Зрительные иллюзии и виртуальные зрительные образы: сравнительные аспекты

ОБЗОРЫ

УДК 159.9

ЗРИТЕЛЬНЫЕ ИЛЛЮЗИИ И ВИРТУАЛЬНЫЕ ЗРИТЕЛЬНЫЕ ОБРАЗЫ:

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ

И.Э. РАБИЧЕВ1, А.В. КОТОВ2' 3*

1 ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет», 2 ФГБУ «Научно-исследовательский институт нормальной физиологии имени П.К. Анохина» РАМН, Москва; 3 ИМО Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого,

Великий Новгород

В статье представлен сравнительный анализ субъективных и объективных феноменов зрительного восприятия: иллюзий и виртуальных (мнимых) зрительных образов. Предприняты оригинальные попытки выявления объективных и субъективных черт и механизмов их возникновения. Показано на основе собственных наблюдений предпочтительное значение субъективного фактора в формировании иллюзий и описаны объективные механизмы возникновения виртуальных зрительных восприятий у испытуемых.

Ключевые слова: зрительные иллюзии, виртуальные (мнимые) зрительные образы.

Введение

Ориентация человека во внешней среде, определение им характеристик «трехмерной зрительной сцены» и выявление зримой сути вещей осуществляется с помощью механизмов зрительного восприятия. По мнению Ж. Пиаже [11], «существуют, с одной стороны, собственно восприятие, в том числе зрительное, а с другой стороны его деформации, или иллюзии, то есть ошибки зрительного восприятия». Он писал, что «...самому субъекту почти никогда не удается отделить ошибки восприятия от собственно самих восприятий, лишь приближенно отражающих действительность». Тем не менее

© Рабичев И.Э., Котов А.В., 2013

* Для корреспонденции:

Котов Александр Владимирович д.м.н., профессор,

зав. Отделом системных механизмов поведения ФБГУ «НИИНФ имени П.К. Анохина» РАМН (Москва), кафедра нормальной физиологии ИМО Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого (Великий Новгород) Тел.: +7 (906) 097-32-68 E-mail: lab_motiv@mail.ru

так называемые, виртуальные (мнимые) зрительные образы не являются ошибками восприятия, они тождественны реальным объектам внешней среды или событиям [8], но хотя многими людьми они воспринимаются как иллюзии.

Представляется, что сравнительный анализ субъективного восприятия характеристик зрительных иллюзий и виртуальных зрительных образов как самостоятельных феноменов зрения - это необходимый шаг на пути исследования его общих физиологических и психологических механизмов.

Иллюзии в зрительном восприятии

Феномену зрительных иллюзий посвящено множество работ. Так, например, обобщение и разделение различных иллюзий по типам и классам отражены в работах [2, 4, 11, 13]. Некоторые из этих авторов, например, Р.Л. Грегори [3, 4], Ж. Ниньё [13, 14], предлагают физическое, психофизиологическое и психологическое толкования механизмов возникновения и восприятия зрительных иллюзий.

Наш собственный анализ основных процессов восприятия зрительных иллюзий позволил выделить ряд объективных и субъективных причин их возникновения у человека.

К первым (объективным) причинам иллюзий мы относим: нарушения в системе морфофункционального обеспечения органов зрения; экстремальные физические нагрузки, воздействующие на физиологические процессы и влияющие на работу зрительной системы; функциональное торможение («нейтрализация» частей проекций наблюдаемых объектов на одной из сетчаток); преломление света, контрастность, специфические цветовые сочетания как следствия зрительной адаптации к свету и цвету; нарушения адекватных условий приема зрительных сигналов субъектом.

Ко вторым (субъективным) причинам иллюзий следует причислить: произвольный (мотивированный) и непроизвольный синтез недостающих параметров наблюдаемых объектов; борьба форм изображений объекта в сознании наблюдателя; снижение способности субъекта оценивать размер и форму объекта в связи с условиями расположения и размерами окружающих объектов, а также формой «трехмерной зрительной сцены»; отсутствие индивидуального зрительного опыта; эндо-экзо-генные установки на восприятие объектов или событий во внешней среде; когнитивные, психические процессы; интуитивный или сознательный опыт использования иллюзорных эффектов художником при создании им произведений искусства и др.

Примером иллюзорного восприятия, при котором предварительная когнитивная установка приводит у человека к синтезу субъективного образа, служит иллюзия «куба» (рис. 1). При кратковременной прицельной фиксации наблюдателем взгляда лишь на отдельных кружках предъявляемого рисунка у него не возникает субъективного восприятия «куба», но при последующем рассматривании им рисунка в целом это восприятие возникает.

Рис. 1. Иллюзия «куба»

Другой пример парадоксального иллюзорного восприятия дает иллюзия «полок» (рис. 2). Намеренное нарушение художником ориентации линий на рисунке двойственно искажает у наблюдателя восприятие им граней полок и как следствие приводит - к диссоциации сознательной оценки количества полок (слева - четыре, справа - три).

