Автореферат (1097399), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Обсуждаются вопросы использованиятрадиционных психофизиологических показателей - электрокардиограммы,электромиограммы, плетизмограммы,кожно-гальваническойреакции,электроэнцефалограммы - всистемах ВР. Отмечается возможностьсовмещения технологий ВР с современными методами неинвазивнойвизуализации активности мозга (ПЭТ, фМРТ), что позволяет на новом уровнеисследовать нейронную активность мозга (Т.В. Черниговская, 1998).Обсуждаются перспективы использования ВР технологий в одной из новыхобластей исследований - вычислительной нейроанатомии (Д.И.
Пицхелаури идр., 2008).Содержанием §5.4 «Применение систем виртуальной реальности длясоздания новых зрительных иллюзий» является обсуждение ЗИ нового типа,формирование которых стало возможным благодаря использованию систем23ВР. Выделены особенности стимуляции этого типа иллюзий, представленнойне в виде 2D изображения на экране монитора или листе бумаги, а в видевиртуальных 3D объектов, окружающих наблюдателя со всех сторон.Обсуждается несколько типов новых иллюзий. Иллюзия «выход из тела» (outof-body effect), для формирования которой инициируются противоречивыезрительные ощущения, дополненные тактильными ощущениями (H.H.
Ehrsson,2007; 2012). Подобная организация стимуляции приводит у большинстванаблюдателей к восприятию чужого тела как своего собственного, адополнительное «включение» тактильных ощущений может усиливать илиослаблятьэтотфеномен.Модифицированныевариантыиллюзиииндуцированного движения собственного тела (ИИД), возникающей унаблюдателя после нахождения в среде, которая глобально вращалась вокругнего. После окончания стимуляции наблюдателю кажется, что вращались неокружающие объекты, а его собственное тело, поскольку он испытываетхарактерные ощущения, возникающие в результате вращения собственноготела (отсутствие стабильности видимого мира, тошнота, головокружение,плохая координация движений).
Отмечены преимущества использования HMDи CAVE технологий для инициации ИИД, состоящие в возможностиизменения различных параметров виртуального окружения (яркости,текстуры, скорости вращения), в усложнении способов его вращенияотносительно наблюдателя, а также в возможности изменения степенипредметности стимуляции, что позволяет более эффективно исследоватьсоотношение низкоуровневых и высокоуровневых механизмов формированияИИД. Иллюзия искажения воспринимаемого пространства, суть которойсостоит в систематической переоценке/недооценке пространственныхпараметров виртуальной среды (ВС). Анализируется феномен анизотропностивиртуального пространства: его «растянутость» по глубине и адекватностьпредставления во фронтальных координатах (M.N.
Geuss et al., 2012).Обсуждается влияние различных зрительных признаков для компенсации этойпереоценки, в частности наличия линии горизонта для уменьшения искажений(R. Messing, F.H. Durgin, 2005). Отмечается роль различных статических идинамических зрительных признаков для формирования когнитивных картпространства ВС (R.A. Ruddle, S. Lessels, 2006; B. Bodenheimer et al., 2009), атакже необходимость наличия не только зрительных кинестезий, но итактильных и вестибулярных признаков для успешной навигации в ВС.Обсуждаются возможности исследования индивидуальных стратегийиспользования аллоцентрических и эгоцентрических зрительных признаковдля успешного формирования когнитивных карт ВС. Отмечено, что наиболеевпечатляющей новой иллюзией является иллюзия погружения в ВС (Presenceeffect), состоящая в том, что у наблюдателя возникает ощущение реальностивиртуальных объектов и собственного присутствия в ВС.В §5.5 «Исследование иллюзии искажения пространства при помощиHMD системы виртуальной реальности» приводится авторское исследованиенового типа ЗИ, возникающей при специфическомискажениивоспринимаемого пространства, создаваемого посредством технологии ВР.24Искажения создавались при помощи оригинальной установки, состоящей изHMD шлема ВР и видеокамер, изображение с которых подавалось намониторы шлема ВР.
Видеокамеры исполняли роль виртуальных глаз, иизменение их локализации в пространстве создавало эффект «вынесения»виртуальных глаз вне головы наблюдателя. Формировались два типаискажений: в первом веб-камеры крепились на штыре на расстоянии 20-30 смвыше головы наблюдателя и были жестко связаны с ее движениями; во второмвеб-камеры располагались на колене наблюдателя, что приводило кнеобычному ракурсу наблюдения внешней сцены: «виртуальные» глаза былилокализованы ниже обычной позиции наблюдения сцены, причем ихперемещения осуществлялись в соответствии не с движениями головы, а сдвижениями нижних конечностей.
Пространственные искажения должныбыли привести к нарушениям работы воспринимающей системы «глаз-голователо» (Дж. Гибсон, 1988), поскольку при этом нарушалась согласованностьмежду движениями наблюдателя и изменениями структуры оптическогопотока, вызванными этими движениями. Гипотеза исследования состояла втом, что искажения восприятия должны быть незначительными для первоготипа рассогласования целостности системы «глаз-голова-тело», и значимыми для второго типа рассогласований. Количественная оценка степени искажениявосприятия проводилась на материале феноменологии ощущений, которыенаблюдатели испытывали на начальной стадии адаптации и, во-вторых, наоснове оценки константности восприятия размера.
