Экологический подход к проблеме восприятия движения и его экспериментальное обоснование.

Основной вопрос, является ли восприятие изменяющейся компоновки также непосредственным?

Традиционному положению о том, что восприятие формы во фронтальной плоскости является первичным и наиболее простым для понимания, сопутствует аналогичное положение о первичности и простоте восприятия движения во фронтальной плоскости. В основе обоих этих положений лежит заблуждение, связанное с сетчаточным изображением и признаками глубины.

Восприятие событий зависит не от чего иного, как от возмущений структуры в объемлющем строе.

Стробоскоп и его модификации. Это устройство для последовательного предъявления различных неподвижных паттернов. Стробоскопический принцип предъявления изображений был развит и усовершенствован в кинематографии. Поскольку «стимулы» в стробоскопической последовательности неподвижны и сетчатка не «стимулируется» движением, принято считать, что воспринимаемое при этом движение является всего лишь «кажущимся», а не «реальным».

 

Стимульной информацией о движении является изменение паттерна, и эта информация одинакова как при непрерывных, так и при прерывистых изменениях. Стробоскоп демонстрирует лишь то, что для восприятия события движение объекта с места на место во внешнем мире не должно непременно воспроизводиться соответствующим перемещением изображения на сетчатке.

Движущаяся бесконечная лента.

Можно сделать так, чтобы за окном во фронтальной плоскости непрерывно двигалась в определенном направлении полосатая или текстурированная поверхность, причем двигалась с любой скоростью. Глаз в подобных опытах извлекает не «движение» поверхности относительно окна, а постепенное появление и исчезновение элементов поверхности у заслоняющего края окна.

Установка с вращающимся кругом.

Поворачивание круга в его окружении представляет собой фактически срезание текстуры строя у контура круга.

Устройство с кругом и прорезью.

Если круг закрыть экраном с прорезанной в нем щелью, то он будет восприниматься как нечто движущееся вдоль щели. Мишотт, например, использовал такое устройство для изучения восприятия того, как одна вещь толкает другую.

Эксперименты с кинетическим эффектом глубины или стереокинезом

Много лет назад Ч. Л. Мусатти показал, что плоский рисунок, на котором изображены круги или эллипсы, приобретает глубину, если его подвергнуть вращательному движению (Musatti, 1924). То, что две плоские фигуры, обладающие бинокулярной диспаратностью, приобретают глубину, когда их рассматривают с помощью стереоскопа, было известно каждому, но мысль о том, что плоский рисунок может приобрести глубину благодаря движению, была неожиданной. Мусатти назвал это явление стерео-кинетическим феноменом. Он предполагал, что элементарные движения на сетчатке могут объединяться и вызвать впечатление реального движения в пространстве.

Метод теневых проекций.

Проецирование теней является наиболее гибким и мощным методом изучения восприятия движения.

Мутный полупросвечивающий экран

Перемещение предмета, отбрасывающего тень, приводит к сжатию тени на экране, в результате чего глаз видит, как объект удаляется.

Кинетический эффект глубины Уоллаха

получается в том случае, если на мутный полупросвечивающий экран спроецировать тень от проволочной фигуры, а наблюдателя посадить по другую сторону экрана. Без движения линии на экране выглядят плоскими, словно нарисованными. Но если проволочный объект начинает поворачиваться, то пространственное расположение проволок становится очевидным. Переход от плоской картинки к движущейся трехмерной проволочной фигуре весьма впечатляет. Почему он происходит? Уоллах считал, что плоский паттерн приобретает глубину, если линии на экране согласованно изменяют длину и направление.

Он считал, что если последовательность движений во фронтальной плоскости можно собрать в единое движение жесткого тела, то такое жесткое движение будет восприниматься объемным.

Эксперименты Юханссона

Он использовал электронно-лучевую трубку, на экране которой можно было запрограммировать движение световых пятен в любом направлении — вверх, вниз, вправо или влево. С помощью векторного анализа он определял «общее движение» для кластера точек в целом. В случае «связных» движений, когда все точки кластера двигались так, будто были связаны в единое целое, они воспринимались уже не как плоский паттерн, а как объект, обладающий глубиной, не просто как набор точек в плоскости экрана. Казалось, что точки образуют жестко связанную совокупность элементов.

Гештальттеория также утверждала, что отдельные сенсорные элементы группируются или связываются в процессе восприятия.

Эта тоска зрения получила название теории организации.

Гибсон предлагает рассмотреть другую точку зрения, согласно которой оптические преобразования связны сами по себе, и специальный процесс, делающий их связными в восприятии, не нужен; их нужно просто извлечь в процессе восприятия.

Эксперименты с постепенным увеличением или уменьшением.

