Закон временной суммации. Инерционность зрительного восприятия

Поскольку действующая на рецептор энергия стимула зависит и от времени его экспозиции, то следует ожидать, что наше зри­тельное восприятие будет зависеть от длительности стимула. Для того чтобы мы что-то увидели, соответствующий световой сти­мул должен длиться некоторое минимальное время. Еще в конце XVIII в. французский ученый Сенебье предположил, что для по­лучения одного и того же зрительного эффекта нужно, чтобы между интенсивностью раздражителя и его длительностью существовала обратно пропорциональная зависимость: чем сильнее действую­щий стимул, тем он может быть короче, и наоборот. На уровне экспериментального исследования фотохимических реакций для стимулов небольшой длительности такая закономерность была установлена и получила название закона Бунзена — Роско:

где I — время, а А — некоторая фотохимическая константа.

При исследовании зрительных порогов аналогичная законо­мерность была названа законом временной суммации Блоха, кото­рый действует при длительностях стимула от 1 до 100 мс:

где Ь — величина порога.

Это означает, что для восприятия стимула пороговой интен­сивности мы должны увеличить время его предъявления, а для стимула большей интенсивности время его предъявления может быть уменьшено.

¹ Угловой размер стимула в 10 угловых мин примерно соответствует окружно­сти диаметром 1 мм, рассматриваемой на расстоянии вытянутой руки.

В диапазоне длительностей свыше 100 мс порог восприятия стимула определяется только его интенсивностью и не зависит от времени предъявления. На очень коротких длительностях стиму­ла, порядка 0,1 — 0,5 мс, данная закономерность также не выпол­няется: при уменьшении длительности стимула ниже 0,5 мс необ­ходимо непропорционально большее изменение его интенсивно­сти.

Вышеуказанные закономерности необходимо знать психологу, поскольку при проектировании современных систем отображе­ния информации, особенно с использованием компьютерной тех­ники, неоптимальная оценка влияния пространственно-времен­ных параметров предъявляемого стимула на качество восприятия может привести к значительным техническим издержкам.

В ряде технических систем, таких, как люминесцентные осве­тительные приборы, телевизоры, компьютерные мониторы, ки­нопроекторы, свет, попадающий на орган зрения, подается не не­прерывно, а прерывисто. Например, современный кинопроектор предъявляет отдельные кадры кинофильма дискретно с частотой 72 кадра в секунду, а частота кадровой развертки на современном компьютерном мониторе обычно устанавливается в 75 — 80 Гц. Видим же мы этот свет или сложное изображение непрерывным, слитным, а не мелькающим или дискретным. Мы иногда замеча­ем какие-то мелькания в том случае, когда что-то неисправно, т.е. когда частота мельканий источника света уменьшается до не­которого предела (например, мелькание неисправной лампы днев­ного света).

Таким образом, очень частые мелькания превышают разреша­ющую способность нашего зрения, и в этом смысле можно гово­рить об известной ограниченности нашего восприятия отображать объективно происходящие изменения. Однако именно эта инерци­онность формирования зрительного образа и позволяет нам воспри­нимать быстро меняющиеся события на киноэкране или монито­ре компьютера слитно. На наш взгляд подобная ограниченность нашего зрительного восприятия весьма логична с эволюционной точки зрения: в естественной природной среде, окружающей че­ловека многие тысячи лет, быстрые изменения световых потоков весьма редки и не свойственны его типичному образу жизни, по­этому их отражение в виде образов оказывается ограниченным.

Минимальная частота, при которой мы не воспринимаем мель­кающий свет или изображение как мелькающие, называется кри­тической частотой слияния мельканий или сокращенно КЧСМ. Ус­тановлено, что величина КЧСМ зависит от интенсивности мель­кающего света: чем выше интенсивность, тем легче ее заметить, и тем выше для этого стимула должна быть КЧСМ. И наоборот, слабые вспышки света сливаются легче. Порог восприятия мель­каний ниже на периферии поля зрения, нежели в центральной

области, он зависит от размеров стимула, адаптационного состо­яния зрительной системы, функционального состояния наблюда­теля.

Восприятие слитности прерывистых стимулов характерно не только для зрения, аналогичный феномен выражен также в слу­ховой и тактильной модальностях.

Воспринимая мелькающий свет как непрерывный, мы факти­чески не замечаем его быстрых изменений. Эмпирические иссле­дования восприятия мельканий, частота которых равна или пре­вышает КЧСМ, обнаружили, что воспринимаемая яркость таких мельканий равна яркости непрерывного раздражителя, интенсив­ность которого равна той, которая имелась бы, если бы интен­сивность прерывающегося света была равномерно распределена на весь период смены света и темноты. Эта закономерность полу­чила название закона Тальбота—Плато. Фактически она означа­ет, что видимая яркость объекта зависит от реального количества квантов света, попавших на сетчатку при действии непрерывного или прерывистого света.