Б25(2). Механизмы восприятия удаленности. Дискуссии о происхождении восприятия глубины. Моно – и бинокулярные признаки восприятия удаленности. Гибсианский и неогибсианский подход.

Восприятие удаленности объекта или объектов одинаковых размеров обеспечивается:
- явлениями аккомодации, конвергенции и дивергенции;
- соотношением расстояний до объекта и величиной зрительных углов;
- предшествующим перцептивным опытом человека;
- явлением бинокулярного параллакса зрения;
- явлениями линейной перспективы, суперпозиции, градиента текстуры.

Рассмотрим вклад каждого из этих факторов в восприятие удаленности.

При восприятии удаляющихся или приближающихся объектов изменяется напряженность глазных мышц и соответственно кривизна глазного хрусталика. Это изменение формы хрусталика, называемое аккомодацией, наряду с другими факторами помогает формировать образ удаляющегося (или приближающегося) объекта. Однако «радиус действия» аккомодации ограничен удаленностью объектов не далее чем 5-6 м.

Естественно, при неизменных размерах объект воспринимается тем ближе, чем больше величина зрительных углов аир.

Явление бинокулярного параллакса состоит в том, что каждый глаз смотрит на один и тот же объект-под разными углами.

Чем ближе объект, тем больше угол между осями зрения двух глаз, что и служит сигналом для анализа удаленности в перцептивных центрах мозга. О существовании бинокулярного параллакса можно убедиться на следующем опыте. При обоих открытых глазах наведем кончик указательного пальца на какую-нибудь точечную цель (полоску или гвоздь на стене, электрическую лампочку на потолке и др.). Закрывая попеременно то один, то другой глаз, видим скачкообразное перемещение наблюдаемой цели.

Бинокулярный параллакс сопровождается различными отображениями объекта на сетчатках глаз. Это явление называется бинокулярной диспарантностью.

Функцию бинокулярного сигнала для восприятия удаленности (глубины) выполняют явления конвергенции и дивергенции. При переводе взгляда с более удаленного объекта на менее удаленный зрительные оси глаз сводятся с помощью мышечной системы глазных яблок. Это явление получило название конвергенции глаз. Обратная операция разведения осей глаз называется дивергенцией.

Явление суперпозиции участвует в восприятии удаленности объектов предшествующим опытом сопоставления объектов по занимаемым ими пространственным позициям и другим сопутствующим этому признаку факторам. Это иллюстрируется перекрытием одного объекта другим. Очевидно, что темный объект находится перед светлым.

Явление линейной перспективы состоит в сближении удаляющихся от наблюдателя параллельных линий, принадлежащих воспринимаемому объекту. Таковыми человек воспринимает стены длинного туннеля, уходящие вдаль железнодорожные рельсы, обочины автострады и т.д.

Явление градиента текстуры свидетельствует об удалении объекта на основании визуального признака увеличения уплотнения пространства между множеством однородных предметов. Например, луг, усеянный цветами, вдали как бы состоит из сплошной цветовой массы, но вблизи различается каждый цветок в отдельности. Аналогична картина с мелкими камнями на берегу.

На точность оценки удаленности объекта влияет общая освещенность местности, на которой находятся наблюдатель и объект. Анализ дорожных происшествий показал, что причиной большинства наездов сзади в темное время суток является не столько превышение скорости, сколько ошибки в оценке удаленности (дистанции) до впереди идущей автомашины. Дело в том, что восприятие расстояния до объекта связано с размером изображения объекта на сетчатке. Но палочки глаза, которые в темноте задействованы в работу больше, чем колбочки, не приспособлены к восприятию размеров и формы объекта. Искажение объемности в темноте и вызывает ошибки в оценке расстояния.

Что касается автомашин, идущих навстречу в темноте или сильном тумане, то текущее расстояние до них кажется больше в 2-3 раза.

Возможные признаки глубины:

1. Фокусировка - через сокращенность аккомодационной мышцы. Вполне вероятно, что этому надо научиться.

