Общая психология_лекции. ОП_Семинар_2_2. Семинар восприятие пространства, движения и времени. Восприятие пространства и глубины. Восприятия времени и движения. Основная литература Общая психология в 7 т
 Скачать 1.7 Mb.
|
|
6.1.3. Роль движения в восприятии формы и структуры объекта Движение, представленное в виде сложного паттерна оптиче ской стимуляции, развернутого во времени, является очень мощным сред- ством, позволяющим воспринимать форму объекта. То, что мы не можем увидеть в статике, становится отчетливо воспринимаемым в движении. Такая возможность была показана в исследовании Д. Ригана [198]. 218 В этих опытах использовались компьютерные демонстрации, в кото рых цифры или буквы задавались группами точек, движущихся в различных направлениях. Для иллюстрации, представьте себе плотную группу из мно- жества мелких точек, каждая из которых движется. Далее предпо ложим, что некая подгруппа внутри этого множества точек, попадаю щая в границы не- которой виртуальной формы (например, контуры буквы «G»), начинает дви- гаться в одном и том же направлении, в то время как остальные точки, окру- жающие этот виртуальный контур, движутся в различных направлениях. (Для понимания важно, что точки внутри самой этой виртуальной формы не обязательно движутся, главное — чтобы двигались точки, ограничивающие эту область.) Испытуемые без труда видели цифру или букву, заданную этими движущимися векторами и могли с высокой точностью определить, какая конкретно она была. Такого рода способность воспринимать форму объекта на фоне случайного, хаотического движения (фактически это задача выделения фигуры из «двигательного шума») была названа автором кине- тическим восприятием формы. На наш взгляд это блестящий пример того, как оптическая информация о форме объекта извлекается из постоянно ме- няющегося оптического строя. Пользуясь словами Дж. Гибсона, в сложном наборе случайно движущихся точек контуры виртуального объекта задают тот оптический инвариант, который и позволяет че ловеку без труда опознать форму объекта в условиях высокого уровня окружающего его «двигательного шума». Восприятие биологического движения дает нам другой неотразимый пример того, как наше зрительное восприятие извлекает из движения су- щественную информацию об объекте (см. статью Розенбаума в [201], а также [120]). Когда движется живое существо, его тело деформируется таким образом, что различные части тела перемещаются друг относи- тельно друга. Эти особенности их относительных перемещений задают особую уникальность биологического движения. Любое нарушение ха- рактерной содруже- ственности перемещений частей тела сразу же нами замечается. Фактически, когда идет пьяный человек или движения чело- века чем-то стеснены, затрудняя нормальную ходьбу, то такое движение его тела мы без труда воспринимаем как неестественное. В исследованиях биологического движения обнаружено, что надеж- ное и быстрое опознание движущегося тела может происходить бук- вально по 12 его характерным точкам 1 (рис. 88). Если мы представим себе некоторую компьютерную анимацию в виде временной последовательности движущихся светящихся точек, то никакая отдельно взятая точка не специфицирует движение человека. Наблю дая за движением одной такой точки, мы обнаружим только ее циклоид- 1 В лабораторных условиях биологическое движение изучают с помощью ком пьютер- ных анимаций, на которых движущаяся фигура человека или животного представлена как множество светлых точек. 219 Рис. 88. Пример стимулов, использующихся для исследования движений че- ловека. Рисунок слева показывает светящиеся маркеры, прикрепленные к основным суставам человека; справа дана последовательность движений, со- вершаемых танцующей парой [142] ное движение в пространстве экрана монитора. Однако если мы нанесем све- тящиеся маркеры на суставы виртуального человека, то без труда увидим не хаотичные циклические движения отдельных точек, а именно движущегося человека. Таким образом, восприятие активности живого существа требует очень сложной, глобальной интеграции информации о его движении в про- странственной и временной координатах. И как ре зультат, восприятие таких анимационных последовательностей буквально является актом извлечения, воссоздания перцептивного содержания из движения. Мы использовали слово «извлечение», чтобы подчеркнуть факт наличия этой самой оптиче- ской информации о биологическом движении в сложной