|
|
Эволюция и сенсорная организацияОрганизмы различаются по тому, на какие стимулы они реагируют; ведь сенсорная организация любого вида — это вид адаптации к среде обитания. Поэтому вовсе не удивительно, что необыкновенно острым зрением обладают орлы, нападающие на добычу из-за облаков, а у крота, живущего во мраке своей норы, оно сохранилось лишь в качестве рудимента. Многие животные имеют такие органы чувств, которые отсутствуют у нас. Акулы чувствительны к электрическим разрядам, исходящим от чешуи рыб, прячущихся в расщелинах, а голуби используют магнитное поле Земли, чтобы найти дорогу домой в неясную ночную погоду, когда невозможно ориентироваться по звездам2. Еще один пример естественного отбора и формирования сенсорной системы вида можно позаимствовать у исследователей насекомых. Энтомологи долгое время считали, что богомолы не имеют слуха, поскольку у них не были найдены уши. Но электрофизиологические показатели свидетельствуют о том, что некоторые нервные пути насекомых реагируют на ультразвук в диапазоне 25—50 кГц, который недоступен человеческому уху. Следовательно, богомол оказался не таким уж и глухим. Но где же находятся его уши? Чтобы выяснить это, ученые покрыли насекомое с ног до головы вазелином, после чего нерв уже не реагировал на ультразвук. Затем они снимали вазелин с разных частей богомола, пока в конце концов 1 См.: Green DM, An introduction to hearing. N. Y.: Academic Press, 1978; Goldstein E.B. 2 См.: Wilischko R„ Nohr D„ Wiltschko W. Pigeons with a deficient sun compass use the Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия не обнаружили нужное углубление у него на груди. Когда вазелин удалили с этого участка, нерв снова стал реагировать на звуковые стимулы. Ухо было обнаружено, но это только усложнило загадку. Нашли ведь только одно ухо, расположенное на средней линии этого животного. А в царстве животных уши существуют почти всегда лишь парами, и это очень важная предпосылка для обнаружения источника звука. Если звук приходит справа, стимул для правого уха будет более сильным и достигнет его раньше по сравнению с левым ухом. И наоборот, Подобного рода информация позволяет обладателю пары ушей определить, откуда донесся данный звук. С одним ухом у богомола вряд ли это получится. Для чего же тогда приспособлено его единственное ухо? Ответ: для узнавания летучих мышей. Они испускают высокочастотные звуки, которые отражаются от тел летающих насекомых, позволяя летучим мышам определять местонахождение добычи. По-видимому, ухо богомола служит «детектором летучих мышей». Одно-единственное ухо не может подсказать богомолу, откуда приближается хищник, но в этом нет большой беды, так как для него не очень важно знать, где находится атакующая мышь. В одном из исследований ученый, забравшись на лестницу, аккуратно выпустил из рук богомола. Затем, когда тот парил в вышине, экспериментатор при помощи специального устройства сымитировал ультразвуковую «мелодию», характерную для охотящейся летучей мыши. Высокоскоростной фотоаппарат зафиксировал, что вне зависимости от времени появления «голоса летучей мыши» богомол начинал свой мечущийся танец-полет, напоминающий полет истребителя — сумасшедшее, по спирали, пикирование ради того, чтобы избежать опасности, и вне зависимости от направления появления хищника. Этот прием очень эффективен: дальнейшее исследование показало, что при атаке настоящих летучих мышей все насекомые, вошедшие в спиралевидные пике, остались в живых, а тех, кто не воспользовался этим приемом, летучие мыши съели1. Обзор сенсорных модальностей Мы вкратце описали все сенсорные модальности за исключением зрения <...>. Но <...> мы должны сказать несколько слов об ощущениях вообще. При обсуждении различных видов ощущений мы встретили множество вариантов их различий — между собой и даже между разными ви- 1 См.: Yager D.D., Ноу R.R. The Cyclopean ear: A new sense for the Praying Mantis /7 Science. 1986. 231. P. 727-729; Yager D.D., May M.L. Ultrasound-triggered, flight-gated evasive maneuvers in the Praying Mantis Para-sphendale agrionina // Journal of Experimental Biology. 1990. 