Ознаки віддаленості та глибини, Монокулярні просторові ознаки - Психологія пізнання

Як уже вказувалося, ознаками віддаленості та глибини називають такі характеристики зорової стимуляції, які несуть у собі інформацію про глибину та віддаленість предметів навколишнього світу. Деякі з цих ознак можуть бути виявлені як одним, так і двома очима. Такі ознаки, які потребують бінокулярного зору, називаютьмонокулярними.Інші ознаки недоступні спостереженню одним оком. Вони називаютьсябінокулярними.Саме ці ознаки і викликають справжнє відчуття глибини, яке прийнято позначати терміномстереопсис.

Монокулярні просторові ознаки

Проте з найчастіше званих монокулярних ознак віддаленості та глибини можна виділити такі:

• • інтерпозиція;
• • лінійна перспектива;
• • повітряна перспектива;
• • розподіл тіней;
• • елевація;
• • відносний розмір;
• • паралакс руху;
• • оптичний градієнт.

Розглянемо ці ознаки докладніше.

Інтерпозиція відноситься дообразотворчихознак віддаленості. Такими ознаками користуються художники у тому, щоб зобразити глибину на картині. Інтерпозиція стосується взаєморозташування знайомих предметів у просторі. Як правило, далеко розташовані від спостерігача предмети виявляються загородженими близько розташованими предметами. Тому предмети, які ми можемо розглянути цілком, здаються ближчими до нас, а предмети, які видно нам частково, здаються розташованими далі (рис. 5.2).

Мал. 5.2. Інтерпозиція

Лінійна перспектива є ще один класичний приклад образотворчого ознаки глибини. Ефект лінійної перспективи, абопростоперспективи,полягає в тому, що всі паралельні лінії, що йдуть вдалину від спостерігача, сходяться на лінії горизонту. В результаті має місце планомірне зменшення величини віддалених предметів та відстані між ними (рис. 5.3).

Мал. 5.3. Лінійна перспектива

Повітряна перспектива. Явище повітряної перспективи – наслідок неповної прозорості повітря. В результаті розташовані дуже далеко від нас предмети здаються дещо розмитими. Ця ознака також відноситься до образотворчих.

Повітряна перспектива може стати джерелом різних ілюзій, пов'язаних із сприйняттям віддаленості. Так, у горах через велику чистоту і, отже, прозорість повітря сусідні гірські вершини іноді здаються розташованими значно ближче, ніж є насправді. Ця ілюзія посилюється, коли немає інших ознак віддаленості або їх замало. Навпаки, в тумані близько розташовані об'єкти можуть здаватися далі, ніж насправді. Тому водіям в умовах поганої видимості рекомендують скидати швидкість і бути дуже уважними.

Розподіл тіней. Ще однією ознакою, яку використовують художники при зображенні глибини, є характер розподілу тіней. Ми звикли до того, що джерело освітлення, як правило, розташоване зверху. Тому опуклі предмети виявляються освітленими згори, а вдавлені – знизу (рис. 5.4).

Мал. 5.4. Розподіл тіней. Переверніть зображення на 180° і ви побачите, що те, що зараз здається опуклим, виглядатиме вдавленим і навпаки

Елевація. Якщо ви хочете зобразити віддаленість, але не готові використовувати будь-які з вже описаних образотворчих ознак, ви можете просто подумати про те, наскільки високо або низькомалюнку буде зображено той чи інший предмет.

Мал. 5.5. Елевація, або висота розташування у полі зору. Трапеція здається розташованою ближче, тому що вона знаходиться нижче у полі зору

Ефект елевації, абовисоти розташування предметів у полі зору,полягає в тому, що якщо йдеться про предмети, розташовані нижче лінії горизонту, то чим вище на малюнку зображено предмет, тим він здається розташованим далі (рис. 5.5 ). Якщо ж ми розглядаємо предмети, що знаходяться вище за рівень горизонту, ефект елевації виявляється зворотним.

Відносний розмір. Якщо два або більше предмета ідентичної форми, але різного розміру виявляються розташованими поруч, виникає відчуття, що предмети менших розмірів знаходяться далі (рис. 5.6). Ця ознака також відноситься до образотворчих.

Мал. 5.6. Відносний розмір

Паралакс руху. Ця ознака відносять додинамічнихознак віддаленості. Такі ознаки використовуються мультиплікаторами, творцями тренажерів віртуальної реальності та розробниками комп'ютерних ігор для створення ілюзії руху у третьому вимірі, відмінному від площини екрану. Вперше ця ознака була описана в роботах американського психолога Дж. Гібсона.