2. Триангуляция - по треугольнику: есть основание (расстояние между глазами) и углы - через сокращенность мышц.

Пороги восприятия глубины:

1. Порог стериопсиса - минимальная величина диспаратности, впервые вызывающая восприятие глубины (эта величина примерно равна 1.5 угловых минут).

2. Порог диплопии - минимальная величина диспаратности, при которой изображение начинает двоиться (примерно 10 минут). Восприятие искажается, однако глубина воспринимается по-старому.

3. При диспаратности большей 25минут - "чередование картинок" или феномен бинокулярного соревнования.

4. Зона качественного стериопсиса - нарушаются количественные оценки воспринимаемой глубины. Параллакс - изменение положения объекта, вызванное изменением положения наблюдателя.

Монокулярные признаки действуют независимо от кол-ва глаз. Монокулярные признаки восприятия глубины – i без участия бинокулярного зрения. Перспекти́ва (смотреть сквозь) — наука об изображении предметов, видеть предмет с теми кажущимися сокращениями их размеров, изменениями очертаний формы и светотеневых отношений, которые наблюдаются в натуре. Явление кажущегося искажения пропорций и формы тел при их визуальном наблюдении. Нпр, два параллельных рельса кажутся сходящимися в точку на горизонте. Способ изображения объемных тел, передающий их собственную пространственную структуру и расположение в пространстве.

Глубина. 2 аспекта восприятия глубины: монокулярный и бинокулярный. Бинокулярное восприятие осущетвляется с помощью бинокулярного параллакса - это различия в проекционных отображениях объекта на сетчатке левого и правого глаза, возникающее в следствии пространственном расположении глаз. Мерой бин. паралакса для данной точки пространства служит разность углов под которыми она видна левому и правому глазу. Бин. паралакс связан с установлением локализации источника звука в пространстве и определяется различиями во время прихода звуковой волны к симметричным рецепторам поверхностям левого и правого уха. Возможности характеристик пространства для зрительно неизмеримого меньше чем у бинокулярного. Дизпаратность - разность угла под которым видится данный объект в пространстве для левого и правого глаза. Объекты, которые проецируются на корреспондирующие точки сетчатки воспринимаются слитными и расположенными во фронтопараллельной плоскости (ядерной плоскости), дизпаратность в этом случае=0 (гороптор) Для того, чтобы возникло объемное восприятие дизпаратность должна быть <0. Угол 0-15" плоское изображение, 15-30" (зона Панума, происходит механизм Фузия) 3-х мерное изображение, <30"видим 2 объекта. Кроме диспарантности в восприятии глубины участвуют вергентные движения глаз (взаимодействие механизмов бинокулярного паралакса и конвергентных движений глаз) Монокулярные признаки глубины. Это признаки удаленности, которые могут использоваться при монокулярном зрении. Эффект бинокулярных механизмов зависит от расстояния (неск.10 метров), а остальные дальности восприятия компенсируется монокулярным восприятием глубины. Наиболее важный признак удаленности является монокулярный паралакс движения, обеспечивает возможность сравнения позиций, возникших в результате движения. Заключается в том, что при движении наблюдателя (боковые движения) угловая величина противоположных по направлению смещений предмета в его зрительном поле обратно пропорционально их удаленности. С помощью монокулярного паралакса движения можно оценить удаленность объектов также точно, как и с помощью бинокулярного зрения, но д.б. активность наблюдателя.(столб при поездке на поезде) Эффект перекрытия объектов. Один объект закрывает другой т.о., что видимая остается только какая-то его часть. С помощью этого признака можно оценить только порядок удаленности. Гридиенты величины и плотности. Наиболее сильный и определяющий эффект глубины возникает, когда различие в величине одновременно видимых объектов и расстояния между ними не случайны, а подчиняются единому правилу. В первую очередь, возрастание от одного конца объекта к другому. Высота положения объектов в поле зрения. В естественных условиях восприятия далекие объекты воспринимаются как более высокие. Воздушная перспектива. При удаление четкого объекта размываются контуры. Восприятие глубины и удаленности, которые обслуживаются совокупностью механизмов как монокулярных, так и бинокулярных, всем руководит субъект восприятия, который использ. систему восприятия объекта на разные признаки. Иллюзии - 1. связана со строением глаза - светлые предметы кажутся по размерам больше, чем темные. 2. иллюзия Мюллера-Лайера. Цветовосприятие В жизни цвет зависит от длины волны падающего света. Цветовые ощущения описываются характеристиками: 1. светлота 2. цветовой тон 3. насыщенность. 1. Светлота - определяется физической яркостью света, с ростом ее видимая яркость увеличивается, но не линейно, а более медленно. На величину абсолютного порога яркости влияют: а) степень адаптации б) длина волны раздражителя в) размеры и время действия раздражителя. 2. Цветовой фон - красный, зеленый, желтый могут иметь одинаковую видимую яркость, различие по цветовому тону. При переходе от коротковолнового к длинноволновому раздражителю тон меняется в определенном порядке: цвет коротковолновый - фиолетовый, затем участок синего цвета, затем сине-зеленый, зеленый, желто-зеленый, желтый, в длинноволновой части спектра желто-красный. Если длина волны однозначно определяет цветовой тон, то обратное правило категорически неверно. Правила Ньютона: 1) Для каждого цветового тона существует дополнительный цветовой тон, смешение с которым в определенных пропорциях дает нейтральный или серый тон. Дополнительные цвета располагаются по диаметру цветового круга по отношению к основному. 2) При смешении двух цветов, лежащих на цветовом круге ближе, чем дополнительный цвет, тон смеси располагается между смешиваемыми цветами на соединяющей их прямой, т.е. хорде. 3) Одинаково выглядящие цвета, независимые от своего спектрального состава, дают при смешении одинаковую по цветовому тону смесь. Вывод - с помощью любых трех цветов, не являющихся дополнительными можно получить любой цветовой тон. 3. Насыщенность - степень отличия данного цветового тона от нейтрального с ним по светлоте или видимой яркости.