152. P. 41-58. Глейтман Г., Фридлунд А., Райсберг Д. Исследование ощущений 139 дами животных. Но мы увидели и большое количество важных особенностей общего характера. Во-первых, в большинстве сенсорных модальностей человека (и многих видов животных) обработка энергии внешнего стимула начинается на уровне различных структур доступа, которые аккумулируют эти физические энергетические потоки и формируют «лучший» ближний стимул, с которым будут работать рецепторы. Простым примером могут послужить аккумуляция и усиление звука, которые происходят в ухе млекопитающего. Во-вторых, во всех сенсорных модальностях следующий шаг задействует рецепторы, которые преобразуют физическую энергию стимула в нервный импульс. В некоторых сенсорных системах — особенно это характерно для слуха и зрения — природа этого преобразовательного процесса достаточно легко объяснима. В других системах — таких, как обоняние, — остается еще много неизученного. В-третьих, обработка входящей стимульной информации продолжается в вышележащих нервных центрах, где стимульная информация кодируется (так сказать, переводится) в разнообразные характеристики ощущений, которые и переживаются нами. Одной из таких характеристик ощущений является интенсивность: для чувства вкуса характерно переживание более или менее горького; для слуха же — более или менее громкого. Характеристиками ощущений являются и качественные различия. Пробуя что-то на вкус, мы можем ощутить разницу между горьким, сладким, кислым и соленым; слушая музыку, мы различаем высоту звуков. В-четвертых, любая часть сенсорной системы представляет собой непрекращающееся взаимодействие со всем организмом. Мы рассмотрели некоторые примеры сенсорного взаимодействия в системе вкуса: феномен адаптации (непрерывно принимая хинин, мы меньше замечаем его горький вкус) и вкусовой контраст (адаптация к сахару делает для нас кислоту еще более кислой). 2. Восприятие пространства. Признаки удаленности и глубины: окуломоторные, монокулярные (изобразительные), трансформационные, бинокулярные. Механизмы стереозрения: диспаратностъ, теоретический и эмпирический гороптер, зона Панума, стереограммыЮлеша X. Шиффман ВОСПРИЯТИЕ ПРОСТРАНСТВА: МОНОКУЛЯРНОЕ И БИНОКУЛЯРНОЕ ЗРЕНИЕ1 То, что визуальный мир обычно воспринимается нами как определенным образом организованный и стабилизированный в трехмерном пространстве, — результат эволюционного развития зрительной системы. Однако понимание того, как именно происходит восприятие трехмерного пространства, представляет серьезную проблему. Как вообще можно почувствовать трехмерность пространства, если и сама сетчатка, и спроецированные на нее изображения — преимущественно двухмерные поверхности? Как зрительная система «достраивает», или выявляет, третье измерение? Частично ответ на этот вопрос дает сам характер стимуляции сетчатки. Например, мы видим, что одни поверхности более яркие, чем другие; проекции разных объектов занимают разные по величине участки наших сетчаток и видны по-разному — некоторые объекты видны полностью, а некоторые — лишь частично, потому что заслонены другими объектами. Ретинальное изображение несет в себе информацию, или признаки, позволяющую нам воспринимать трехмерное пространство. Некоторые из этих признаков воспринимаются одним глазом, а для восприятия других требуется совместная работа обоих глаз. <...> Монокулярные пространственные признаки Пространственные признаки, которые могут восприниматься не только двумя, но и одним глазом, называются монокулярными признаками. Большинство монокулярных пространственных признаков статич- 1 Шиффман X, Ощущение и восприятие. СПб.: Питер, 2003. С. 342-380. Шиффман X. Восприятие пространства… ны (т.е. это те признаки пространства, которые воспринимаются при условии, что и наблюдатель, и находящиеся в поле его зрения объекты неподвижны), но есть и такие признаки, которые проявляются только тогда, когда либо есть движение (наблюдателя, окружающих предметов или того и другого), либо тогда, когда изменяется характер движения глазных, или окуломоторных, мышц. Восприятие неподвижных сцен, фотографий и иллюстраций, так же как и восприятие произведений живописи и графики, основано на статичных монокулярных признаках, которые называются тшкторалъными, или картинными, признаками и передают глубину и расстояние изобразительными средствами, т.е. создают иллюзию объема на такой двухмерной поверхности, какой является, например, фотография. Интерпозиция (частичное загораживание) Интерпозицией, или частичным загораживанием, называется неполная маскировка, или перекрывание, одного объекта другим. Если один объект частично закрыт другим, наблюдателю кажется, что тот объект, который виден целиком, находится на более близком расстоянии. Примеры загораживания представлены на рис. 1. Интерпозиция дает больше информации об относительной удаленности, когда речь идет о знакомых объектах. В качестве статического пикторального признака она очень эффективна, но с ее помощью можно составить представление только об относительной глубине. Интерпозиция свидетельствует не об абсолютной глубине или удаленности объектов, а лишь об их относительной удаленности от наблюдателя.
