Роль движения в восприятии формы и структуры объекта

Движение, представленное в виде сложного паттерна оптиче­ской стимуляции, развернутого во времени, является очень мощ­ным средством, 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].

В этих опытах использовались компьютерные демонстрации, в кото­рых цифры или буквы задавались группами точек, движущихся в раз­личных направлениях. Для иллюстрации, представьте себе плотную группу из множества мелких точек, каждая из которых движется. Далее предпо­ложим, что некая подгруппа внутри этого множества точек, попадаю­щая в границы некоторой виртуальной формы (например, контуры бук­вы «С»), начинает двигаться в одном и том же направлении, в то время как остальные точки, окружающие 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 кинетическим восприя­тием формы. На наш взгляд это блестящий пример того, как оптическая информация о форме объекта извлекается из постоянно меняющегося оптического строя. Пользуясь словами Дж. Гибсона, в сложном наборе случайно движущихся точек контуры виртуального объекта задают тот оптический инвариант, который и позволяет человеку 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 существенную 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 относительно друга. Эти особенности их относительных перемещений задают особую уникальность био­логического движения. Любое нарушение характерной содруже­ственное™ перемещений частей тела сразу же нами замечается. Фактически, когда идет пьяный человек или движения человека чем-то стеснены, затрудняя нормальную ходьбу, то такое движе­ние его тела мы без труда воспринимаем как неестественное.

В исследованиях биологического движения обнаружено, что надежное и быстрое опознание движущегося тела может происхо­дить буквально по 12 его характерным точкам¹ (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. Наблю­дая за движением одной такой точки, мы обнаружим только ее циклоид-

¹ В лабораторных условиях биологическое движение изучают с помощью ком­пьютерных анимаций, на которых движущаяся фигура человека или животного представлена как множество светлых точек.

Рис. 88. Пример стимулов, использующихся для исследования движений человека. Рисунок слева показывает светящиеся маркеры, прикреплен­ные к основным суставам человека; справа дана последовательность дви­жений, совершаемых танцующей парой [142]

ное движение в пространстве экрана монитора. Однако если мы нанесем светящиеся 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 пространственной и временной координатах. И как ре­зультат, восприятие таких анимационных последовательностей букваль­но является актом извлечения, воссоздания перцептивного содержания из движения. Мы использовали слово «извлечение», чтобы подчеркнуть факт наличия этой самой оптической информации о биологическом дви­жении в сложной пространственно-временной конфигурации частей дви­жущегося контура, состоящего из отдельных светлых точек на экране монитора.

Многочисленные эксперименты показали высокую чувствитель­ность человека по опознанию особенностей движущегося биоло­гического объекта. Даже при кратковременной экспозиции ани­мационной модели человека 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 информацию о его пространственных характеристиках. Если мы просто смотрим на неподвижную проекцию двухмерного объек­та, то мы не можем увидеть его в объеме. Тем не менее, когда этот же объект будет представлен в виде серии меняющихся плоских проекций, мы ясно увидим его глубину и пространственную струк­туру. Подобные опыты были проведены 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

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 плос­ких изображений представляет собой оптическую информацию о трех­мерном объекте, вполне достаточную нашей перцептивной системе для восстановления необходимой информации о глубине [201].

Кинетический эффект глубины в настоящее время включен в более широкий класс феноменов, получивший название «струк-тура-из-движения» (&1тсШге-Ггот-то1юп), включающий в себя не только феномен появления в процессе движения переживания глубины, но также восприятие формы объекта и других его ка­честв [201]. Для демонстрации подобных эффектов психологи со­здают специальные компьютерные анимации. На экране монито­ра программно создается плоская, двухмерная 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 сторон проекции цилиндра: чем они ближе к правой или левой стороне, тем их скорость выше. Такого рода двухмерная про­екция приводит к возникновению 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 за­ключению о том, что движение позволяет нашей перцептивной системе извлекать 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 неподвижном изображении и открывающихся в динамике оптических свойств окружающей среды.