пространственно- временной конфигурации частей движущегося контура, состоящего из от- дельных светлых точек на экране монитора. Многочисленные эксперименты показали высокую чувствительность человека по опознанию особенностей движущегося биологического объ- екта. Даже при кратковременной экспозиции анимационной модели че- ловека на экране дисплея испытуемые без труда опознавали его пол, то движение, которое он выполняет, и далее его эмоциональное состояние [120; 201]. Кроме формы и других свойств объекта движение может нести ин- формацию о его пространственных характеристиках. Если мы просто смотрим на неподвижную проекцию двухмерного объекта, то мы не мо- жем увидеть его в объеме. Тем не менее, когда этот же объект будет пред- ставлен в виде серии меняющихся плоских проекций, мы ясно увидим его глубину и пространственную структуру. Подобные опыты были про- ведены Г.Уоллахом, открывшим так называемый кинетический эффект глубины. В этих опытах проволочный куб отбрасывал тень на экран. Если куб был неподвижен, то испытуемые видели его плоскую проекцию в виде 220 набора линий. Однако если куб вращался вокруг своей вертикальной оси, то динамический оптический паттерн создавал четкое впечатление вращения на экране обычного трехмерного куба. Этот результат свидетельствовал о том, что проецируемая на сетчатку последовательность плос ких изображе- ний представляет собой оптическую информацию о трехмерном объекте, вполне достаточную нашей перцептивной системе для восстановления необ- ходимой информации о глубине [201]. Кинетический эффект глубины в настоящее время включен в более широкий класс феноменов, получивший название «струк- тура-из-дви- жения» (structure-from-motion), включающий в себя не только феномен появления в процессе движения переживания глубины, но также вос- приятие формы объекта и других его качеств [201]. Для демонстрации подобных эффектов психологи создают специальные компьютерные анимации. На экране монитора программно создается плоская, двухмер- ная проекция пятнистого вращающегося вертикального цилиндра (на рис. 89 он справа). Глядя на эту плоскую проекцию, испытуемый видит перемешанные точки, движущиеся право и влево (т. е. появляющиеся с передней и задней поверхности цилиндра). Кроме того, скорость точек изменяется в соответствии с их положением относительно боковых сто- рон проекции цилиндра: чем они ближе к правой или левой стороне, тем их скорость выше. Такого рода двухмерная проекция приводит к возник- новению явного восприятия структуры объемной фигуры из движения точек по плоской поверхности. Восприятие этого цилиндра двойственно: испытуемый видит цилиндр вращающимся то направо, то налево. Резюмируя изложенный выше материал, мы приходим к заключе- нию о том, что движение позволяет нашей перцептивной системе извле- кать дополнительную информацию о форме объекта, его особенностях, пространственной структуре. Фактически мы можем говорить о том, что Дж. Гибсон называл восприятием возможностей, скрытых от нас в непо- движном изображении и открывающихся в динамике оптических свойств окружающей среды. Рис. 89. Двумерная проекция (спра- ва) и прозрачный вращающийся цилиндр (слева). Точки на поверх- ности вращающегося цилиндра со- ответствуют точкам на поверхности его плоской проекции, которые дви- жутся влево и вправо [201] Прозрачный цилиндр 221 А именно: изменение структуры объемлющего оптического строя содер- жит в себе богатую информацию о свойствах воспринимаемых объектов. 6.1.4. Чувствительность к движению Пороги восприятия реального движения зависят от множества фак- торов, а не только от скорости перемещения объекта в поле зрения. Ниж- ним абсолютным порогом называют ту минимальную скорость, при ко- торой наблюдатель способен воспринять объект как движущийся. Верх- ним абсолютным порогом называют ту максимальную скорость движе- ния объекта, при которой он воспринимается движущимся, а не смазан- ным. Объекты, которые перемещаются слишком медленно или слишком быстро, не воспринимаются движущимися. Например, еще в одной из самых ранних работ, выполненных Г.