Автореферат (1097399), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Norman, 2001; Е.Н. Соколов, 2003;R.L. Gregory, 2006), основанных на нейрофизиологических и психофизическихданных, в результате которых возможно более эффективное решениепроблемы моделирования мозга человека.Необходимость исследований, посвященных ЗИ, связана с современнымизадачамимоделированияискусственныхоргановзрения,системискусственного интеллекта, а также с задачами разработки когнитивныхроботов. Развитие когнитивных технологий зависит от того, насколькоэффективно можно запрограммировать свойственные человеку системыраспознавания, контроля и принятия решения (Б.М. Величковский, 2010).Важность изучения процессов искаженного зрительного восприятияобусловлена задачами, возникающими при внедрении в повседневную жизньсовременных технологий стереозрения, одной из которых является технологиявиртуальной реальности.
Все более актуальными становятся вопросы изученияособенностей восприятия трехмерных (3D) виртуальных сцен, наблюдаемых в3D кино и телевидении. Анализ использования этих технологий впсихологических исследованиях показал, что их применение позволяетэффективно решать большое число новых научных и прикладных задач(G. Riva, 2006; Ю.П. Зинченко и др., 2010, 2011). Выявленные особенностиискажения восприятия будут способствовать созданию более качественных иэкологически валидных виртуальных сред, широко применяемых в настоящиймомент в самых различных областях деятельности человека - производстве,медицине, бизнесе, образовании, индустрии развлечений.Большой интерес к изучению ЗИ связан также с практическими задачами,стоящими в области архитектуры, дизайна и живописи.
В последнеедесятилетие появились новые художественные направления, использующие3D технологии для создания впечатляющих художественных образов.5Целью диссертационного исследования является теоретический анализфеномена зрительных иллюзий, их классификации, причин их возникновения,а также разработка модели формирования зрительных иллюзий, основанной насовременных психофизических и психофизиологических данных.Объектом исследования выступает феномен зрительных иллюзий.Предметом исследования является структура психологических ипсихофизиологических механизмов, опосредующих феномен зрительныхиллюзий.Методологические основания исследования. В работе реализуютсяметодологические принципы конструктивисткого (Р.Л. Грегори, 1970; И.
Рок,1980), когнитивного (В.П. Зинченко, 1969; У. Найсер, 1981; Дж. Брунер, 1977;Б.М. Величковский, 2006) и нейрофизиологического (D. Hubel, T. Wiesel, 1979;S. Zeki, 1993; Е.Н. Соколов, 2003) подходов к исследованию зрительноговосприятия. Исследование также строится на принципе структурнофункционального анализа (П.К. Анохин, 1975; В.Б.
Швырков, 1978;Е.Н. Соколов, 2003; Ю.И. Александров, 2003).Гипотезы исследования. Общая гипотеза исследования основана напредположении о том, что процесс формирования зрительных иллюзийоснован на интеграции нескольких гипотетических механизмов переработкизрительной информации, работающих одновременно или последовательно впроцессе возникновения иллюзорного эффекта.
Разработка моделиформирования зрительных иллюзий опиралась на ряд частных гипотез:• В процессах формирования иллюзий задействованы те же механизмызрительной системы, которые работают при формировании лишенногоиллюзорных эффектов образа.• Процесс формирования зрительных иллюзий является комплекснойструктурой, состоящей из нескольких гипотетических уровней, условнообозначенных как «низший», «средний» и «высший». На каждом извыделенных уровней действуют специфические механизмы обработкизрительной информации.
На низшем уровне определяющими являютсямеханизмы адаптации, а также выделения яркостного и цветового локальныхконтрастов; на среднем - эффекты группировки, принадлежности, выделенияглобального контура, формирования фигуро-фоновых отношений; на высшем– когнитивные механизмы, которые, по сути, являются имплицитнымизнаниями о свойствах объектов внешнего мира, сформированными изакрепленными при взаимодействии субъекта с внешней средой. К ним можноотнести механизмы константности размера, формы, светлоты и цвета,соотношения между 3D формой и распределенными тенями, взаимодействиямежду светлотой и воспринимаемой освещенностью объекта и т.п. Гипотеза омногоуровневой структуре процесса формирования зрительных иллюзийсогласуется с представлениями многих теоретических подходов к изучению6процессов формирования зрительного образа (А.Н.
Леонтьев, 1975; D. Hubel,T. Wiesel, 1978; Д. Марр, 1987; S. Zeki, 1993; Е.Н. Соколов, 2003; R.L. Gregory,2006).• Структура процесса формирования иллюзий является гетерархической. Впредложенных ранее моделях предполагалось, что иллюзии формируются наоснове иерархического принципа (S. Coren, J. Girgus, 1978; E.H. Adelson, 2000),согласно которому обработка информации отдельных свойств изображенияиллюзии идет поэтапно, последовательно, «снизу вверх» (Bottom-UpProcessing) и развивается в соответствии с принципом «от простого ксложному».
Эти представления были сформированы в соответствии санатомическими и физиологическими данными о работе зрительного тракта(D. Hubel, T. Wiesel, 1978; M. Mishkin, L.G. Ungerleider, 1982; S. Zeki, 1993).Однако в ряде современных исследований нейронной активности зрительныхзон мозга было показано, что процессы переработки не являются строгоиерархическими, а включают обратные взаимодействия между выше- инижележащими слоями зрительного тракта (S.O. Murray et al., 2004;M.L.