Рис. 2. Иллюзия «полок» (Оскар Рейтерсвард).

Приведенные примеры демонстрируют различия в механизмах и способах субъективного восприятия иллюзорных образов как своеобразной формы отражательной психической активности. Иллюзорные образы нельзя «измерить» объективно, а любые попытки на этом пути заведомо обречены на неуспех. Иллюзии «... могут усиливаться или ослабляться, повышаться или уменьшаться в зависимости от возраста, от опыта и времени наблюдения» [11]. Кроме того, иллюзорные образы, их собственные очертания и изменчивость, по нашему мнению, являются эндо- и экзогенно моти-вационно опосредованными и даже императивно воспринимаемыми.

Виртуальные зрительные образы

К разряду эпифеноменов зрительного восприятия мы относим виртуальные - мнимые зрительные образы. Они возникают: при слиянии двойных изображений (парных, идентичных) [7], а также при создании стереоскопических образов. Кроме того, мнимые зрительные образы воспринимаются при прохождении света через линзы, формируются при создании гологра-фических образов, возникают при преломлении света на поверхностях (плоских или сферических) с различным коэффициентом отражения, при прохождении света через маленькие отверстия. Все мнимые зрительные образы, в том числе стереообразы, как мы считаем, правильнее называть «виртуальными зрительными образами» (ВЗО), поскольку они связаны с физиологическими механизмами зрительного восприятия и физикой отраженных световых потоков, проецирующихся на сетчатки глаз (би- или монокулярно). Все ВЗО являются эквивалентной копией реальных объектов, находящихся в поле зрения, при этом их восприятие индивидуально специфично.

Простым примером восприятия ВЗО служит эпифеномен «нормы бинокулярного восприятия», который возникает вследствие слияния парных идентичных изображений при их физиологическом двоении. Этот зрительный феномен формируется без применения оптического инструментария и специального разделителя полей зрения [7]. Главными условиями возникновения ВЗО у субъекта являются: нормальная корреспонденция сетчаток при бинокулярном зрении, отсутствие стереоамблиопии и стереоамовроза [5], а также умение субъекта произвольно управлять вергентными движениями своих глаз. Для исследований ВЗО использовали специально созданное оригинальное медико-техническое устройство - бинариметр [6, 10].

Слияние двойных изображений при перекрестной диплопии представлено на рисунке 3. В результате слияния пар иден-

тичных тестовых изображений А и В, укрепленных на прозрачном материале, возникает восприятие ВЗО. Как показано на этом рисунке, такой образ состоит из трех элементов: в центре аЬ - виртуальный бинокулярный образ, слева а - виртуальный монокулярный образ правого глаза (ОБ), справа Ь - виртуальный монокулярный образ левого глаза (ОБ). В отличие от монокулярных образов а и Ь, бинокулярный образ аЬ воспринимается вдали, он локализован в пространстве на определенном расстоянии Ь от глаз обследуемого, непосредственно за плоскостью реального двойного изображения. При этом все элементы ВЗО субъективно воспринимаются увеличенными. Если изменять расстояние Р между центрами изображений теста А и В при постоянном значении расстояния N от глаз до тестовых двойных изображений, то изменяется величина дистанции Ь до виртуального бинокулярного образа аЬ. При увеличении расстояния Р расстояние Ь увеличивается тоже, при этом возрастает величина всех элементов ВЗО. При увеличении расстояния N расстояние Ь также увеличивается, тогда как величина ВЗО уменьшается.

Таким образом, с помощью бинариме-тра измеряется расстояние от глаз наблюдателя до места локализации в пространстве виртуального бинокулярного образа аЬ и его величина. При этом все параметры виртуального бинокулярного образа аЬ могут быть объективно определены с помощью математических расчетов. При одноименном двоении и слиянии парных изображений тоже можно получить ВЗО. Кстати, описанный в XIX столетии так называемый «эффект обоев» - (иллюзия обоев) представляет собой не что иное, как ВЗО, удаленность его от глаз наблюдателя (расстояние Ь) можно измерить с использованием бинариметра.

При бинокулярном зрении в возникновении и локализации в пространстве ВЗО, а также в воспринимаемой его величине ключевую роль играет механизм верген-ции [9].

Рис. 3. Схема слияния пар идентичных изображений при перекрестной диплопии: с -корреспондирующие рецептивные поля (ОБ - правого глаза и О8 - левого глаза); А и В -обозначения реальных изображений; а и Ь -монокулярные виртуальные образы; аЬ - виртуальный бинокулярный образ. Пояснения в тексте

Следует особо отметить, что сам ВЗО используют в качестве измерителя реальных и виртуальных дистанций. Так, начиная со второй половины XIX столетия метод измерений дистанций до цели с помощью ВЗО применяют в стереодальномерах в военно-морских и сухопутных войсках, а также в стереокомпараторах для виртуальных измерений дистанций в стереофото-граммах с целью построения точных топографических карт местности.

