Устройство для определения величины зрительных иллюзий

Настоящая полезная модель относится к области инженерной психологии, в частности к устройствам для определения величины зрительных иллюзий. Устройство предназначено для исследований факторов, влияющих на величину зрительных иллюзий, и может быть использовано при профессиональном отборе диспетчеров-операторов авиационного транспорта.
Уровень техники
Известен прибор для исследования иллюзии переоценки вертикали [SU 171967, А61В 5/16, 22.06.1965], содержащий стол с регулируемой по вертикальным и горизонтальным размерам рамкой, отличающийся тем, что, с целью получения точных результатов исследования, он содержит механизм, обеспечивающий раздельную установку испытательной фигуры как экспериментатором, так и самим испытуемым, а также сменные намагниченные планки, при регулировке которых испытательные фигуры могут менять свои размеры.
Данное техническое решение обладает относительно низкой точностью результатов при определении величины зрительной иллюзии. Это обусловлено тем, что данный прибор не позволяет ограничить поле зрения испытуемого размерами тестового объекта, что оказывает существенное влияние на чистоту эксперимента.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является установка для количественного изучения иллюзии Поггендорфа [Шошина, И.И. Влияние пола и возраста на зрительное искажение фигуры Поггендорфа (в модификации Джастроу) у правшей и левшей: дис. … канд. биолог, наук: 03.00.13 / Шошина Ирина Ивановна. - Томск, 2005. С. 51-55], содержащая столешницу, неподвижную стойку, подвижную стойку, винты для перемещения подвижной стойки вперед, назад и в стороны, непрозрачную панель с квадратным отверстием, расположенным в ее центре, подставку для подбородка, ограничитель для подбородка, при этом нижний торец неподвижной стойки жестко скреплен со столешницей, перпендикулярно поверхности столешницы, верхний торец неподвижной стойки жестко скреплен с торцом подставки для подбородка и ограничителем для подбородка, нижний торец подвижной стойки скреплен винтами для движения вперед, назад и в стороны со столешницей, перпендикулярно поверхности столешницы, верхний торец подвижной стойки жестко скреплен по центру с нижней кромкой непрозрачной панели.
Такое техническое решение, в отличие от указанного выше аналога, ограничивает поле зрения испытуемого за счет непрозрачной панели, однако данная установка обладает относительно узкими функциональными возможностями, поскольку не позволяет определять величину зрительных иллюзий бинокулярно. Это связано с тем, что отверстие в непрозрачной панели рассчитано только на монокулярное наблюдение испытуемым. Бинокулярное зрение играет ключевую роль в исследовании зрительных иллюзий, так как для специалистов ряда профессий влияние иллюзий на результат их профессиональной деятельности, основанной на зрительных оценках метрических характеристик, весьма критичен.
Раскрытие полезной модели
Техническая задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании устройства для определения величины зрительных иллюзий, характеризующегося более высокой эффективностью, показателем которой может служить точность полученных результатов.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение точности определения величины зрительных иллюзий за счет расширения функциональных возможностей устройства путем добавления технических элементов, позволяющих оценить величину иллюзий бинокулярно и монокулярно.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в заявленном устройстве для определения величины зрительных иллюзий, содержащем столешницу, неподвижную стойку, подвижную стойку, винты для перемещения подвижной стойки вперед, назад и в стороны, непрозрачную панель с отверстием, расположенным в ее центре, подставку для подбородка, ограничитель для подбородка, при этом нижний торец неподвижной стойки жестко скреплен со столешницей, перпендикулярно поверхности столешницы, верхний торец неподвижной стойки жестко скреплен с торцом подставки для подбородка и ограничителем для подбородка, нижний торец подвижной стойки скреплен винтами, для движения вперед, назад и в стороны со столешницей, перпендикулярно поверхности столешницы, верхний торец подвижной стойки жестко скреплен по центру с нижней кромкой непрозрачной панели, согласно полезной модели, отверстие в непрозрачной панели прямоугольное, при этом на поверхности непрозрачной панели установлены два полоза, параллельно расположенные сверху и снизу прямоугольного отверстия и две подвижные створки с прорезями вдоль их поверхности, вставленные в соответствующие полозья, обеспечивающие движение створок вдоль поверхности непрозрачной панели.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлены:
на фиг. 1 - схема устройства для определения величины зрительных иллюзий;
на фиг. 2 - схема непрозрачной панели в разобранном виде;
на фиг. 3 - схема вариацией непрозрачной панели;
на фиг. 4 - схема зрительной иллюзии пересечения;
на фиг. 5 - схема вариаций предъявляемых тест-объектов иллюзии;
на фиг. 6 - график зависимости величины иллюзии от ее метрических параметров.
Осуществление полезной модели
Устройство для определения величины зрительных иллюзий содержит столешницу 1, неподвижную стойку 2, подвижную стойку 3, винты 4 для перемещения подвижной стойки вперед, назад и в стороны, непрозрачную панель 5 с отверстием 6, расположенным в ее центре, подставку 7 для подбородка, ограничитель 8 для подбородка, при этом нижний торец неподвижной стойки 2 жестко скреплен со столешницей 1, перпендикулярно поверхности столешницы 1, верхний торец неподвижной стойки 2 жестко скреплен с кромкой подставки 7 для подбородка и ограничителем 8 для подбородка, нижний торец подвижной стойки 3 скреплен винтами 4 для движения вперед, назад и в стороны со столешницей 1, перпендикулярно поверхности столешницы 1, верхний торец подвижной стойки 3 жестко скреплен по центру с нижней кромкой непрозрачной панели 6.