Аубертом в 1886 г. было установ- лено, что нижний порог восприятия движения маленького светового пятна относительно неподвижного фона составляет 2,5 мм в секунду или около 0,2 градуса зрительного угла в секунду. В работе Дж. Пэлме- ра по- казано, что при наилучших условиях наблюдения человек способен об- наружить движение объекта со скоростью 0,25 мм в секунду, что состав- ляет 0,03 зрительного угла в секунду [191]. Одной из современных стимульных парадигм, используемых для изу- чения восприятия движения точки в случайно-организованном контек- сте, являются так называемые случайно-точечные кинограммы (random dot cinematograms — RDCs). Эти стимулы состоят из «сигналь- ной» точки, движущейся в заданном направлении и окруженной «шумо- выми» точками, которые движутся случайным образом в разных направ- лениях. Когда процент сигнальных точек достаточно велик, то наблюда- тель воспринимает согласованное движение точек в определенном направлении, когда этот процент мал, то движение не воспринимается. Абсолютный порог восприятия движения определяется как минималь- ный процент «сигнальных» точек, необходимый для обнаружения та- кого согласованного движения. Человек обладает очень высокой чув- ствительностью к движению, при оптимальных условиях пороговое число «сигнальных» точек составляет всего 5 % [201]. Оказалось, что аб- солютные пороги восприятия движения не зависят от направления са- мого движения. Пороги различения направления и скоростей двух движущихся объ- ектов были также предметом изучения психологов. В одной из работ Ва- таманюка и соавт. (1989), использовавших RDC-стиму- лы, установлено, что пороговые различия восприятия направлений движения двух пото- ков точек составили всего 1 %. Пороги различения скорости движения хорошо описываются отношением Вебера (tiV/У), которое задает то ми- нимально необходимое раз 222 личие скоростей двух объектов, которое необходимо, чтобы они различа- лись. Напомним, что минимальное различие скоростей (AV) делится на среднюю скорость (V). Установлено, что дробь Вебера изменяется от 0,04 до 0,08 в зависимости от вида стимулов — движущиеся линии, RDC- паттерны или синусоидальные решетки (см. [201]). Константность функ- ции Вебера означает, что едва заметное различие в скорости двух объек- тов возрастает с увеличением их средней скорости. Пороги обнаружения (различения) скоростей движущихся объектов зависят от внешнего окружения. В этой связи многие психологи указы- вают на два типа информации о движении, выделяемом системой изоб- ражение — сетчатка — субъект-относителъное и объект-относи- телъное движение [142]. Первый тип соответствует движению целевого стимула относительно положения наблюдателя в пространстве, второй — когда один объект перемещается относительно других. По-видимому, объект-относителъное движение создает некое подобие «конфигура- ционных изменений» всего стимульного паттерна, и движение объекта становится включенным в более сложный контекст восприятия формы и, следовательно, более различимым [142; 220]. Таким образом, мы более чувствительны к объект-относителъ- ному движению. Об этом эффекте еще в 1929 г. писал блестящий немец- кий гештальтпсихолог и прекрасный экспериментатор Карл Дункер, по- казавший, что при определенных условиях соотношение между воспри- нимаемым контекстом и целевым стимулом может влиять на восприятие его движения. В своем эксперименте К. Дункер предъявлял яркую точку на стене темной комнаты. При очень медленном движении испытуемые не заме чали, дви- жется она или нет. Однако в том случае, когда около движущейся точки по- мещалась еще одна неподвижная точка (вводился фактор воспринимаемого контекста), испытуемые совершенно отчетливо замечали движение одной из точек, хотя и не опознавали, которая из них действительно движется. При дальнейшем изменении контекстных условий, когда в зрительное поле вво- дился светлый прямоугольник, окружающий точку, испытуемые без труда сообщали, что движется именно пятно. Продолжая изменять условия стиму- ляции и заставляя двигаться прямоугольную рамку (точка оставалась непо- движной), К.Дункер открыл эффект индуцированного движения (об этом см. 6.17). 