Главное меню

Реклама

Глава 5. Восприятие - Константность восприятия

Содержание материала

 

Константность восприятия

Помимо локализации и распознавания у перцептивной системы есть еще одна задача — сохранить видимость объектов постоянной, несмотря на изменения их сетчаточных проекций. Такова эволюция, что мы вообще представляем (и переживаем) объекты мира такими, какие они есть на самом деле (у реальных объектов форма, цвет, величина и яркость постоянны), а не такими, какими они случайно попадаются нам на глаза.

В целом человек воспринимает объект относительно неизменным, несмотря на изменения его освещенности, положения, с которого он виден, или его удаленности. Вам не кажется, что ваша машина увеличивается в размерах, когда вы к ней подходите, или что она искажается, когда вы обходите ее кругом, или меняет цвет при искусственном освещении, — и это несмотря на то, что все эти изменения происходят с ее изображением на сетчатке вашего глаза. Эта тенденция к постоянству объекта называется константностью восприятия. Константность несовершенна, но это одно из замечательных свойств зрительного восприятия.

Константность восприятия также имеет существенное отношение к рассмотренной нами ранее теме целей локализации и распознавания. В целом можно сказать, что константность облегчает задачу по локализации и распознаванию объектов. Если бы нам казалось, что объект изменяет свое расположение каждый раз, когда мы перемещаем взгляд, определение его глубины (важный аспект локализации) было бы чрезвычайно затруднено. Если бы форма и цвет объекта изменялись каждый раз, когда либо мы, либо объект перемещаются, описание объекта, составляемое нами на более ранних стадиях распознавания, также должно было бы изменяться и распознавание превратилось бы в невыполнимую задачу.

Константность яркости и цвета

Когда предмет освещен, он отражает определенное количество света. С количеством отраженного света связана видимая яркость предмета. Явление константной яркости означает, что воспринимаемая яркость того или иного объекта изменяется очень слабо даже при очень значительных изменениях количества отраженного света. Так, рубашка из черного бархата будет выглядеть именно черной и в тени, и на солнце, несмотря на то что под прямыми солнечными лучами она отражает в тысячи раз больше света.

< Рис. Константность восприятия позволяет нам определять расстояния до объектов.>

Хотя вышеуказанный эффект проявляется при обычных обстоятельствах, изменения в окружении могут разрушить его. Представьте, что черная рубашка расположена за черным непрозрачным экраном и вы разглядываете ее через глазок в экране. Экран с отверстием ограничивает видимую область, так что вы видите только свет, отраженный от самой рубашки, независимо от ее окружения. Теперь, когда рубашка освещена, она будет выглядеть белой, поскольку свет, достигающий вашего глаза через отверстие, имеет большую интенсивность, чем отраженный от самого экрана. Из этого примера можно понять, почему яркость объекта обычно остается неизменной. Когда мы воспринимаем объект в естественной ситуации, обычно видны и несколько других объектов. Константность яркости зависит от соотношения интенсивностей света, отраженного от различных объектов. Так, черный бархат обычно продолжает видеться черным даже на солнце потому, что он все равно отражает меньше света, чем окружающие его предметы. Именно относительной величиной отраженного света определяется его яркость (Gilchrist, 1978).

С цветом все примерно так же. Тенденция к сохранности цвета объекта при освещении его различными источниками света называется константностью цвета. Как и константность яркости, константность цвета можно нарушить, удалив объект из его фона. Например, если смотреть на зрелый помидор через трубку, скрывающую и окружение, и общий вид самого объекта, он может оказаться любого цвета — синего, зеленого или розового — в зависимости от длин волн отраженного от него света. Поэтому константность цвета, как и константность яркости, зависит от неоднородности фона (Maloney & Wandell, 1986; Land, 1977).

Константность формы и положения

Когда дверь открывается в нашу сторону, форма ее изображения на сетчатке претерпевает ряд изменений (рис. 5.23). Из прямоугольной формы получается изображение в виде трапеции, у которой ближняя к нам сторона шире, чем край, которым дверь крепится к стене; затем эта трапеция становится уже, пока наконец не начинает проецироваться на сетчатку в виде вертикальной полоски, соответствующей толщине двери. И несмотря на все это, мы при открывании двери воспринимаем ее без изменений. Сохранение постоянства воспринимаемой формы при изменении изображения на сетчатке является примером константности формы.