Рис. 1. А — круг лежит за прямоугольником, который, в свою очередь, частично закрыт треугольником; В — восприятие взаимного расположения линий, образующих геометрические поверхности трехмерных форм, основано на интерпозиции 142 Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия Воздушная перспектива Как правило, рассматривая какой-либо пейзаж, мы менее четко видим те предметы, которые удалены от нас, чем те, которые находятся поблизости. Этот монокулярный источник информации, называемый воздушной перспективой, является следствием влияния на свет мельчайших частиц, содержащихся в атмосфере. Свет, проходя через атмосферу, содержащую взвешенные твердые частицы, пары воды и прочие примеси, рассеивается, что приводит к уменьшению четкости деталей и светимости ретинальных изображений объектов. Поскольку свет, который отражается от более удаленных предметов, проходит более длинный путь в атмосфере, нежели свет, который отражается от предметов, расположенных ближе к наблюдателю, более удаленные предметы воспринимаются менее четко, и чем дальше от наблюдателя они находятся, тем сильнее проявляется этот эффект «дымки». Воздушная перспектива может служить признаком удаленности или глубины, и прежде всего в тех случаях, когда речь идет об очень удаленных предметах (фотография, на которой кажущаяся удаленность передана с помощью воздушной перспективы, представлена на рис. 13). Благодаря воздушной перспективе удаленные предметы меньше контрастируют с фоном, чем предметы, расположенные поблизости. [Имеются] экспериментальные данные, из которых следует, что стимулы, резко не контрастирующие с фоном, как правило, кажутся расположенными дальше, чем стимулы, контраст которых с фоном выражен более четко1. Следовательно, кажущийся контраст является источником пространственной информации, А это значит, что поддающаяся оценке информация о кажущейся глубине и удаленности, которую можно получить с помощью воздушной перспективы, определяется уменьшением контрастности в результате увеличения расстояния, с которого ведется наблюдение. Теперь понятно, почему в ясную погоду такие крупномасштабные объекты, как здания или горы, кажутся менее удаленными, чем в пасмурный день. Затененность и светимость Как правило, наибольшей светимостью обладает та поверхность, которая ближе к источнику света. По мере удаления от источника света светимость поверхностей уменьшается и возрастает их затененность. Чередование света и тени также способствует восприятию глубины отграниченных поверхностей. Посмотрите на выпуклости и неправильной формы впадины, изображенные на рис. 2, а затем поверните рисунок на 180°. 1 См.: О"Shea R.P., Blackburn S.G., Оно Hlroshi, Contrast as a depth cue // Vision Research. 1994. 34. P. 1595-1604; O'Shea R.P., Govan D.G. Blur and contrast as pictorial depth cues // Perception. 1997. 26. P. 599-612. Шиффман X. Восприятие пространства...