Seghier, P. Vuilleumier, 2006; J. Hegde, D.J. Felleman, 2007; X. Wu et al.,2011). Эти данные позволяют предположить, что формирование зрительныхиллюзий происходит в соответствии с гетерархическим принципом, согласнокоторому иллюзорный эффект является результатом одновременноговзаимодействия средне- и высокоуровневых механизмов обработкиинформации.• В процессах формирования зрительных иллюзий доминируют механизмысреднего и высшего уровней обработки зрительной информации. Всоответствии с отдельными нейрофизиологическими моделями процессовзрительного восприятия (D.
Hubel, T. Wiesel, 1979; Д. Марр, 1987; S. Zeki,1993; S. Grossberg, 1993), возникновение иллюзий связывалось с процессаминизшего уровня, действие которых локализовано в периферических отделахзрительного тракта. Согласно авторской позиции, основными причинамиформирования зрительных иллюзий являются не сенсорные, а перцептивныепроцессы обработки информации, в которых задействованы механизмысреднего и высшего уровней. Причем соотношение вкладов этих уровнейдетерминируется наличием зрительных признаков среднего (группировка,принадлежность) и высшего (трехмерность) уровней в изображении,вызывающем переживание зрительной иллюзии.• вВаимодействие зрительных признаков изображения, вызывающегопереживание зрительной иллюзии, приводит к изменению баланса вкладовмеханизмов среднего и высшего уровней формирования ЗИ.• особенности восприятия зрительных иллюзий более эффективно могутбыть поняты, объяснены и прогнозируемы на основе междисциплинарногонаправления, основанного на когнитивном, нейрофизиологическом игештальт-подходах к изучению зрительного восприятия.7Научная новизна исследования.Впервые проведен анализ различных классификаций ЗИ, позволяющийвыделить наиболее существенные критерии для разделения их по классам.Показано, что более эффективной является классификация, основанная навыделении механизмов, опосредующих формирование ЗИ.
Предложенаструктура взаимодействия механизмов, основанная на гетерархическомпринципе организации.Проведен анализ проблемы формирования ЗИ в рамках различныхтеоретических подходов к изучению зрительного восприятия (функционализм,конструктивизм,трансакционизм,гештальт-подход,когнитивный,нейрофизиологический, информационный и экологический подходы),позволяющий комплексно рассмотреть проблему их восприятия.Разработана многоуровневая модель формирования ЗИ, согласно которойиллюзорный эффект является результатом одновременного взаимодействиясредне- и высокоуровневых механизмов обработки информации.Систематизированы возможные механизмы восходящих и нисходящихпроцессов, опосредующих формирование ЗИ.Выделены и проанализированы зрительные признаки стимуляции,влияющие на формирование специфических иллюзорных эффектов, а такжепредсказаныэффектыизменениявыраженностииллюзийприуменьшении/увеличении интенсивности этих признаков.Впервые разработаны и апробированы оригинальные экспериментальныеметодики, позволяющие создавать и контролировать трехмерные ЗИ, прииспользовании современных HMD и CAVE технологий виртуальнойреальности.Модифицированыклассическиепсихофизическиеметодыподравнивания, констант, прямой оценки величины и равноделения,позволяющие количественно оценить выраженность иллюзорного эффекта.Получены данные, показывающие важную роль зрительных признаковсреднего уровня в процессах формирования двумерных ЗИ.
Выявлено, чтоклассические иллюзии светлоты, традиционно объясняемые действиеммеханизмов низшего уровня, не могут рассматриваться как сенсорныеиллюзии. Для их объяснения необходимо привлекать механизмыперцептивной группировки и принадлежности, играющие доминирующуюроль в процессах формирования двумерных ЗИ. В частности, на материалеиллюзий Вазарели и одновременного светлотного контраста показано влияниегеометрии линий изображения, вызывающего переживание ЗИ, на ихвыраженность.Впервые получены данные, показывающие важную роль зрительныхпризнаков глубины, воспринимаемой освещенности и воспринимаемогорельефа в процессах формирования трехмерных ЗИ.Впервые созданы и исследованы различные трансформации двумерных(2D) изображений иллюзий в трехмерные (3D), которые включали измененияпространственной локализации как тестовых, так и фоновых поверхностей.8Сравнение выраженности 2D и 3D вариантов иллюзий позволило выявить рольмеханизмов константности в процессах формирования ЗИ.Впервые исследованы процессы влияния трехмерного фона навыраженность светлоты тестовых поверхностей, которые позволилисформулировать новое правило артикуляции для оценки выраженностисветлоты в 3D иллюзиях.
Для трехмерных сцен с артикулированным фоном,где число разноярких участков различно, а число разноокрашенных объектовнеизменно, выраженность 3D иллюзии остается неизменной.Получены данные, подтвердившие предложенное авторами перцептивноеуравнение (A.D. Logvinenko, G.Ya. Menshikova, 1994; G.Ya. Menshikova,E.G. Lunjakova, 1994), связывающее такие параметры зрительного образа каксветлота поверхности, ее воспринимаемая освещенность и рельеф. Сутьвзаимодействия указанных параметров состоит в том, что при фиксированнойяркости поверхности один и тот же средне-серый участок может выглядетьтемно-серым или светло-серым в зависимости от перцептивной гипотезы о егоосвещенности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