Идея признаков удаленности состоит в том, что наблюдатель замечает некоторый решающий признак (например, что один объект кажется больше другого) и затем делает из этого бессознательный вывод об удаленности объекта. Это понятие о бессознательном умозаключении ввел Гельмгольц в 1909 году. Оно продолжает оставаться ключевым понятием в исследованиях восприятия (Rock, 1983), хотя некоторые психологи предлагали другой подход к восприятию глубины.

Так, Гибсон утверждает (Gibson, 1979, 1966, 1950), что мы не строим умозаключений о глубине, а воспринимаем ее непосредственно. Чтобы оценить его идею, подумаем, где чаще всего человек ищет информацию о глубине. Гибсон полагает, что люди не ищут носящиеся в воздухе признаки объектов и не пытаются определить их относительную величину, перекрытие или относительную высоту, а ищут на самом деле информацию на самой земле. Лучший пример такой информации — градиент текстуры (рис. 5.8). Градиент текстуры возрастает, когда мы смотрим на поверхность в перспективе. По мере удаления поверхности элементы, составляющие ее текстуру, кажутся расположенными все плотнее и ближе друг к другу. Такой градиент создает очень сильное впечатление глубины.

В отличие от стандартных признаков удаленности, градиент распространен по огромной зоне видимости, и куда бы вы ни направились, вы всегда сможете по градиенту определить удаленность всякой другой точки. Следовательно, на сетчатке глаза информация о градиенте остается постоянной или, пользуясь термином Гибсона, инвариантной. Согласно Гибсону, восприятие глубины определяется непосредственным восприятием таких инвариантов. Так, при восприятии глубины какой-либо сцены нам не нужно обрабатывать информацию, содержащуюся в разбросанных повсюду признаках глубины: вместо этого можно непосредственно воспринимать информацию, которую дает градиент текстуры (Goldstein, 1989).