 

Рис. 5.23. Константность формы. Изображения на сетчатке, создаваемые открывающейся дверью, совершенно различны, и тем не менее мы все время воспринимаем дверь прямоугольной формы.

 
Еще один вид константности касается положения объектов. Несмотря на то что, когда мы движемся, на сетчатке возникает ряд меняющихся изображений, положения неподвижных объектов для нас остаются постоянными. Эту константность положения мы принимаем как само собой разумеющуюся, но для этого требуется, чтобы зрительная система принимала в расчет и наши движения, и меняющиеся изображения на сетчатке. Такого рода «расчет» мы обсуждали ранее, когда говорили о восприятии движения. По сути, зрительная система должна получать информацию от моторной системы о движениях глаз и затем принимать эту информацию в расчет при интерпретации движения изображения на сетчатке. Когда зрительная система получает информацию о том, что глаза только что повернулись на 5 градусов влево, она вычитает эту величину из зрительного сигнала.

Константность величины

Из всех видов константности наиболее изучена константность величины — тенденция
воспринимаемой величины объекта оставаться относительно постоянной, независимо от его удаления. Когда объект от нас удаляется, мы обычно не видим, что его величина становится меньше. Подержите монету в 30 см перед собой, а затем отодвиньте ее на расстояние вытянутой руки. Кажется ли вам, что она уменьшилась? Вроде не заметно. Но при этом изображение монеты на сетчатке с расстояния вытянутой руки стало вдвое меньше, чем оно было при расстоянии 30 см от глаз (рис. 5.24).

А

Рис. 5.24. Величина изображения на сетчатке. Рисунок иллюстрирует геометрические отношения между физической величиной объекта и величиной его изображения на сетчатке. Стрелками А и В показаны объекты одинаковой величины, один из которых вдвое дальше от глаза, чем другой. В результате изображение объекта А на сетчатке примерно вдвое меньше изображения объекта В. Объект, показанный стрелкой С, меньше объекта А, но расположен ближе к глазу и поэтому создает на сетчатке изображение, равное по величине изображению объекта А.

Зависимость от признаков глубины. Пример с перемещением монеты показывает, что при восприятии величины объекта мы учитываем не только величину изображения на сетчатке. Помимо этого учитывается и воспринимаемая удаленность объекта. Еще в 1881 году Эммерт смог показать, что оценка величины зависит от удаленности. Эммерт использовал остроумную методику, в которой оценивалась величина послеобразов.

Эммерт сначала просил испытуемых фиксировать взгляд в центре картинки примерно в течение минуты (пример картинки — на рис. 5.25). Затем испытуемые смотрели на белый экран и видели послеобраз. Их задачей было оценить величину послеобраза; независимой переменной была удаленность экрана от глаз. Поскольку величина послеобраза на сетчатке была постоянной и не зависела от удаленности экрана, всякие вариации в оценке величины послеобраза должны были возникать из-за воспринимаемой удаленности экрана. Если экран был далеко, послеобраз выглядел большим, если близко — меньшим. Эксперимент Эммерта был настолько несложным, что вы можете проделать его и сами.

 

Рис. 5.25. Эксперимент Эммерта. Держите книгу при хорошем освещении на обычном расстоянии для чтения. Примерно на минуту зафиксируйте взгляд на перекрестье в центре рисунка, а затем посмотрите на дальнюю стену. Вы увидите послеобраз двух кругов, который выглядит больше этого стимула. Затем посмотрите на лист бумаги, держа его близко перед глазами; послеобраз будет казаться меньше стимула. Если послеобраз угасает, его иногда можно восстановить морганием.

Основываясь на таких экспериментах, Эммерт предположил, что воспринимаемая величина  объекта возрастает одновременно с: а) увеличением изображения объекта на сетчатке; б) воспринимаемой удаленностью объекта. Конкретнее, воспринимаемая величина равна произведению ретинальной величины на величину воспринимаемой удаленности. Эта закономерность известна как принцип инвариантности величины-удаленности. Этот принцип так объясняет константность величины. Когда объект удаляется, его ретинальная величина уменьшается; но если имеются признаки удаленности, воспринимаемая удаленность увеличится. Значит, произведение ретинальной величины на воспринимаемую удаленность сохранится примерно постоянным, а это означает, что и воспринимаемая величина объекта останется примерно постоянной. Для иллюстрации: когда человек от вас удаляется, величина его изображения на вашей сетчатке уменьшается, но воспринимаемая его удаленность возрастает; эти два изменения компенсируют друг друга, и воспринимаемая вами величина человека остается относительно постоянной.