Рис. 2. Свет и тень в качестве признаков глубины Если рисунок повернуть на 180°, выпуклости и углубления поменяются местами (то, что прежде было выпуклостью, станет впадиной, и наоборот) То, что прежде воспринималось как выпуклость, станет казаться впадиной, и наоборот. Мы привыкли к тому, что свет падает сверху (солнце, люстры). И продолжаем так думать, даже повернув рисунок на 180°, в результате чего выпуклости и впадины меняются местами. Освещенные и затененные участки плоской картины являются потенциальными источниками информации о глубине1. К трем годам дети уже привыкают к тому, что свет падает сверху, и на основании освещенности умеют отличать выпуклости от вогнутос- 1 См.: ВегЬаит К., Bever Т., Chung C.S. Light source position in the perception of object shape // Perception. 1983. 72. P. 411-416; Berbaum K„ Bever Т., Chung C.S. Extending the perception of shape from known to unknown shading // Perception. 1984. 13. P. 479-88; Berbaum. K„ Tharp D., Mroczek K. Depth perception of surfaces in pictures: Looking for conventions of depiction in Pandora's box // Perception. 1983. 12. P. 5-20. Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия
Рис. 3. Затененность и форма Верхний ряд — фотография нескольких знакомых и незнакомых (трехмерных) объектов, затененность которых способствует распознаванию их формы. Нижний ряд — три рисунка, показывающих, что изменение взаимного расположения освещенных и затененных участков оказывает захоткое влияние на восприятие формы объекта. На всех трех рисунках изображен один и тот же предмет. Тень на центральном рисунке подчеркивает выпуклость, однако, как следует из правого рисунка, тот же самый контур, но с другим расположением светотени, воспринимается как впадина, или коатер. (Верхний рисунок предоставлен Харви Шиффмаиом, нижней велт из работы1) тей (т.е. возвышения от углублений)2. Более того, цыплята, подобно людям, реагируют на раздражители так, как будто они освещены светом, падающим сверху, и эта реакция позволяет предположить, что если их способность интерпретировать затененность и светимость как пространственный признак не является врожденной, то уж во всяком случае развивается на очень ранних стадиях филогенеза3. Искусство Вермеера — пример мастерского использования светотени для создания эффекта глубины на плоской поверхности. 1 См.: Wyburn СМ., Pickford R.W., Hirst R.J. Human senses and perception. Toronto; 2 См.: Benson C, YonasA. Development of sensitivity to static pictorial depth information 8 См.: Hershberger W. Attached-shadow orientation perceived as depth by chickens reared in an environment illuminated from below // Journal of Comparative and Physiological Psychology. 1970. 73. P. 407-411. Шиффман X. Восприятие пространства... Затененность и форма. Правильная интерпретация наблюдаемой затененности и светимости поверхности может также явиться источником информации о форме объектов1. Как правило, если трехмерный объект освещен светом от единственного источника, взаимное расположение затененных и освещенных участков подчиняется определенным общим закономерностям. Поскольку те поверхности, которые расположены ближе к источнику света, оказываются наиболее освещенными, форма объекта влияет на чередование освещенных и затененных участков. В результате этого поверхности, обращенные к источнику света, кажутся светлее, а противоположные им — темнее (рис. 3). Кроме того, характер распределения света и тени на объекте способствует восприятию свойств его поверхности. Так, постепенный переход от света к тени может быть признаком ее искривления, а внезапный, резкий переход от света к тени — свидетельством таких изменений, как острый край или угол. Затененность является основным источником пространственной информации. Возможно, следует согласиться с Клеффнером и Рамачандраном, которые полагают, что есть специальные нейроны, «вычленяющие» из затененности информацию о форме2. Эдевация Как правило, линия горизонта располагается в поле зрения выше (по вертикали), чем передний план. Соответственно если в поле зрения наблюдателя на разной высоте находятся два объекта и ему кажется, что они оба лежат ниже линии горизонта, то более удаленным ему будет казаться тот объект, который располагается выше. Элевация (иногда также называемая высотой расположения в поле зрения) может играть определенную роль в восприятии как относительной, так и абсолютной удаленности. Она также выступает и в качестве пространственного признака, когда речь идет о восприятии плоскостных изображений, создатели которых стремились передать эффект глубины3. Линейная перспектива Восприятие глубины на основании плоскостного изображения в значительной мере облегчается за счет использования линейной перс- 1 См.: Berbaum К., Bever Т., Chung C.S. Extending the perception of shape from known 2 См.: Kleffner DA., Ramachandran V.S. On the perception of shape from shading // 3 См.: Berbaum K„ Tharp D., Mroczek K. Depth perception of surfaces in pictures: Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия
Рис. 4. Изображение прямоугольника представлено на плоскости картины в перспективе Двухмерная проекция прямоугольника ABCD представлена на плоскости картины в виде трапеции abcd. Расстояния, отделяющие наиболее удаленные друг от друга элементы прямоугольника (сегмент ВС), при проецировании на плоскость уменьшаются (bс). Обратите внимание на то, что поскольку глаз воспринимает стимул как двухмерный (что и показано на плоскости картины), ретинальные изображения неограниченного числа трехмерных форм (формы 1, 2 и т.д.) будут одинаковыми1 пективы (нередко называемой просто перспективой). Линейная перспектива предполагает планомерное уменьшение величины удаленных предметов и расстояний между ними. Изображение объемной сцены претерпевает такое же превращение, как и при проецировании на сетчатку (рис. 4). Типичный пример линейной перспективы — железнодорожные рельсы — представлен на рис. 5. Хотя рельсы параллельны, кажется, что вдали они сходятся в некой точке, которая называется точкой схода. Другой пример сходящихся в перспективе параллельных линий представлен на рис. 6. Обратите внимание на то, что более удаленные концы досок кажутся уже. Художественное впечатление от линейной перспективы, использованной необычным образом, иллюстрируется рис. 7. История линейной перспективы как приема, используемого в изобразительном искусстве, противоречива. В настоящее время общепризнано, что создателем теории линейной перспективы был живший в XV в. итальянский скульптор и архитектор Брунеллески2, а его последователь Альберти придал ей формальную завершенность3. 1 См.: Hochberg J.E. Perception. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1964. 2 См.: Janson H.W. History of art. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1962; Lynes J A. 3 См.: Fineman MB. The inquisitive eye. N. Y.: Oxford University Press, 1981; Kubovy M. Шиффман X. Восприятие пространства...
Рис. 5. Быть может, самая известная и поразительная особенность линейной перспективы — кажущееся схождение параллельных железнодорожных рельсов. Расстояние между рельсами одинаково на всем их протяжении, но соответствующие сетчаточные изображения, а следовательно и кажущиеся расстояния между уходящими вдаль рельсами, уменьшаются
Рис. 6. Доски, нарисованные в перспективе Более удаленные от наблюдателя концы досок кажутся уже, хотя доски имеют прямоугольную форму и их ширина одинакова по всей длине Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия
Рис. 7. Необычное использование перспективы художником 1. Портрет Эдуарда VI исполнен в XVI в. Уильямом Скротсом с нарушением закона перспективы. Если смотреть на него сбоку, через выемку в раме, искажение устраняется (2). Вы сами сможете добиться аналогичного эффекта, если приподнимите край страницы и посмотрите на портрет сбоку
Градиент текстуры Многим естественным (покрытым травой или деревьями) и искусственным (дорогам, полам, тканям) поверхностям свойственна определенной формы микроструктура, обычно воспринимаемая как зернистость, или текстура. Согласно представлениям Гибсона1, плотность подобных текстур изменяется непрерывно, т.е. поверхностям присущ определенный градиент текстуры, который в зависимости от физического взаиморасположения этих объектов и поверхностей определяет структуру отражаемого ими оптического потока. Иначе говоря, когда мы смотрим на какую-либо текстурированную поверхность, по мере ее удаления от нас ее текстура начинает казаться более тонкой, а образующие ее элементы — относительно мелкими и теснее примыкающими друг к другу, или более уплотненными. Точно так же, как и в случае с линейной перспективой, кажущаяся величина элементов и промежутков между ними с увеличением расстояния уменьшается. В соответствии с этим восприятие такой 1См.: Gibson J.J. The perception of the visual world. N. Y.: Houghton Mifflin, 1950. Шиффман X. Восприятие пространства...