При зрительном столкновении (имелось наличие оптической информации о контакте, котором достигалось при помощи теневого проектора) испытуемые непроизвольно закрывали глаза или отворачивались. Подобное оптическое изменение следует считать стимулом для мигательного рефлекса. После того как тень заполняла весь экран, казалось, что виртуальный объект находится «здесь», на нулевом расстоянии. Он казался не тенью на экране, а объектом, выходящим из плоскости экрана. Чем ближе объект к точке наблюдения, тем меньше его телесный угол отличается от полусферы объемлющего строя. Когда объект вплотную приближается к глазам, увеличение зрительного телесного угла при его стремлении к пределу обычно протекает с ускорением (луминг). Интересно, что осознание того, что нечто приближается, не угасало с повторением. Очевидно, восприятие не зависело от научения условным реакциям избегания, подкрепленным механическим столкновением.

Манящий краб ведет себя так, как если бы он воспринимал то же самое событие, что и позвоночное животное или человек-наблюдатель. У краба нет ни камерного глаза, ни сетчаточного изображения, однако экологическая оптика хорошо работает и в случае сложного глаза.

В геометрии увеличение или уменьшение формы иногда называют преобразованием размера.

В теории искусственной перспективы это преобразование называется перспективным искажением.

Эксперимент с изменением наклона.

На экран проецировались разные фигуры — фигуры правильной формы (квадрат) с регулярной текстурой (квадрат, состоящий из квадратов) и фигуры неправильной формы (с амебоподобными очертаниями) с нерегулярной текстурой. Испытуемый должен был с помощью регулируемого транспортира указать величину того изменения наклона, который он воспринимал. Все без исключения испытуемые воспринимали неизменную жесткую поверхность с изменяющимся наклоном. Не было никаких различий между правильными и неправильными силуэтами.

Эти результаты не согласуются с традиционными теориями восприятия формы и глубины — они подрывают их. Если придерживаться этих теорий, следовало бы признать, что определенное изменение формы может вызвать восприятие неизменной формы, наклон которой изменяется.

Гипотезе Гибсона заключается в том, что что объекты задаются посредством инвариантов преобразований. Эти инварианты совершенно «бесформенны», они представляют собой не формы, а инварианты структуры. В рассматриваемом эксперименте различные инварианты перспективных искажений задавали четыре различные поверхности. В то же время перспективные искажения различной величины задавали различные изменения наклона. Таким образом, оптическое преобразование не является дискретным набором оптических движений, равно как не является оно и причиной восприятия глубины. Это единое, глобальное, закономерное изменение строя, которое задает и неизменный объект, и изменение его положения.

Загадка феноменальной жесткости.

Предположение Гибсона заключалось в том, что одни инварианты задают жесткость, а другие — эластичность.

Эксперименты на выявление инвариантов жесткости

Испытуемому демонстрировали различные преобразования: вначале сжатие и обратное ему преобразование, затем перспективное искажение и обратное ему преобразование. Это делалось для того, чтобы выяснить, будет ли испытуемый спонтанно замечать различия и воспринимать в первом случае эластичный, а во втором — жесткий объект. Однако наблюдатели без труда различали виртуальные поверхности — эластичные в первом и жесткие во втором.

Юханссон создавал светящиеся фигуры на экране осциллографа и независимо управлял их высотой и шириной. Он создавал и несогласованные периодические изменения высоты и ширины. Но он не получил восприятия эластичного движения. Его испытуемые видели не прямоугольник с изменяющимися сторонами, а виртуальный прямоугольный объект, у которого было не два, а три параметра жесткого движения.

Эксперимент с восприятием расслоения в глубину

Вопрос заключался в том, как мы видим цельную связность изолированного объекта?

Первый эксперимент, из которого следует, что фундаментальный факт связности можно задать оптически, был задуман как эксперимент с параллаксом движения и восприятием глубины; однако впоследствии оказалось, что это был эксперимент с восприятием расслоения в глубину. Проектор устанавливался таким образом, чтобы тень на экране имела вид двух случайных текстур, совмещенных друг с другом и заполнявших весь экран. На самом деле тень создавали две прозрачные стеклянные пластины, посыпанные пудрой. Текстура такого рода приводила к восприятию поверхности, элементы которой не имели геометрической формы.

Два стеклянных листа двигались вместе так, за один и тот же временной интервал тени в центре каждого листа проходят разное угловое расстояние. Стеклянные пластины перемещались вдоль окна с одинаковой скоростью, воспринималась только одна виртуальная поверхность. Различие в скоростях между оптическими текстурами приводило к тому, что поверхность расщеплялась на две разделенные по глубине поверхности. Нельзя сказать, что воспринимались две различные формы. Это было похоже на расслоение связной поверхности. В эксперте у испытуемых происходила перестановка порядка смежности текстурных элементов. Феноменальная непрерывность исходной поверхности уступала место восприятию двух непрерывных поверхностей, причем ближняя казалась прозрачно. Следовательно, имеющуюся в оптическом строе информацию о непрерывности можно описать как сохранение порядка смежности, то есть как отсутствие перестановок.