Уявіть собі, що ви їдете поїздом або машиною через поле або степ. Нехай вдалині є одинокий об'єкт, наприклад дерево. Ви фіксуєте погляд на цьому об'єкті, продовжуючи рух. Очевидно, що сам предмет вашої уваги залишатиметься нерухомим у вашому полі зору, тому що його проекція завжди потраплятиме на центр сітківки, фовеа. Ті предмети, які розташовані ближче за предмет вашої уваги, будуть переміщатися у вашому полі зору в напрямку, протилежному вашомуруху, причому швидкість їхнього переміщення зростатиме в міру зменшення віддаленості від вас. Навпаки, ті предмети, які будуть розташовані далі від точки фіксації, рухатимуться в поле вашого зору разом з вами в одному напрямку, і швидкість їхнього переміщення наростатиме в міру віддалення точки фіксації (рис. 5.7).

Мал. 5.7. Паралакс руху

Ще однією динамічною ознакою віддаленості, також виділеним Дж. Гібсоном, єдинамічна перспектива, абооптичний градієнт розширення. Ця ознака ще ширше використовується для симуляції руху в комп'ютерних іграх чи тренажерах. Уявіть, що ви бачите на екрані групу точок. Центральна точка залишається нерухомою, а навколишні точки поступово віддаляються від неї, причому швидкість їх переміщення наростає в міру їх наближення до країв екрана (рис. 5.8). У цьому випадку створюється стійке відчуття того, що ви рухаєтесявглиб екрана.

Крім образотворчих і динамічних ознак віддаленості існують і ознаки, пов'язані зроботою самої зорової системи.До них можна віднестиакомодацію кришталика, який відповідає за фокусування зображення на сітківці ока. Якщо ми розглядаємо далеко розташовані від нас предмети, м'яз, що управляє кривизною кришталика, напружується і кришталик розтягується, забезпечуючи правильне фокусування зображення на сітківці. Під час розгляду близько розташованих предметів м'яз послаблюється і кришталик округляється. Таким чином, сигнали, які несуть інформацію про ступінь напруги м'яза, що забезпечує адаптацію кришталика, також можуть свідчити про віддаленість від спостерігача предметів, які він фіксує поглядом. Слід, однак, мати на увазі, щоця ознака є дуже слабкою, і інформація від неї може бути лише вторинною і, як правило, виявляється малозначущою.

Мал. 5.8. Оптичний градієнт розширення

Незважаючи на те, що самі по собі монокулярні ознаки віддаленості та глибини не створюють справжнього відчуття глибини, ефект їх впливу в умовах зору, обмеженого одним оком, – монокулярного зору – може бути дуже вираженим. У зв'язку з цим варто згадати відомі демонстрації А. Еймса, які стосуються створення ілюзій глибини (Ames, 1946; 1951). Йдеться насамперед про ілюзіївікна Еймсаікімнати Еймса.

Вікно Еймса являє собою трапецієподібну рамку, показану на рис. 5.9, що здійснює повільні обертальні рухи навколо вертикальної осі. Як видно, навіть у площині малюнка ця трапецієподібна рамка сприймається швидше як прямокутне вікно, повернене під кутом у третьому вимірі. При монокулярному розгляді обертання цієї рамки або при розгляді двома очима, але з відстані не менше 6 м, у спостерігача виникає стійке відчуття того, що рамка здійснює маятникоподібні рухи з амплітудою 90° в праву і ліву сторони. Очевидно, що ця ілюзія пов'язана з тим, що без будь-яких інших значущих ознак віддаленості спостерігач змушений покладатися на єдино виражену ознаку лінійної перспективи, яка змушує його сприймати рамку трапецієподібної форми як звичайну прямокутну. Окуломоторна ознака адаптації кришталика сама по собі настільки слабка, що інформація про нього просто ігнорується зоровою системою.

Мал. 5.9. Вікно Еймса

Іншою, мабуть, найвідомішою демонстрацією Еймса є ілюзія, що отримала назву кімнатиЕймс. Вчений придумав і сконструював кімнату, яка має в плані трапецієподібну форму. Однак усі ознаки віддаленості підібрані таким чином, що далека від спостерігача стіна здається паралельною площині спостерігача (мал. 5.10).

Спостерігач розглядає інтер'єр кімнати з точки огляду монокулярно через спеціальне вічко. Якщо в далеких протилежних кутах кімнати помістити двох людей приблизно однакового зросту, виникає ілюзія того, що людина, розташована в одному кутку, виглядає непропорційно великою, а людина, розташована в іншому кутку, непропорційно маленькою (рис. 5.11). Ілюзія виявляється настільки вираженою, що в ситуації, коли, наприклад, ці дві людини починають грати в м'яч, бачимо, як змінюються розміри м'яча при передачі його від одного гравця до іншого. Також можна спостерігати зміну зростання цих двох людей, якщо вони змінюватимуться місцями.

Мал. 5.10. Влаштування кімнати Еймса. Пунктирними лініями зображено, як спостерігач сприймає кімнату під час монокулярного спостереження з точки огляду.

Мал. 5.11. Ілюзія кімнати Еймса. Незважаючи на однакове зростання дітей, дитина у лівому кутку здається карликом, а у правому – гігантом

Ці два приклади експериментальних демонстрацій Еймса показують, наскільки сильним може бути ознака лінійної перспективи ситуації, коли жодних інших значимих ознак віддаленості немає.

---