Рис. 9. Два вида оптических проекций лонгитюдной и фронтальной поверхностей: А — текстура ретинальной проекции ху, лонгитюдной поверхности XY имеет определенный градиент, и образующие ее элементы изменяются от более крупных и грубых до более мелких и тонких. Ретинальное изображение уz фронтальной поверхности YZ, находящейся прямо перед наблюдателем, изоморфно; В — второй вид оптических проекций поверхностей XY и YZ. Проекция текстуры поверхности XY, имеющей определенный градиент, воспринимается как «пол»; проекция изоморфной текстуры поверхности YZ воспринимается как «стена»1 текстурированной поверхности, как природный ландшафт, дает возможность достаточно надежно оценить удаленность2. На основании информации о текстуре таких плоских поверхностей, как на фотографиях, можно также судить о глубине и удаленности3. 1 См.: Gibson J.J. The perception of the visual world. N. Y.: Houghton Mifflin, 1950. 2 См.: Sinai M.J., Ooi T.L., Zijiang J.H. Terrain influences the accurate judgment of s См.: Gibson J.J., Bridgeman B. The visual perception of surface texture in photographs // Psychological Research. 198T. 49. P. 1-5; Todd J.T., Akerstrom RA. Perception of three-dimensional form from patterns of optical texture // Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 1987. 13. P. 242-255. 150 Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия Сказанное иллюстрирует рис. 8, на котором представлены два примера изменений текстуры, называемых градиентом текстуры. Градиент, или постепенное изменение величины, формы или пространственного расположения элементов, образующих паттерн текстуры, дает нам информацию об удаленности. На рис. 9, А показано изменение текстуры ху — проекции на сетчатке лонгитюдной поверхности XY: вблизи х располагаются более крупные, четко выраженные элементы, а вблизи у — более тонкие, плотнее примыкающие друг к другу элементы. Благодаря градиенту текстуры, отраженному в образе на сетчатке, наблюдателю кажется, что он смотрит на удаляющуюся поверхность. Глаз воспринимает изменение текстуры поверхности XY как происходящее с постоянной скоростью. Ретинальное изображение фронталь-
Рис. 10. Примеры кажущейся глубины, создаваемой постоянным и переменным градиентами текстуры Изменение градиентов текстуры обозначает зрительно воспринимаемый обрыв А и угол Б. Изменение градиента текстуры усиливает впечатление кажущейся глубины «сетчатой» или «проволочной» комнаты В. Незначительные изменения текстуры помогают идентифицировать эту форму как закругленную боковую поверхность барабана Г
Рис. 11. Кажется, что диски расположены на разных фронтальных плоскостях Поскольку они загораживают равное число текстурных единиц, кажется, что они равны по величине, но по-разному удалены от наблюдателя. Согласно представлениям Гибсона, это является следствием «правила равного числа элементов текстуры для равных участков поверхности»1.2 ной поверхности YZ, перпендикулярной направлению взгляда, отличается от проекции поверхности XY: она не имеет градиента текстуры, т.е. изоморфна, поскольку все элементы находятся на равном удалении от глаза. Следовательно, паттерн YZ, которому соответствует изображение на сетчатке yz (рис. 9, А), воспринимается как «стена», перпендикулярная паттерну XY — «полу» (рис. 9, Б). Как следует из рис. 10, роль изменения текстуры в качестве источника зрительной информации настолько велика, что даже простые двухмерные рисунки создают иллюзию пространства. Примеры, представленные на рис. 10, свидетельствуют о том, что и прерывистость текстуры, и ее неравномерные изменения передают та- 1 См.: Gibson J J. The ecological approach to visual perception. Boston: Houghton Mifflin, 2 См.: Neisser U. Processes of vision //' Scientific American. 