Иллюзии. Принцип инвариантности величины-удаленности (имеются в виду видимая величина и видимая удаленность, а не их физические корреляты. — Прим. ред.) крайне важен для понимания ряда иллюзий величины. (Иллюзия — это ложный или искаженный перцепт.) Хороший пример иллюзии величины — иллюзия луны. Когда луна близко к горизонту, она выглядит примерно на 50% больше, чем когда она в зените, несмотря на то что при обоих ее положениях изображение луны на сетчатке имеет ту же величину. Одно из объяснений этой иллюзии — в том, что воспринимаемое расстояние до горизонта оценивается больше, чем расстояние до зенита; значит, именно большая воспринимаемая удаленность приводит к увеличению воспринимаемой величины (Kaufman & Rock, 1989).

Одним из способов снизить эффективность воздействия ключевых признаков восприятия глубины, говорящих нам о том, что луна, расположенная низко над горизонтом, находится очень далеко от нас, — рассматривать луну вверх ногами. Это можно сделать, если встать к луне спиной, наклониться вперед и смотреть на нее между ног. Если у вас есть фотография луны, находящейся низко над горизонтом, вы можете просто перевернуть фотографию (Coren, 1992).

< Рис. Почему Луна у горизонта кажется больше? Ключевой момент — воспринимаемая удаленность. Когда расстояние воспринимается как большее, то и величина объекта воспринимается как большая.>

Еще одна иллюзия величины — это комната Эймса, названная так по имени ее изобретателя Адельберта Эймса. На рис. 5.26 показано, как выглядит комната Эймса при разглядывании через глазок. Когда мальчик находится в левом углу комнаты (левое фото), он кажется гораздо меньше, чем когда он находится в правом углу (правое фото).

 

Рис. 5.26. Комната Эймса. Так выглядит комната Эймса при разглядывании ее через глазок. Размеры мальчика и собаки зависят от того, кто из них находится в левом углу, а кто — в правом. Эта комната сконструирована так, чтобы расстроить восприятие наблюдателя. Из-за того, как воспринимается форма комнаты, различия в соотношениях величин мальчика и собаки кажутся невозможными. И все же на обеих фотографиях мальчик и собака одни и те же.

Но на обоих фотографиях один и тот же мальчик! Это тот случай, когда константность величины нарушается. Почему? Хитрость — в конструкции комнаты. Хотя наблюдателю, разглядывающему ее через глазок, кажется, что это обычная прямоугольная комната, на самом деле она построена так, что ее левый угол находится почти вдвое дальше правого угла (см. рис. 5.27). Так что на левом фото мальчик на самом деле находится намного дальше, чем на правом, и следовательно, создает меньшее ретинальное изображение. Однако наблюдатель не корректирует эту разницу в удаленности, поскольку его заставили поверить, что перед ним нормальная комната, и тем самым предположить, что мальчики находятся на равном удалении от него. По сути, предположение о  нормальности этой комнаты блокирует обычно применяемый принцип инвариантности величины - удаленности, и тогда константность величины нарушается.

 

Рис. 5.27. Конструкция комнаты Эймса. На рисунке показана настоящая форма комнаты Эймса. На самом деле мальчик, который слева, находится почти вдвое дальше от наблюдателя, чем мальчик справа; однако при разглядывании комнаты через глазок это различие удаленности не обнаруживается (по: Goldstein, 1984).

 
Хотя все рассмотренные нами примеры константности относились к зрению, это явление касается и других органов чувств. Например, если частоты всех нот удвоить, человек услышит ту же мелодию. В любой сенсорной модальности константность зависит от взаимосвязи между признаками стимула — ретинальной величиной и удаленностью — в случае константности величины, интенсивностью двух соседних участков в случае константности яркости и т. д.