Рис. 89. Двумерная проекция (спра­ва) и прозрачный вращающийся цилиндр (слева). Точки на поверх­ности вращающегося цилиндра со­ответствуют точкам на поверхности его плоской проекции, которые дви­жутся влево и вправо [201]

 

<^Ш1Д1р^			"V-»- -*-•	:?1
# • •			ж-»-
•. '			•-»- -*-•
• •			-*-• «-^
• •			•-*'-*-•
1 •			*^*^.
^
Прозрачный цилиндр

Плоская проекция

А именно: изменение структуры объемлющего оптического строя содержит в себе богатую информацию о свойствах воспринимае­мых объектов.

Чувствительность к движению

Пороги восприятия реального движения зависят от множества факторов, а не только от скорости перемещения объекта в поле зрения. Нижним абсолютным порогом называют ту минимальную скорость, при которой наблюдатель способен воспринять объект как движущийся. Верхним абсолютным порогом называют ту мак­симальную скорость движения объекта, при которой он воспри­нимается движущимся, а не смазанным. 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 установлено, 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 показано, что при наилучших условиях наблюдения человек способен обнаружить движение объекта со скоростью 0,25 мм в секунду, что составляет 0,03 зрительного угла в секунду [191].

Одной из современных стимульных парадигм, используемых для изучения восприятия движения точки в случайно-организо­ванном контексте, являются так называемые случайно-точечные кинограммы (гапйот йо1 стетаЩгатз — КЭС8). Эти стимулы со­стоят из «сигнальной» точки, движущейся в заданном направле­нии и окруженной «шумовыми» точками, которые движутся слу­чайным образом в разных направлениях. Когда процент сигналь­ных точек достаточно велик, то наблюдатель воспринимает согла­сованное движение точек в определенном направлении, когда этот процент мал, то движение не воспринимается. Абсолютный порог восприятия движения определяется как минимальный процент «сигнальных» точек, необходимый для обнаружения такого со­гласованного движения. Человек обладает очень высокой чувстви­тельностью к движению, при оптимальных условиях пороговое число «сигнальных» точек составляет всего 5% [201]. Оказалось, что абсолютные пороги восприятия движения не зависят от на­правления самого движения.

Пороги различения направления и скоростей двух движущихся объектов были также предметом изучения психологов. В одной из работ Ватаманюка и соавт. (1989), использовавших КОС-стиму-лы, установлено, что пороговые различия восприятия направле­ний движения двух потоков точек составили всего 1 %. Пороги различения скорости движения хорошо описываются отношением Вебера (АУ/У), которое задает то минимально необходимое раз-

личие скоростей двух объектов, которое необходимо, чтобы они различались. Напомним, что минимальное различие скоростей (АУ) делится на среднюю скорость (V). Установлено, что дробь Вебера изменяется от 0,04 до 0,08 в зависимости от вида стимулов — движу­щиеся линии, КГ)С-паттерны или синусоидальные решетки (см. [201]). Константность функции Вебера означает, что едва замет­ное различие в скорости двух объектов возрастает с увеличением их средней скорости.

Пороги обнаружения (различения) скоростей движущихся объектов зависят от внешнего окружения. В этой связи многие пси­хологи указывают на два типа информации о движении, выделя­емом системой изображение — сетчатка — субъект-относительное и объект-относительное движение [142]. Первый тип соответству­ет движению целевого стимула относительно положения наблю­дателя в пространстве, второй — когда один объект перемещается относительно других. По-видимому, объект-относительное движе­ние создает некое подобие «конфигурационных 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-относитель­ному движению. Об этом эффекте еще в 1929 г. писал блестящий немецкий гештальтпсихолог и прекрасный экспериментатор Карл Дункер, показавший, что при определенных условиях соотноше­ние между воспринимаемым 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 заме­чали, движется она или нет. Однако в том случае, когда около движу­щейся точки помещалась 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 вводился светлый прямоугольник, окружа­ющий точку, испытуемые без труда сообщали, что движется именно пятно. Продолжая изменять условия стимуляции и заставляя двигаться прямоугольную рамку (точка оставалась неподвижной), К.Дункер от­крыл эффект индуцированного движения (об этом см. 6.17).