219. 1968. P. 204-205. 152 Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия кие особенности поверхности, как искривленность, создают впечатление зрительного обрыва, а также являются источником информации о геометрии реальной поверхности объекта и ее наклоне относительно фронтальной линии наблюдателя. Градиент текстуры наряду с интерпозицией и линейной перспективой может быть полезен при оценке кажущихся размеров объектов. Найссер отмечает, что увеличение плотности текстуры ретинального изображения, соответствующее увеличению расстояния от наблюдателя до объектов, дает «шкалу» для оценки величины последних1. В идеальном случае, когда все элементы текстуры идентичны, физически одинаковые объекты, загораживающие или покрывающие одинаковое число текстурных единиц (рис. 11), воспринимаются как равновеликие, хотя их ретинальные изображения отличаются по величине вследствие разной удаленности от наблюдателя. Относительный размер Признак удаленности, называемый относительным размером, применим в тех случаях, когда две похожие или идентичные формы разной величины рассматриваются одновременно или непосредственно одна за другой. В таких ситуациях больший по величине объект кажется расположенным ближе к наблюдателю2. То, что относительный размер действительно является признаком удаленности, показано на рис. 12. Чтобы правильно интерпретировать этот признак удаленности, не требуется ни специального научения, ни опыта общения с объектами. Скорее можно сказать, что в некоторых ситуациях изображения объектов одинаковой формы, но разного размера, — вполне достаточные стимулы для того, чтобы возникло ощущение глубины.
Рис. 12, Относительный размер Изображения одинаковых по форме, но разных по величине объектов могут создать иллюзию глубины. Наблюдателю кажется, что большие по величине квадраты расположены ближе к нему, чем квадраты меньшего размера 1 См.: Nelsser U. Processes of vision // Scientific American. 219. 1988. P. 204-205. 2 См.: Hochberg J.E, Perception. Bnglewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1964. Шиффман X. Восприятие пространства... Пикторальное (картинное) восприятие Линейная перспектива, градиент текстуры и относительная величина — все это частные случаи проявления общего принципа геометрической оптики применительно к связи между изображением на сетчатке и расстоянием от наблюдателя до объекта: величина ретинального изображения пропорциональна расстоянию от наблюдателя до объекта. Непосредственным следствием совместного действия этих статических монокулярных признаков является то, что при увеличении расстояния от объекта до наблюдателя изображение объекта на сетчатке уменьшается. Будучи учтенным при создании плоских, двухмерных композиций, этот принцип легко позволяет создать впечатление глубины и удаленности. Использование в фотографии дли в живописи статичных монокулярных признаков, описан-
Рис. 13. Восприятие глубины Для восприятия этой фотографии, сделанной с высоты птичьего полета, важны различные статичные монокулярные признаки. Благодаря прежде всего воздушной перспективе элементы городского пейзажа, расположенные на переднем плане, кажутся более резко очерченными и воспринимаются более отчетливо, чем элементы на заднем плане Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия ных выше, — интерпозиции, затененности и линейной перспективы — делает возможным пикторалъное (или картинное) восприятие — восприятие глубины на основе плоскостного изображения (рис. 13).
