Сторінка 6 з 8
Крім локалізації і розпізнавання у перцептивної системи є ще одна задача - зберегти видимість об'єктів постійної, незважаючи на зміни їх сетчаточного проекцій. Така еволюція, що ми взагалі уявляємо (і переживаємо) об'єкти світу такими, якими вони є насправді (у реальних об'єктів форма, колір, величина і яскравість постійні), а не такими, якими вони випадково попадаються нам на очі.
В цілому людина сприймає об'єкт відносно незмінним, незважаючи на зміни його освітленості, положення, з якого він видно, або його віддаленості. Вам не здається, що ваша машина збільшується в розмірах, коли ви до неї підходите, або що вона спотворюється, коли ви обходьте її кругом, або змінює колір при штучному освітленні, - і це незважаючи на те, що всі ці зміни відбуваються з її зображенням на сітківці вашого очі. Ця тенденція до стабільності об'єкта називається константність сприйняття. Константность недосконала, але це одне з чудових властивостей зорового сприйняття.
Константность сприйняття також має суттєве відношення до розглянутої нами раніше темі цілей локалізації і розпізнавання. В цілому можна сказати, що константність полегшує завдання по локалізації та розпізнаванню об'єктів. Якби нам здавалося, що об'єкт змінює своє розташування кожного разу, коли ми переміщаємо погляд, визначення його глибини (важливий аспект локалізації) було б надзвичайно ускладнене. Якби форма і колір об'єкта змінювалися кожен раз, коли або ми, або об'єкт переміщаються, опис об'єкта, складене нами на більш ранніх стадіях розпізнавання, також мало б змінюватися і розпізнавання перетворилося б в нездійсненне завдання.
Константность яскравості і кольору
Коли предмет освітлений, він відображає певну кількість світла. З кількістю відбитого світла пов'язана видима яскравість предмета. Явище константної яскравості означає, що сприймається яскравість того чи іншого об'єкта змінюється дуже слабо навіть при дуже значних змінах кількості відбитого світла. Так, сорочка з чорного оксамиту буде виглядати саме чорної і в тіні, і на сонці, не дивлячись на те що під прямими сонячними променями вона відображає в тисячі разів більше світла.
<Рис. Константность восприятия позволяет нам определять расстояния до объектов.>
Хоча вищевказаний ефект проявляється при звичайних обставинах, зміни в оточенні можуть зруйнувати його. Уявіть, що чорна сорочка розташована за чорним непрозорим екраном і ви розглядаєте її через вічко в екрані. Екран з отвором обмежує видиму область, так що ви бачите тільки світло, відбите від самої сорочки, незалежно від її оточення. Тепер, коли сорочка освітлена, вона буде виглядати білою, оскільки світло, що досягає вашого очі через отвір, має велику інтенсивність, ніж відбитий від самого екрану. З цього прикладу можна зрозуміти, чому яскравість об'єкта зазвичай залишається незмінною. Коли ми сприймаємо об'єкт в природній ситуації, зазвичай видно і кілька інших об'єктів. Константность яскравості залежить від співвідношення інтенсивностей світла, відбитого від різних об'єктів. Так, чорний оксамит зазвичай продовжує бачитися чорним навіть на сонці тому, що він все одно відображає менше світла, ніж навколишні його предмети. Саме відносною величиною відбитого світла визначається його яскравість (Gilchrist, 1978).
З кольором все приблизно так само. Тенденція до збереження кольору об'єкта при висвітленні його різними джерелами світла називається константність кольору. Як і константность яскравості, константність кольору можна порушити, видаливши об'єкт з його фону. Наприклад, якщо дивитися на зрілий помідор через трубку, що приховує і оточення, і загальний вигляд самого об'єкта, він може виявитися будь-якого кольору - синього, зеленого або рожевого - в залежності від довжин хвиль відбитого від нього світла. Тому константность кольору, як і константность яскравості, залежить від неоднорідності фону (Maloney Wandell, 1986; Land, 1977).