6.1.5. Стимульные детерминанты воспринимаемой скоро- сти Хотя отношение Вебера для различения скоростей достаточно посто- янно, воспринимаемая скорость объекта зависит от целого ряда парамет- ров стимуляции. В качестве наиболее значимых фак 223 торов, влияющих на восприятие движения, выделяют такие, как вели- чина объекта, расстояние до него от наблюдателя, контраст с окружаю- щей поверхностью, характер текстуры фона, уровень освещенности, ло- кализация проекции объекта на сетчатке, уровень адаптации зрения к условиям наблюдения. Например, было установлено, что скорость дви- жущихся стимулов, предъявлявшихся при короткой экспозиции, воспри- нималась большей, чем при длительной [142]. Другие исследователи установили, что воспринимаемая скорость смещения по экрану синусои- дальных решеток зависит от их пространственной частоты: скорость дви- жения решеток с меньшей пространственной частотой воспринимается более низкой. Кроме того, если изображение объекта проецируется на периферию сетчатки, то они кажутся движущимися более медленно, чем те же объекты, проецируемые в фовеальную область (см. [201]). И нако- нец, если скорость объекта оценивается при плохой освещенности (т.е. в условиях скотопического зрения, когда работает палочковый аппарат), то она оценивается ниже, чем при хорошей (в условиях фотопического зрения, когда работает колбочковый аппарат) [158]. Проводя специаль- ные исследования, американские исследователи Е. Гроссман и А. Блейк (1999) обнаружили, что точность восприятия особенностей так называе- мого биологического движения 1 снижается при скотопи- ческом зрении, тем самым подтверждая старую истину о том, что водителям на дороге в темное время суток следует быть особенно внимательными [201]. 6.1.6. Роль контекста при восприятии скорости движущегося объекта Вопрос о том, что определяет восприятие наблюдателем скорости движения объекта на первый взгляд, кажется излишним — естественно, скорость перемещения самого объекта относительно ретинальной по- верхности наблюдателя. Однако многочисленные опыты показывают, что на восприятие скорости оказывает большое влияние контекст или те системы отсчета, куда включено воспринимаемое движение. Действительно, если бы воспринимаемая скорость объекта зависела бы только от скорости перемещение его проекции по сетчатке, то с ро- стом расстояния до объекта его феноменальная скорость должна умень- шаться. Тем не менее в определенных пределах обнаруживается кон- стантность воспринимаемой скорости, т. е. вне зависимости от види- мого расстояния скорость движения воспри 1 В подобных экспериментах используются искусственные стимулы в виде то чек или синус-решеток, а движения живых существ — животных, человека или их моделей в виде светящихся точек или контуров [201]. 224 нимаемого объекта существенно не меняется. Как отмечал И. Рок, объяс- нение этого феномена выглядит достаточно просто: «воспринимаемая скорость зависит от феноменального расстояния, проходимого за еди- ницу времени. Если два объекта кажутся проходящими за одно и то же время одно и то же расстояние, то они будут казаться движущимися с од- ной скоростью» [93, т. 1, 244\. Такое резонное объяснение не сразу стало доказанным фактом, долгое время в психологии восприятия существо- вало другое мнение: восприятие скорости зависит от скорости перемеще- ния объекта относительно своего непосредственного окружения. Для подтверждения выдвинутого объяснения были проведены следую- щие опыты. В совершенно темной комнате, чтобы устранить из поля зрения окружающие предметы, задающие некоторое окружение или систему от- счета, испытуемому предъявлялись светящиеся круги, перемещающиеся сверху вниз по непрерывной ленте (рис. 90). Один круг был стандартный (его скорость не изменялась), он нахо дился рядом с наблюдателем, скорость другого круга (он находился в четыре раза дальше) могла изменяться. Задача испытуемого заключалась в том, чтобы установить скорость удаленного круга равной скорости стандартного круга. В первой серии, когда наблюдение проводилось двумя глазами, испытуемый почти точно осуществлял подравнивание скоростей, скорость удаленного круга лишь немного превышала скорость стандартного. Во второй серии наблюдение велось одним глазом через искусственный зрачок, при этом ско- рость удаленного круга устанавливалась в четыре раза больше ско рости стан- дартного круга. Введение искусственного зрачка позволяло исключить зри- тельную информацию о расстоянии до объекта, поэтому у наблюдателя оста- вался всего один надежный Рис. 90. Экспериментальная установка для изучения константности вос - приятия скорости. Стандартный круг — слева, удаленный круг — напро- тив испытуемого [93] 225 признак для оценки перемещения кругов — смещение их ретинальных изоб- ражений. Таким образом, для того чтобы изображение удаленного круга могло перемещаться по сетчатке с той же скоростью, что и стандартного, уда- ленный круг должен двигаться с большей скоростью. Отношение расстояний задает отношение величин