Рис. 14. Гравюра Уильяма Хогарта «Искаженная перспектива» (1754) — пример сознательно неправильного использования художником некоторых статичных признаков глубины Гравюра предназначалась в качестве иллюстрации для фронтисписа книги, и сопровождавшее ее описание роли перспективы достойно того, чтобы его привести: «Всякий, кто занимается гравюрой, не зная законов перспективы, рискует создать нелепицу, подобную той, что представлена на фронтисписе этой книги». Ясно, что в гравюре Хогарта помимо перспективы неверно использованы и другие признаки, в частности интерпозиция и относительный размер. (Источник: Corbis Images) Шиффман X. Восприятие пространства... Вторым фактором, способным влиять на восприятие глубины, является количество деталей, изображенных на картине. В реальной жизни чем дальше от нас находятся объекты, тем меньше деталей мы видим. Следовательно, и восприятие глубины на основании двухмерного изображения может быть усилено деталями предметов, которые кажутся лежащими на плоскости. Леонардо да Винчи называл градиент деталей картины «перспективой исчезновения» и считал, что «более удаленные от зрителя детали картины должны быть менее завершенными»1. Следовательно, коль скоро большая деталировка является признаком меньшего расстояния, художник может влиять на восприятие кажущейся удаленности, изменяя степень деталировки. Прием, успешно используемый для создания эффекта глубины на фотографиях и в компьютерной графике, называется размывкой. Разная степень размытости различных участков изображения является эффективным средством влияния на восприятие глубины2. Так, если один фрагмент композиции резко сфокусирован, а примыкающий к нему — размыт, зрителю будет казаться, что они лежат на разной глубине. Более конкретно эта мысль может быть выражена следующим образом: если между двумя участками проходит резкая граница, тот участок, который виден более отчетливо, кажется наблюдателю расположенным ближе к нему, а при размытой границе более близким будет казаться менее сфокусированный участок. Восприятие глубины может быть усилено за счет подавления плоскостных признаков, т.е. за счет уменьшения объема информации о том, что зритель видит именно двухмерное изображение. Например, если смотреть на плоскую картину через свернутый в трубку лист бумаги, не только исключается влияние рамы картины, но и менее заметными становятся признаки того, что картина — плоская поверхность. При этом значительно усиливается впечатление объемности, глубины того, что изображено на полотне3. Как правило, все, что уменьшает впечатление от картины как от плоскостного, двухмерного изображения, усиливает восприятие заложенной в ней информации о глубине. Описанные в этом подразделе пикториальные признаки — статические и монокулярные признаки, создающие эффект глубины на двухмерной, плоской поверхности. Восприятию глубины также способствуют и некоторые важные монокулярные источники информации о движении. Однако в отличие от статических признаков эти монокулярные призна- 1 См.: Bloomer CM. Principles of visual perception. N. Y.: Van Nostrand Reinhold, 2 См.: Mather G. Image blur as a pictorial depth cue // Proceedings of the Royal Society 3 См.: Schlosberg H. Stereoscopic depth from single pictures // American Journal of Тема 17. Экспериментальные исследования восприятия ки не могут быть представлены в двумерных изображениях. К ним относятся монокулярный параллакс движения, естественная перспектива и аккомодация. Монокулярный параллакс движения Монокулярный параллакс движения (от греческого слова parataxis — перемена, изменение) — это монокулярный источник информации о глубине я взаимном расположении объектов в поле зрения, возникающий в результате перемещения наблюдателя или объектов. Более точное определение монокулярного параллакса движения таково: параллакс движения — это изменения во взаимном расположении ретинальных изображений объектов, лежащих на разном удалении от наблюдателя, вызванные поворотом его головы. Когда наблюдатель фиксирует свой взгляд на какой-нибудь точке, находящейся в поле зрения, а его голова совершает движение (пусть даже незначительное), ему начинает казаться, что объекты, лежащие ближе точки фиксации, перемещаются быстрее, чем более удаленные объекты. Короче говоря, ему кажется, что более близко расположенные предметы перемещаются быстрее, нежели более удаленные.
  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  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... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
Репродукция картины, представленная на рис. 14, тоже иллюстрирует восприятие глубины, но в ней представлена причудливая смесь пространственных признаков. Хотя некоторые из них использованы вполне корректно, другие, противоречащие друг другу признаки намеренно создают такие пространственные связи, которые в действительности невозможны.
Кроме того, кажущееся направление движения близко расположенных объектов отличается от кажущегося направления движения удаленных объектов. Наблюдателю кажется, что объекты, расположенные ближе точки фиксации взгляда, перемещаются в направлении, противоположном направлению движения его головы, а направление движения объектов, лежащих за точкой фиксации, совпадает с направлением движения его головы. Следоват