Константность форми і положення
Коли двері відкриваються в нашу сторону, форма її зображення на сітківці зазнає ряд змін (рис. 5.23). З прямокутної форми виходить зображення у вигляді трапеції, у якої ближня до нас сторона ширше, ніж край, яким двері кріпиться до стіни; потім ця трапеція стає вже, поки нарешті не починає проектуватися на сітківку у вигляді вертикальної смужки, що відповідає товщині двері. І незважаючи на все це, ми при відкриванні дверей сприймаємо її без змін. Збереження сталості сприймають форми при зміні зображення на сітківці є прикладом константності форми.
Мал. 5.23. Константность форми. Зображення на сітківці, створювані відкривається дверима, зовсім різні, і тим не менше ми весь час сприймаємо двері прямокутної форми.
Ще один вид константності стосується положення об'єктів. Незважаючи на те що, коли ми рухаємося, на сітківці виникає ряд мінливих зображень, положення нерухомих об'єктів для нас залишаються постійними. Цю константность положення ми приймаємо як само собою зрозуміле, але для цього потрібно, щоб зорова система брала до уваги і наші руху, і мінливі зображення на сітківці. Такого роду «розрахунок» ми обговорювали раніше, коли говорили про сприйнятті руху. По суті, зорова система повинна отримувати інформацію від моторної системи про рухах очей і потім приймати цю інформацію до уваги при інтерпретації руху зображення на сітківці. Коли зорова система отримує інформацію про те, що очі тільки що повернулися на 5 градусів вліво, вона віднімає цю величину з глядацького сигналу.
З усіх видів константності найбільш вивчена константность величини - тенденція
сприймається величини об'єкта залишатися відносно постійною, незалежно від його видалення. Коли об'єкт від нас віддаляється, ми зазвичай не бачимо, що його величина стає менше. Потримайте монету в 30 см перед собою, а потім відсуньте її на відстань витягнутої руки. Чи здається вам, що вона зменшилася? Начебто не помітно. Але при цьому зображення монети на сітківці з відстані витягнутої руки стало вдвічі менше, ніж воно було при відстані 30 см від очей (рис. 5.24).
Мал. 5.24. Величина зображення на сітківці. Малюнок ілюструє геометричні відносини між фізичною величиною об'єкта і величиною його зображення на сітківці. Стрілками А і В показані об'єкти однакового розміру, один з яких вдвічі далі від ока, ніж інший. В результаті зображення об'єкта А на сітківці приблизно вдвічі менше зображення об'єкта В. Об'єкт, показаний стрілкою С, менше об'єкта А, але розташований ближче до ока і тому створює на сітківці зображення, рівне за величиною зображенню об'єкта А.
Залежність від ознак глибини. Приклад з переміщенням монети показує, що при сприйнятті величини об'єкта ми враховуємо не тільки величину зображення на сітківці. Крім цього враховується і сприймається віддаленість об'єкту. Ще в 1881 році Еммерта зміг показати, що оцінка величини залежить від віддаленості. Еммерта використовував дотепну методику, в якій оцінювалася величина послеобраз.
Еммерта спочатку просив випробуваних фіксувати погляд в центрі картинки протягом приблизно однієї хвилини (приклад картинки - на рис. 5.25). Потім випробувані дивилися на білий екран і бачили послеобраз. Їх завданням було оцінити величину послеобраз; незалежної змінної була віддаленість екрану від очей. Оскільки величина послеобраз на сітківці була постійною і не залежала від віддаленості екрану, всякі варіації в оцінці величини послеобраз повинні були виникати через сприймається віддаленості екрану. Якщо екран був далеко, послеобраз виглядав великим, якщо близько - меншим. Експеримент Еммерта був настільки нескладним, що ви можете зробити його і самі.
Мал. 5.25. Експеримент Еммерта. Тримайте книгу при хорошому освітленні на звичайному відстані для читання. Приблизно на хвилину зафіксуйте погляд на перехресті в центрі малюнка, а потім подивіться на дальню стіну. Ви побачите послеобраз двох кіл, який виглядає більше цього стимулу. Потім подивіться на аркуш паперу, тримаючи його близько перед очима; послеобраз буде здаватися менше стимулу. Якщо послеобраз згасає, його іноді можна відновити морганням.