перемещений по сетчатке, что и определяло от- ношение воспринимаемых скоростей. Для объяснения психологических механизмов восприятия скорости (в частности, феномена константности воспринимаемой скорости), были предложены и другие объяснения, не противоречащие вышеизложен- ному. Так было установлено, что феноменальная скорость объекта зна- чительно зависит от размеров окружающей его системы отсчета. Законо- мерность заключается в том, что воспринимаемая скорость фактически обратно пропорциональна размеру ближайшего обрамления или рамки, окружающей движущийся объект. Обратимся к классическим опытам Дж. Брауна, открывшего в 1929 г. известный феномен транспозиции скорости (см. [22]). Испытуемые находились в затемненной комнате и подравнивали ско- рость движения небольшого черного круга, перемещавшегося вверх или вниз в освещенном прямоугольном отверстии так, чтобы она была равна ско- рости другого черного круга, который перемещался в другом освещенном от- верстии, вдвое меньше первого (рис. 91). Оказалось, что уравнивание воспринимаемых скоростей, т.е. скорость круга в большей рамке должна быть почти вдвое меньше скорости круга в меньшей рамке. Такая транспозиция воспринимаемой скорости была уста- новлена в самом широком диапазоне изменения скоростей — от 5 до 25 см/с. Когда различие в размерах полей было очень велико, то соотно шение скоро- стей, воспринимаемых как равные, значительно отклонялось от реального соотношения размеров рамок. Если опыты проходили в освещенной ком- нате, где появлялись дополнительные ориентиры (системы отсчета), то транспозиция скорости была намного менее точной. Рис. 91. Влияние разме- ров окружения на вос- приятие скорости [22] Таким образом, восприятие скорости подчиняется общему принципу относитель- ности и зависит от того окружения, в ко- тором происходит движение объекта. Ана- логичный феномен установлен и для вос- приятия направления движения. Показано, что наблюдатель оценивает направление движения объекта в зависимости от фор- мы окружающей его рамки (рис. 92). Подчеркивая важность законов перцеп- тивной организации, Г. Уоллах указывал на значение самой формы движущегося объек- та при восприятии его движения [22]. От- 226 Рис. 92. Зависимость восприятия направления движения объекта от фор- мы его окружения: вверху — реальное направление движения наклонной линии; внизу — три варианта вос- приятия направления движения этой линии; пунктирные стрелки обо значают направле- ние видимого испытуемым движения личным примером может служить известная демонстрация восприятия движения двух лампочек, закрепленных на катящемся колесе (рис. 93). Испытуемого просят сказать, что он видит в двух ситуациях: 1) если светит одна лампочка, укрепленная на краю колеса (рис. 93, а); 2) если дополнительно включается лампочка в центре колеса (рис. 93, б). В пер- вом случае он видит движение, соответствующее реальной траектории движения лампочки — она совершает циклические дугообразные движе- ния. Во втором — ему кажется, что эта лампочка совершает сразу два типа движения: она описы- б Рис. 93. Зависимость восприятия движения от формы движущегося объ- екта: а — если лампочка одна, то ее воспринимаемое движение соответствует реаль - ному перемещению — движение по циклоиде; б — если лампочек две, то возни- кает впечатление одновременно двух движений той же лампочки: вращение во - круг оси и одновременное поступательное движение [22] 227 Рис. 94. Восприятие двух одновременных движений: слева — реальное движение кружков; спра- ва — феноменальное движение [22] вает круги и одновременно продвигается вперед, т.е. картина ста новится похожа на катящееся колесо. Даже достаточно простая конфигурация точек способна вызвать впе- чатление двух одновременных движений. В ранних опытах шведского психолога Г. Йохансена, внесшего впоследствии большой вклад в изуче- ние биологического движения, два кружка линейно перемещались по двум сторонам прямого угла сначала по направлению к его вершине (сверху вниз), а затем обратно (рис. 94). Наблюдатель сообщает, что он отчетливо видит, что два кружка движутся навстречу друг другу и одно- временно оба перемещаются наискось. Каждый кружок феноменально включен как бы в два различных движения: одно — по диагонали навстречу другому кружку, второе — под прямым углом к первой траек- тории. Складывается впечатление, что видимое перемещение кружков есть сумма двух различных движений. |