в сложной цепи процессов, приводящих к зрительному отражению окружающего нас мира. Структура процесса восприятия цвета меняется в зависимости от оптических свойств поверхностей предметов, которые должны быть восприняты наблюдателем. Эти поверхности могут светиться, излучая больше света, чем на них падает; блестеть, отражая весь падающий на них свет; отражать лишь часть падающего света и, наконец, быть прозрачными, т.е. не оказывать свету существенных препятствий. Значительное большинство окружающих нас предметов относится к группе тел, частично поглощающих и частично отражающих падающий на них от искусственных или естественных источников свет. Цвет этих предметов объективно характеризуется их отражательной способностью. Поэтому для восприятия цвета предметов зрительная система должна учитывать не только свет, отраженный поверхностью предмета, но также характеристики освещающего эту поверхность света. Однако в том случае, когда поверхность светится или специально исключены признаки ее принадлежности какому-либо предмету, восприятие цвета может основываться лишь на анализе непосредственно излучаемого поверхностью света. Эта ситуация имеет место, если участок 1 Величковский Б.М., Зинченко В.П., ЛурияА.Р. Психология восприятия. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1973. С. 81, 83, 109-126. Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия поверхности рассматривается через отверстие в большом темном или сером экране. Благодаря экрану скрадывается расстояние до поверхности и воспринимается диффузный цвет, относительно равномерно заполняющий отверстие. Такие цвета называются апертурными. Благодаря относительной простоте процессов восприятия апертурных цветов, они изучены в настоящее время более полно, чем восприятие цвета предметов. Кроме того, исследование восприятия апертурных цветов имеет важное практическое значение, так как именно с ними приходится иметь дело операторам, работающим с современными индикаторами. Широкое использование цвета для кодирования информации связано с относительной легкостью различения апертурных цветов. Цветовые ощущения, возникающие при восприятии апертурных цветов, полностью описываются тремя характеристиками или качествами. К ним относятся светлота, цветовой тон и насыщенность. Первая из этих характеристик — светлота — иногда также называется видилюй яркостью. Светлота определяется прежде всего физической яркостью света. Как показали психофизические исследования, зрительная система способна реагировать на очень незначительные изменения яркости света: дифференциальный порог яркости равен всего лишь 0,01. Измеряемые с помощью психофизических методов количественные отношения между интенсивностью раздражителя и величиной ощущения не остаются постоянными. В зависимости от условий, в которых осуществляется восприятие, происходит изменение как абсолютной, так и разностной чувствительности. Важнейшим фактором, определяющим уровень чувствительности, является интенсивность действующих на организм раздражителей. Например, изменение освещенности предметов в течение суток настолько значительно, что будь чувствительность глаза неизменной, человек либо оказывался слепым на ярком солнечном свете, либо был совершенно неспособен к восприятию в сумерках. Этого не происходит потому, что в условиях недостаточной освещенности абсолютная зрительная чувствительность обостряется, а на ярком свету — снижается. Подобное приспособительное изменение чувствительности в зависимости от условий среды называется адаптацией. <...> Анализ динамики световой чувствительности при адаптации к темноте позволяет установить момент перехода от колбочкового к палочковому зрению. Для этого адаптированного к дневному свету наблюдателя помещают в полную темноту и периодически измеряют нижний абсолютный порог яркости. Результаты измерений показывают, что вначале порог быстро падает, стабилизируясь на постоянном уровне через 8— 10 мин, а затем наступает вторичное резкое снижение порога, которое прекращается лишь через 30—40 мин после начала адаптации (рис. 1). Величковский Б.М., Зинченко В.П., Лурия А.Р. Восприятие цвета 115