Кроме того, отверстие 6 в непрозрачной панели 5 прямоугольное, при этом на поверхности непрозрачной панели 5 установлены два полоза 9, параллельно расположенные сверху и снизу прямоугольного отверстия 6 и две подвижные створки 10 с прорезями 11 вдоль их поверхности, вставленные в соответствующие полозья 9, обеспечивающие движение створок 10 вдоль поверхности непрозрачной панели 5.
Устройство для определения зрительных иллюзий работает следующим образом. Рассмотрим процесс работы устройства на примере эксперимента, предназначенного для определения величины зрительной иллюзии пересечения (Поггендорфа), схема которой изображена на фиг.4. Иллюзия возникает в результате пересечения линией некоторой полосы. При «прохождении» линией полосы, ее продолжение смещается в зрительном восприятии на значительную величину.
Преимущественно эксперимент проводится с использованием компьютерной техники. Испытуемому предлагается занять удобное положение перед устройством, при этом для каждого испытуемого регулируются соответствующие элементы устройства. Регулировку подвижной стойки 3, подставки 7 для подбородка и подвижных створок 10 осуществляют до тех пор, пока поле зрения испытуемого не станет ограничено размерами экрана монитора, рассчитанного на предъявление тест-объектов, что повышает чистоту эксперимента и точность результатов при определении величины зрительной иллюзии. На фиг. 3 изображены два варианта позиции створок 10 в непрозрачной панели 5. Позиция А предназначена для монокулярного определения величины зрительной иллюзии. Позиция В предназначена для бинокулярного определения величины зрительной иллюзии.
Затем испытуемому на экране монитора предъявляется тест-объект в виде фигуры, вызывающей зрительную иллюзию пересечения, но лишь с «входным» отрезком прямой, «выходной» отрезок прямой испытуемому предлагается продолжить при помощи компьютерной мыши.
При каждом предъявлении тест-объекта иллюзии варьируются метрические параметры, влияющие на величину иллюзии: ширина полосы (S), угол наклона (а) входного отрезка прямой, угол поворота (у) тест-объекта (фиг. 4). Варьирование параметров тест-объекта производится для оценки метрических характеристик, влияющих на зрительное восприятие кандидатов.
Таким образом, испытуемым на экране монитора предъявляются: а) тест-объекты с различными параметрами S при фиксированном значении α=45° (фиг. 5а); б) тест-объекты с различными параметрами α при фиксированном значении S=30 мм (фиг. 5b); в) тест-объекты с различными параметрами γ при фиксированных значениях 5=30 мм и α=22.5°. (фиг. 5с). При этом диапазон значений S варьируется от 10 мм до 60 мм (10 мм, 20 мм, 30 мм, 40 мм, 50 мм, 60 мм), диапазон значений α от 22.5° до 157.5° (22.5°, 30°, 45°, 60°, 90°, 120°, 135°, 150°, 157.5°), а значения γ в диапазоне от 0 до 360° поворота тест-объекта с шагом 22.5°.
По полученным результатам эксперимента построены графики зависимости иллюзии от величины метрических параметров. На фиг. 6а приведен график зависимости величины иллюзии L от ширины полосы S при фиксированном значении угла наклона α=45°. График свидетельствует о линейной зависимости иллюзии L от значения ширины S полосы.
На фиг. 6b приведен график зависимости величины иллюзии L от угла наклона α входного отрезка прямой при фиксированном значении S=30 мм. График свидетельствует о нелиненйной зависимости иллюзии L от угла наклона α, т.е. с возрастанием остроты угла наклона α входного фрагмента линии относительно полосы величина иллюзии L возрастает непропорционально. Кроме того, график свидетельствует о симметричности проявления иллюзии L относительно вертикальной инверсии входного отрезка прямой. Данные на этом графике апроксимированы полиномом 4-й степени.
На фиг. 6 с представлена зависимость иллюзии L от угла поворота у в диапазоне 0÷2 π при фиксированных значениях S=30 мм и α=22.5°. Приведенные результаты показывают, что иллюзия существует во всем диапазоне, но величина иллюзии L существенно зависит от угла поворота γ. Данная зависимость демонстрирует π/2-периодику, где ярко выражены экстремумы величины иллюзии (4 max и 4 min). Периодика иллюзии наблюдается в пределах значений γ от 0 до 90°, от 90° до 180°, от 180° до 270° и от 270° до 360°, т.е. в соответствии с угловыми четвертями координатной плоскости. Точки максимумов фиксируются на границах этих периодов, когда поворот тест-объекта достигает ориентации, при которой полоса принимает горизонтально-вертикальное положение.
Полученные результаты тестирования могут иметь практическое применение, например, для корректировки метрических оценок в работе человека-оператора, где точность визуальных оценок сопряжена с высокими рисками. При этом приведенная совокупность признаков предлагаемого устройства позволяет определять величину и других зрительных иллюзий, используя как монокулярное зрение, так и бинокулярное.
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в повышении точности определения величины зрительных иллюзий за счет расширения функциональных возможностей устройства путем добавления технических элементов, позволяющих оценить величину иллюзий бинокулярно и монокулярно.