Грунтуючись на таких експериментах, Еммерта припустив, що сприймається величина об'єкта зростає одночасно з: а) збільшенням зображення об'єкта на сітківці; б) сприймається віддаленістю об'єкту. Конкретніше, сприймається величина дорівнює добутку ретинальной величини на величину сприймається віддаленості. Ця закономірність відома як принцип інваріантності величини-віддаленості. Цей принцип так пояснює константность величини. Коли об'єкт віддаляється, його ретинальна величина зменшується; але якщо є ознаки віддаленості, сприймається віддаленість збільшиться. Значить, твір ретинальной величини на сприйняту віддаленість збережеться приблизно постійним, а це означає, що і сприймається величина об'єкта залишиться приблизно постійною. Для ілюстрації: коли людина від вас віддаляється, величина його зображення на вашій сітківці зменшується, але сприймається його віддаленість зростає; ці два зміни компенсують один одного, і сприймається вами величина людини залишається відносно постійною.
Ілюзії. Принцип інваріантності величини-віддаленості (маються на увазі видима величина і видима віддаленість, а не їх фізичні кореляти. - Прим. Ред.) Дуже важливий для розуміння ряду ілюзій величини. (Ілюзія - це помилковий або спотворений перцепт.) Хороший приклад ілюзії величини - ілюзія місяця. Коли місяць близько до горизонту, вона виглядає приблизно на 50% більше, ніж коли вона в зеніті, незважаючи на те що при обох її положеннях зображення місяця на сітківці має ту ж величину. Одне з пояснень цієї ілюзії - у тому, що сприймається відстань до горизонту оцінюється більше, ніж відстань до зеніту; значить, саме велика сприймається віддаленість призводить до збільшення сприймається величини (Kaufman Rock, 1989).
<Рис. Почему Луна у горизонта кажется больше? Ключевой момент — воспринимаемая удаленность. Когда расстояние воспринимается как большее, то и величина объекта воспринимается как большая.>
Ще одна ілюзія величини - це кімната Еймса, названа так по імені її винахідника Адельберт Еймса. На рис. 5.26 показано, як виглядає кімната Еймса при розгляданні через вічко. Коли хлопчик знаходиться в лівому кутку кімнати (ліве фото), він здається набагато менше, ніж коли він знаходиться в правому куті (праве фото).
Мал. 5.26. Кімната Еймса. Так виглядає кімната Еймса при розгляданні її через вічко. Розміри хлопчика і собаки залежать від того, хто з них знаходиться в лівому кутку, а хто - в правом. Ця кімната сконструйована так, щоб засмутити сприйняття спостерігача. Через те, як сприймається форма кімнати, відмінності в співвідношеннях величин хлопчика і собаки здаються неможливими. І все ж на обох фотографіях хлопчик і собака одні й ті ж.
Але на обох фотографіях один і той же хлопчик! Це той випадок, коли константность величини порушується. Чому? Хитрість - в конструкції кімнати. Хоча спостерігачеві, котрий розглядає її через вічко, здається, що це звичайна прямокутна кімната, насправді вона побудована так, що її лівий кут знаходиться майже вдвічі далі правого кута (див. Рис. 5.27). Так що на лівому фото хлопчик насправді знаходиться набагато далі, ніж на правому, і отже, створює менше ретинальном зображення. Однак спостерігач не коригує цю різницю в віддаленості, оскільки його змусили повірити, що перед ним нормальна кімната, і тим самим припустити, що хлопчики перебувають на рівному віддаленні від нього. По суті, припущення про нормальність цієї кімнати блокує зазвичай застосовується принцип інваріантності величини - віддаленості, і тоді константность величини порушується.
Мал. 5.27. Конструкція кімнати Еймса. На малюнку показана справжня форма кімнати Еймса. Насправді хлопчик, який зліва, знаходиться майже вдвічі далі від спостерігача, ніж хлопчик справа; однак при розгляданні кімнати через вічко ця різниця віддаленості не виявляється (по: Goldstein, 1984).
Хоча всі розглянуті нами приклади константності ставилися до зору, це явище стосується і інших органів почуттів. Наприклад, якщо частоти всіх нот подвоїти, людина почує ту ж мелодію. У будь-який сенсорної модальності константность залежить від взаємозв'язку між ознаками стимулу - ретинальной величиною і віддаленістю - в разі константності величини, інтенсивністю двох сусідніх ділянок в разі константності яскравості і т. Д.