Если у временной теории были проблемы с высокими звуками, то у теории местоположения — с низкими звуками. В настоящее время представляется правдоподобным предположение о существовании двух механизмов восприятия частоты: в то время как высокие частоты кодируются (трансформируются в психический образ) так, как это описано в теории местоположения, низкие частоты — в соответствии с временной теорией (GreenD. М., 1976; GoldsteinE. В., 1989).
Зрение является основным источником информации для человека. Сетчатка глаза имеет два типа рецепторов: палочки и колбочки. Палочки приспособлены к тому, чтобы работать при слабом освещении и давать черно-белую картину мира, а колбочки, наоборот, имеют наибольшую чувствительность в условиях хорошего освещения и обеспечивают цветовое зрение. Наиболее интересной проблемой зрительных ощущений являются механизмы цветового зрения. На этот счет существует множество довольно сложных теорий. Мы рассмотрим лишь наиболее принципиальные подходы.
Одним из них является трихроматическая теория цветового зрения (иначе говоря, трехцветовая). Она состоит в следующем. Существует три различных типа рецепторов (колбочек), ответственных за цветовое зрение. Каждый из этих трех типов рецепторов обладает чувствительностью в широком диапазоне длины световой волны (длина световой волны связана с ощущением того или иного цвета), но в то же время разные типы колбочек специализируются на восприятии определенных цветов (синего, зеленого или красного): одни обладают наилучшей чувствительностью в одной части диапазона длины волны, другие — в другой его части, третьи — в третьей. Свет определенной длины волны стимулирует каждую из трех групп рецепторов в неодинаковой степени. Паттерны возбуждения — картина, сочетание, соотношение возбуждений — дают ощущения различных цветов и оттенков. К сожалению, трихроматическая теория не объясняет многих экспериментально полученных фактов из области цветового зрения.
Существует и альтернативная концепция — теория оппонентного цвета. С точки зрения сторонников этой теории, зрительная система состоит из двух типов чувствительных к цвету элементов. Один тип реагирует на красную или зеленую часть спектра, другой — на синюю или желтую. Каждый элемент отвечает на внешнее воздействие таким образом, что, если воспользоваться аналогией с чашей весов, один из двух оппонентных цветов может или перевешивать другой или находиться с ним в равном положении. Скажем, в паре синий—желтый перевешивает синий, а в паре красный-зеленый — красный. Что мы будем видеть? Смесь красного и синего, т. е. фиолетовый цвет. Если одна из пар сбалансирована, а другая нет, мы будем видеть один из чистых цветов. Если обе пары цветов между собой сбалансированы, мы не будем видеть никакого цвета.
Две рассмотренные теории конкурируют между собой более 50 лет. Каждая из них хорошо объясняет одни факты и плохо — другие. В силу этого неоднократно предпринимались попытки примирить эти концепции и, подобно тому как это происходило с теориями высотного слуха, создать некоторую общую теорию, включающую в себя в качестве частных случаев обе классические концепции.
11.3. Восприятие пространства и движения
Восприятие глубины и удаленности предметов. Для понимания того, что происходит во внешнем мире, мало идентифицировать объекты, т. е. определить, что мы видим, слышим или осязаем, важно также знать, где это находится. Здесь мы сталкиваемся с одной из фундаментальных проблем восприятия, а именно с проблемой локализации — определения местоположения объектов. Эта и другие проблемы восприятия будут рассмотрены нами на примере зрения. На это есть по меньшей мере две причины: во-первых, зрительный анализатор является ведущим в жизни человека (по оценкам некоторых специалистов, до 90 % процессов обрабатываемой человеком информации приходится на зрительную сенсорно-перцептивную систему), во-вторых, зрительное восприятие изучено лучше других видов восприятия.
Один из основных вопросов восприятия глубины и удаленности предметов состоит в том, почему и за счет чего мы видим мир трехмерным, если на сетчатке глаза мы имеем только двухмерное (плоское) его изображение? Стремление ответить на поставленный вопрос привело к поиску признаков глубины и удаленности — особенностей стимульной ситуации, которые позволяют наблюдателю определить, насколько далеко объект находится от него самого и от других объектов.
Признаки, связанные с соотношением изображений, или проекций, объекта на сетчатки разных глаз, называют бинокулярными признаками глубины и удаленности. Они существуют за счет того, что люди, как правило, видят и смотрят двумя глазами.