Однако впервые ВЗО нашел применение в медицине (в офтальмологии) с середины XIX века в качестве диагностического показателя и «виртуального» инструмента в коррекции нарушений зрительных функций [12, 15].

Заключение

Зрительные иллюзии имеют общее свойство влиять на психическое состояние человека, вводить его в заблуждение, вызывая у него ориентировочную реакцию типа рефлекса «что такое?», а также мотивировать на размышления и вызывать сомнения: «может быть или не может быть?». Поиск решения центрального вопроса «что есть что?» по отношению к воспринимаемой иллюзии или невозможность принятия решения на этот счет ведут к нарастанию психоэмоционального напряжения у наблюдателя и к дополнительной инициации у него когнитивных процессов.

Зрительные иллюзии вызывают у субъекта растерянность, озадаченность, смущенность и недоумение, которые порождают обдумывание, размышления и рассуждения [14].

Одной из ведущих причин такого рода последствий является то, что все зрительные иллюзии оказываются не полностью или неадекватно детерминированными объектами внешней среды.

Ранее академиком П.К. Анохиным [1] было постулировано, что «...передача информации в живых и технических объектах обеспечивается исключительно большим количеством специфических звеньев, при этом она подчиняется одному важному закону: между начальным и конечным звеном этой передачи должна быть точная и адекватная информационная эквивалентность».

По-видимому, иллюзии не представляют собой такой информационный эквивалент действительности. В отличие от иллюзий, скорее всего ВЗО в определенных условиях реализации зрительных функций оказывается таким объективным информационным эквивалентом, сформировавшимся в результате отражения или преломления светового потока от объектов внешней среды, которые находятся в пространстве или в границах «трехмерной зрительной сцены».

Таким образом, в отличие от зрительных иллюзий, субъективно воспринимаемый ВЗО имеет свои собственные объективные характеристики. Основной характеристикой ВЗО является его эквивалентность предъявляемым реальным изображениям [8].

Литература

1. Анохин П.К. Избранные труды : Кибернетика функциональных систем / Под ред. К.В. Судакова. - М .: Медицина, 1998. -400 с.

2. Артамонов И.Д. Иллюзии зрения. - М.: Наука, 1964. - 102 с.

3. Грегори Р.Л. Глаз и мозг: психология зрительного восприятия: Пер. с англ. - М.: Прогресс, 1970. - 270 с.

4. Грегори Р.Л. Разумный глаз: Пер с англ. Изд. 2-е. - М.: Едиториал УРСС, 2003. -240 с.

5. Заксенвегер Р. Аномалии стереоскопического зрения при косоглазии и их лечение. - М.: Медгиз, 1963. - 100 с.

6. Могилев Л.Н. Бинариметр: Авт. св. СССР N 596220 // Открытия, изобретения, про-мышл. образцы и товарные знаки, 1978, № 9. - С. 14.

7. Могилев Л.Н. Механизмы пространственного зрения. - Л.: Наука, 1982. - 111 с.

8. Рабичев И.Э., Котов А.В. «Мнимый зрительный образ» как информационный эквивалент объектов внешней среды / Глава IX в кн: Информационные модели функциональных систем. Под общей редакцией проф. К.В. Судакова и проф. А.А. Гусарова. - М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2004. - 304 с.

9. Рабичев И.Э. Котов А.В. Концепция сен-сомоторной и мотивационной интеграции в механизмах бинокулярного зрения // Научный журнал «Наука и образование», Якутск. - 2012. - № 2(66). - С. 97-102.

10. Рабичев И.Э. Ларев А.В., Полторак Б.Г., Алферов Н.Н. Бинариметр. Авторское свидетельство СССР № 1704313, ДСП, 1991.

11. Фресс П., Пиаже Ж. Экспериментальная психология. Выпуск VI: Пер. с франц. - М.: Прогресс, 1978. - 301 с.

12. Javal L.E. Manuel du strabisme. - G. Masson, éditeur, Librairie de l'Academie de medecine. - Paris, 1896. - 372 p.

13. Ninio J. La science des illusion. - Odile Jacob, Paris, 1998. - 203 p.

14. Ninio J. L'empereinte des sens. - Odile Jacob, Paris, 2011. - 283 p.

15. Remy A. Le diploscope. - Librairie A. Maloine & fils. Paris, 1917. - 172 p.

VISUAL ILLUSIONS AND VIRTUAL VISUAL IMAGES: COMPARATIVE ASPECTS

I.E. RABICHEV1, A.V. KOTOV2> 3

1 Moscow State Pedagogical University, 2 P.K. Anokhin Institute of Normal Physiology, RAMS, Moscow;

3 Institute of Medical Education of Yaroslav-the-Wise Novgorod State University, Novgorod

The article presents a comparative analysis of subjective and objective phenomena of visual perception: illusions and virtual (imaginary) visual images. We attempted to identify the original objective and subjective features and the mechanisms of their occurrence. We identified the preferred value of the subjective factor in illusion formation on the basis of the participants' observations and described the objective mechanisms of visual perception.

Keywords: visual illusions, virtual (imaginary) visual images.