Эксперименты с восприятием столкновения

Эксперимент Мишшота. ОН показал, что когда временные интервалы лежат в определенных пределах, помимо кинетических ощущений, возникает и прямое восприятие причины. Гибсон считает, что причина заключается в том, что при настоящем столкновении разность относительных скоростей движения до и после соприкосновения является инвариантом и задает природу веществ. Этот параметр Рунесон и варьировал в своих опытах. В его экспериментах воспринималось не только столкновение как таковое, но и твердость или мягкость самих объектов.

Восприятие своих собственных движений.

Осознания наблюдателем своих собственных движений во внешнем мире, то есть к осознанию локомоции.

Был разработан тест, в ходе которого испытуемый должен был снять серию кадров с помощью кинокамеры, движущейся по направлению к модели железной дороги (Gibson, 1947, гл. 9). Затем он должен был сказать, в какую из четырех отмеченных на рельсах точек (А, В, С или D) он прицелился.

Оказалось, что точка, в которую направлена любая локомоция, является центром центробежного потока объемлющего оптического строя. Какой бы объект ни оказался в такой точке, это будет объект, к которому вы приближаетесь. В целостном строе движущейся точки наблюдения есть два фокуса — центробежного и центростремительного радиальных потоков.

Динамическая перспектива «говорит» наблюдателю не только о земле, но и о нем самом, то есть о факте его локомоции и о ее направлении. Фокус центробежного потока (или центр оптического расширения) — это не сенсорный признак, а оптический инвариант. Фокус — это нечто лишенное формы и остающееся тем же самым для структуры любого рода.

На основе этих инвариантов курсанты-летчики видят, куда они летят. Водители автомобилей видят, куда они едут. Кинозрители видят, куда они направляются в том окружении, которое представлено на экране. Работа воспринимающей системы должна состоять из извлечения инвариантов. Экстеро-цепция и проприоцепция должны быть взаимодополнительными.

Зрение кинестетично в том смысле, что оно регистрирует движение тела точно так же, как это делает система «мышца-сустав-кожа» или вестибулярная система. Зрение схватывает и движение всего тела относительно земли, и движение отдельных членов относительно тела. Зрительная кинестезия действует наряду с мышечной. Зрение получает информацию как об окружающем мире, так и о самом наблюдателе.

 

Неподвижность — это лишь предельный случай движения, то термин кинестезия будет применим в обоих случаях. Движение и покой представляют собой фактически то, что наблюдатель воспринимает посредством текучего и нетекучего строя.

Оптическая динамическая перспектива отличается от зрительной кинестезии. Динамическая перспектива представляет собой абстрактный способ описания информации в объемлющем строе при движущейся точке наблюдения.

Зрительная обратная связь она сопутствует зрительному активному движению. Зрительная кинестезия остается одной и той же как в случае пассивных, так и в случае активных движений, а зрительная обратная связь при пассивных движениях отсутствует. Зрительная кинестезия имеет большое значение для управления локомоцией, однако это нечто совсем другое. Нам действительно часто нужно видеть, как мы движемся, для того чтобы решить, как нам двигаться дальше.

 

Эксперименты со зрительной кинестезией.

На экране синерамы¹ виртуальное окно может выхватывать из объемлющего строя приблизительно 160 угловых градусов. В результате может возникнуть очень впечатляющая и, кстати говоря, достаточно дискомфортная иллюзия движения. При экране 200 угловых градусов, иллюзия реальности была почти полной.

Эксперимент с летающей комнатой.

Суть эксперимента заключалась в том, чтобы отделить зрительную кинестезию от кинестезии системы «мышца-сустав-кожа» и вестибулярной системы. Если наблюдателя лишить возможности видеть пол и ощущать контакт с опорной поверхностью, у него возникает полная иллюзия того, что он движется по комнате вперед или назад. Испытуемых ставили на лележку.

Вращения тела: качания, наклоны, повороты.

Можно вызвать чисто зрительную кинестезию любого из этих вращений (+пример с парковых аттракционом).

В эксперименте с комнатой, которая вращалась вокруг своей вертикальной оси животные совершали глазами и головой те же компенсационные движения, которые бы совершались при вращении самого животного.Они ощущали себя вращающимися, но если встать на ноги то этот эффект пропадает, потому что возникает ощущение, что вне этой комнаты есть скрытое от взора окружение.