Рис. 1. Изменение нижнего абсолютного порога яркости в ходе зрительной темновой адаптации: I — тестирование белым светом; II — тестирование красным светом Такой «двухступенчатый» вид кривая темновой адаптации имеет только тогда, когда пороги тестируются белым светом. Если используется красный свет, к которому палочки нечувствительны, кривая адаптации состоит только из своей первой ветви. Это доказывает, что точка перелома на кривой темновой адаптации соответствует моменту перехода от колбочкового к палочковому зрению. Процесс световой адаптации продолжается обычно всего лишь доли секунды. Видимая яркость меняется также в зависимости от длины волны раздражителя. При дневном освещении более яркими кажутся тона, сдвинутые к длинноволновой, красной части спектра. В сумерках же кривая спектральной чувствительности сдвигается в сторону коротковолнового конца видимого спектра (рис. 2). В этом случае наблюдается потемнение крас- Д
Рис. 2. Кривые спектральной чувствительности глаза в темноте (а) и на свету (б). Тема 17, Экспериментальные исследования восприятия
Рис. 3. Яркостный контраст ного и высветление синего тонов. Это явление носит имя открывшего его чешского физиолога Яна Пуркинье. Большой интерес представляют явления зрительного контраста. Одновременный или пространственный яркостный контраст заключается в подчеркивании зрительной системой различий яркости между соседними участками зрительного поля. Так, серый квадрат на черном фоне кажется светлее, чем такой же квадрат на светлом фоне (рис. 3). Американские исследователи Х.К.Хартлайн и Ф.Ратлиф при помощи электрофизиологических методов обнаружили наличие тормозных взаимодействий между рецепторными элементами глаза пресноводного рачка limulus. Тормозное влияние, оказываемое рецептором А на рецептор Б, оказалось пропорциональным освещению А и пространственной близости обоих элементов. Это явление получило название латерального торможения. В результате латерального торможения, оказываемого соседними ярко освещенными элементами, расположенный на краю слабоосвещенной области рецептор будет разряжаться с меньшей частотой, чем элементы, освещенные столь же слабо, но расположенные дальше от границы двух областей. Напротив, рецептор, лежащий на краю ярко-освещенной области, будет разряжаться с большей частотой, чем рецепторы, расположенные в глубине этой области. Таким образом, благодаря латеральному торможению, картина возбуждений элементов сетчатки подчеркивает границы между областями различной яркости. Тормозные взаимодействия были обнаружены в зрительных системах высокоорганизованных животных, включая обезьян. В то же время существуют данные о значительно более сложном, центральном происхождении явления контраста. Так, например, на контраст влияет сознательная установка наблюдателя. Если знак, изображенный на рис. 4, воспринимать как две ла-
Рис. 4. Влияние установки наблюдателя на яркостный контраст (по: Коффка К., 1935) тинские буквы V, то наблюдается выраженный яркостный контраст: левая буква кажется более светлой, чем правая. Если же воспринимать этот знак как одну букву W, то контраст исчезает, Наряду с только что рассмотренным одновременным контрастом известен также последовательный яркостный контраст. Он выступает в виде последовательных образов — зрительных ощущений света, продолжающихся некоторое время после окончания действия раздражителя. Различают отрицательные и положительные последовательные образы. Первые возникают, если при нормальном освещении в течение примерно 30 с рассматривать ярко освещенный объект, а затем быстро заменить его равномерным полем нейтрального цвета с более низкой яркостью. В этом случае испытуемый некоторое время видит перед собой темное пятно, по форме отдаленно напоминающее объект. Если же объект освещается в темноте вспышкой света, то возникает положительный последовательный образ. Как правило, он исчезает значительно быстрее, чем отрицательный. <...> Второй характеристикой апертуарных цветов является цветовой тон. Монохроматические, т.е. вызванные светом с одной длиной волны, красный, зеленый, желтый и другие цвета одинаковой видимости яркости различаются как раз по своему цветовому тону. Это качество цветовых ощущений связано прежде всего с длиной волны раздражителя. При переходе от коротковолновых к длинноволновым электромагнитным колебаниям цветовой тон меняется следующим образом: раздражители с короткими длинами волн воспринимаются фиолетовыми, затем следует узкий участок чистого синего цвета, который кончается сине-зелеными тонами, далее находится узкая полоска чистого зеленого цвета, за которым следуют желто-зеленые тона, потом появляется чистый желтый цвет и, наконец, в длинноволновой области — желто-красные цветовые тона. Таким образом, монохроматические цветовые тона переходят друг в друга, образуя непрерывный ряд. Этот ряд можно превратить в замк- Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия
нутый цветовой круг, если добавить к нему пурпурные (фиолетово-красные) цветовые тона, не являющиеся монохроматическими (рис. 5). Зрительная система способна различать очень тонкие оттенки цветового тона. Общее число различных оттенков монохроматических тонов достигает 150—200. Минимальные разностные пороги, равные 1 нм, найдены в сине-зеленой (485 нм) и зеленовато-желтой (575 нм) частях спектра. Если длина волны однозначно определяет цветовой тон, то обратное утверждение неверно. Одному и тому же цветовому тону соответствует бесчисленное множество различных комбинаций монохроматических раздражителей. Законы смешения цветов были открыты И.Ньютоном не позже 1692 г. Однако полностью их справедливость была доказана только в прошлом веке. Известны три таких закона. 1. Для каждого цветового тона существует дополнительный цветовой тон, смешение с которым в определенной пропорции дает ощущение одного из оттенков серого (нейтрального) цвета. Следующие пары цветов являются дополнительными: красный (660 нм) — сине-зеленый (497 нм) оранжевый (610 нм) — зелено-синий (494 нм) желтый (585 нм) — синий (485 нм) желто-зеленый (570 нм) — фиолетовый (430 нм). Легко видеть, что дополнительные цветовые тона расположены примерно на противоположных концах диаметров цветового круга. Величковский Б.М., ЗинченкоВ.П., Лурия А.Р. Восприятие цвета 119
Рис. 6. Пропорции красного (650 нм), зеленого (530 нм) и синего (460 нм) цветов, необходимые для получения всех цветовых тонов спектра 2. При смешении двух цветов, лежащих на цветовом круге ближе, чем дополнительные, цветовой тон смеси расположен между смешиваемыми цветами на соединяющей их прямой, 3. Одинаково выглядящие цвета, независимо от своего спектрального состава, дают при смешении одинаковые по цветовому тону смеси. Наиболее важное следствие из законов смешения цветов заключается в том, что с помощью любых трех цветов, не являющихся дополнительными, можно получить любой цветовой тон. Тройки цветов, отвечающие этому требованию, называются основными цветами. К ним относятся, например, красный, синий и зеленый цвет. На рис. 6 показано, в каких пропорциях нужно брать монохроматические красный, зеленый и синий тона, чтобы получить все остальные цветовые тона видимого спектра. Степень отличия некоторого цветового тона от нейтрального тона, равного с ним по светлоте, определяет третью и последнюю характеристику цветовых тонов — их насыщенность. Физическим коррелятом насыщенности является «зашумленность» спектрального состава света электромагнитными колебаниями с другими длинами волн. Насыщенность зависит также от яркости стимулов. Она максимальна для средних уровней освещенности и падает как при увеличении, так и при уменьшении яркости, вплоть до полного обесцвечивания раздражителей. Синие, красные и пурпурные цвета кажут   Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
Рис. 4. Паттерны, рассматриваемые испытуемым, А и тестовые паттерны Б, используемые для доказательства наличия в зрительной системе специализированных каналов, предназначенных для восприятия пространственной частоты. Методика проведения эксперимента описана в тексте1
Наименьший доступный испытуемому контраст эталонной решетки — это ее пороговый контраст. В некотором смысле кривую пороговых контрастов можно рассматривать как разновидность изоконтрастной кривой. Действительно, согласно существующим ныне представлениям о механизме обнаружения <...> испытуемый в пороговой ситуации отвечает реакцией «да», если субъективный контраст решетки превышает некоторый фиксированный уровень, называемый критерием испытуемого. Существуют некоторые косвенные свидетельства в пользу того, что критерий е не зависит от частоты решетки4. Если это так, то кривая пороговых контрастов — это изоконтрастная кривая, соответствующая субъективному контрасту, равному критерию испытуемого.