За счет того, что наши глаза находятся на некотором расстоянии друг от друга, каждый глаз смотрит на объект с несколько разных позиций. Следовательно, каждый глаз видит один и тот же предмет под разным углом. Это различие в направлениях, или угол между осями зрения двух глаз, называется бинокулярным параллаксом. Сенсорная система «отслеживает» этот угол, его величина служит ей в качестве своеобразной подсказки, признака удаленности предмета: большой угол — предмет близко, маленький угол — предмет далеко. При этом картинки на сетчатках разных глаз получаются неодинаковые. Различие в сетчаточных отображениях называется бинокулярной диспарантностыо.
Чтобы убедиться в том, что каждый глаз получает свое изображение предмета, проведите следующий опыт. Возьмите чашку и держите ее перед собой так, чтобы ручка чашки при взгляде обоими глазами была слегка видна — высовывалась из-за края чашки на полсантиметра. Пусть ручка будет справа от вас. Теперь закройте правый глаз. Ручка изчезла из поля зрения или, во всяком случае, несколько «уменьшилась». Откройте правый глаз и закройте левый. Ручка снова появилась.
Мы можем воспринимать удаленность и глубину даже одним глазом. Известно, например, что люди, слепые на один глаз с рождения, воспринимают мир трехмерно. Следовательно, существуют некоторые признаки удаленности и глубины, связанные с изображением, получаемым одним глазом. В числе таких признаков обычно называют линейную перспективу, суперпозицию, относительный размер предметов и градиент текстуры.
Линейная перспектива как признак удалености отражает тот факт, что прямые линии (например, рельсы) как бы сходятся, удаляясь от нас. Мы часто наблюдаем некоторый объект вписанным в координаты параллельных линий. И если, скажем, один объект находится там, где параллельные линии «сошлись» в большей степени, чем в том месте, где находится другой объект, то нам ясно, что первый из них находится на большем расстоянии от нас (рис. 11-6).
Какой вывод мы можем сделать по поводу относительной удаленности от нас двух объектов, один из которых заслоняет другой? Какой из них ближе: заслоняемый или заслоняющий? Ответ очевиден — заслоняющий. В данном случае при оценке удаленности использовался признак суперпозиции (рис. 11-7).
При прочих равных условиях чем меньше проекция объекта на сетчатку, тем он воспринимается дальше. Это объясняется геометрией зрительной системы. Проекция объекта, находящегося в ста метрах от нас, больше проекции точно такого же объекта, удаленного от нас на расстояние километра (рис. 11-8). Два одинаковых по размеру предмета — А и Б — дают различные по размеру отображения на сетчатке, если находятся на различных расстояниях от наблюдателя.
Когда мы наблюдаем некоторую поверхность, например покрытый галькой берег моря, мы можем судить о глубине пространства по степени близости и размерам однородных объектов, находящихся на поверхности: чем дальше от нас некоторая точка пространства, тем плотнее «упакованы» ее элементы. Это пример признака удаленности и глубины, который получил название «градиент текстуры» (рис. 11-9).
Информацию об удаленности окружающих предметов нам также поставляет наше собственное движение и движение окружающих нас объектов. Движение приводит к тому, что проекция объектов на сетчатке меняется, причем близко расположенные объекты кажутся нам двигающимися относительно быстрее удаленных, что и служит дополнительным признаком при оценке удаленности. Вспомните вид из окна движущегося поезда: солнце неподвижно стоит на горизонте, еще можно успеть рассмотреть автомобили у шлагбаума, а деревья лесополосы пролетают мимо с огромной скоростью.
Восприятие движения. За счет чего мы воспринимаем какой-либо объект как движущийся? На первый взгляд, ответ на этот вопрос может быть очень простым: это происходит за счет того, что проекция объекта, находящегося в движении, перемещается по сетчатке. Но оказывается, что этот ответ не полон в том смысле, что перемещение проекции по сетчатке не является ни необходимым, ни достаточным признаком движения.
Известно, что объект может восприниматься как движущийся, даже если его изображение не перемещается по сетчатке. Представьте себе, что на некотором расстоянии друг от друга находятся две лампочки. Первая зажигается на короткое время и гаснет, потом зажигается вторая и тоже гаснет и т. д. Если временной интервал между зажиганиями лампочек от 30 до 200 миллисекунд, нам кажется, что световая полоса перемещается от одной точки к другой. Это явление называется стробоскопическим эффектом. Он давно используется в мультипликации и световой рекламе.