В исследовании принималиучастие 16 человек (6 мужчин и 10 женщин) в возрасте от 17 до 25 лет снормальным или скорректированным зрением. Эксперимент состоял из трехсерий. В первой и второй экспериментальных сериях веб-камераприкреплялась, соответственно, над головой или на колене испытуемого, а вконтрольной третьей серии - на уровне его глаз.
В каждой серии испытуемыевыполняли 2 задания: во-первых, описывали свои ощущения относительновосприятия размеров своего тела, своих рук и ног, трудности в реализациидвижений, реальности окружающих объектов; во-вторых, оценивали размеры5 предметов методом прямого шкалирования.
Качественный иколичественный анализ описаний при выполнении 1-го задания показал, что:зрительная сцена воспринимается в целом нереальной и отчужденной; частисобственного тела – чужеродными; ориентация в пространстве затруднена;появляются трудности поддержания равновесия при ходьбе. Подобныефеноменальные свойства окружающего мира наблюдались и для такого типасенсорных искажений, как инвертированное зрение (А.Д. Логвиненко, 1981).Качественное сравнение описаний показало, что для первого типа искаженийнаблюдалась: недооценка размеров окружающих объектов, роста людей, атакже размеров собственных рук и ног, тогда как для второго типа – ихсильная переоценка.
Результаты выполнения 2-го задания позволиликоличественно оценить степень изменения воспринимаемых размеровобъектов для различных типов искажений. Были рассчитаны средние значениякоэффициентов константности размера для 1-ой, 2-ой и контрольной серий повсей выборке испытуемых. Полученные значения и их стандартные25отклонения представлены на рис. 2. По оси абсцисс отложены оцениваемыеразмеры предметов (в см), по оси ординат – значения коэффициентовконстантности размера. Для оценки значимости различий коэффициентовконстантности, полученных в 1-ой, 2-ой и контрольной сериях, использовалсянепараметрический критерий Вилкоксона для связанных выборок.Достоверными считались различия при р < 0,05.
Значимые различия (T=9,1при р < 0,05) выявлены только при сравнении 2-ой и контрольной серий, чтоговорит о том, что только второй тип искажений существенно влияет напроцесс оценки размеров. Появляется эффект сверхконстантности, чтопроявляется в переоценке размеров окружающих предметов, а также размеровсобственных конечностей.Рисунок 2. Коэффициент константности размера в зависимости отпяти значений размера предметов для 1-ой, 2-ой и контрольнойсерии.Для первого типа искажений константность восприятия размеранарушалась незначимо. Показано,что технология ВР предоставляетуникальные возможности для исследования новых зрительных иллюзий, вчастности, для исследования сенсорных искажений, создаваемых при«вынесении виртуальных глаз» наблюдателя вне системы «глаз-голова».Выявлено различное влияние двух способов искажений на функционированиевоспринимающей системы: при согласованном движении «виртуальных глаз»и головы наблюдателя константность восприятия нарушается незначительно;рассогласование системы «глаз-голова» приводит к резкому снижениюконстантности восприятия размеров окружающих предметов, а также размеровсобственных конечностей.В главе 6 «Исследование гештальт-механизмов формированияиллюзий» рассматривается проблема влияния механизмов низшего и среднегоуровней на процессы формирования иллюзорных эффектов.
Согласнопредложенной модели, механизмы низшего уровня носят локальный характери, в связи с этим, не являются определяющими для формирования ЗИ. Дляобъяснения иллюзорных эффектов, возникающих при восприятии самыхэлементарных паттернов ЗИ, необходимо учитывать механизмы более26высокого среднего уровня, отвечающего за эффекты группировки отдельныхэлементов изображения.В § 6.1 «Введение: постановка проблемы» обсуждается гипотеза о важнойроли механизмов среднего уровня для формирования ЗИ. Основнымаргументом в пользу предложенной гипотезы является тот факт, чтобольшинство зрительных иллюзий представляют собой 2D изображения, а,значит, в них всегда представлены конфигуративные признаки группировки ипринадлежности.
Рассматривается вопрос о том, насколько конфигуративныеэффекты могут влиять на выраженность иллюзий, которые традиционноотносят к классу сенсорных, т.е. опосредованных механизмами низшегоуровня. Отмечено, что для иллюзий светлоты выделено сравнительнонебольшое число сенсорных иллюзий, которые объяснялись при помощидействия механизма латерального торможения нейронов сетчатки (G.
VonBékésy, 1967). К ним традиционно относят полосу и гармошку Маха, решеткуГермана, иллюзию Вазарели ииллюзию одновременного светлотногоконтраста (ОСК), паттерны которых составлены из прямых границ перепадовяркости. Однако, в последнее время в ряде работ получены данные,свидетельствующие о том, что некоторые из указанных иллюзий не могутбыть объяснены на основе только сенсорных механизмов (A.D.
Logvinenko etal., 2005; P.H. Schiller, C.E. Carvey, 2005; S.A. Wallis, M.A. Gerogeson, 2012).Анализ результатов упомянутых работ показывает, что выраженностьиллюзий изменяется при неизменности локальных признаков, опосредующихвозникновение иллюзии, и является результатом глобальных признаковизменения группировки элементов изображения.Содержанием § 6.2 «Исследование влияния геометрии линий навыраженность иллюзий Вазарели и одновременного светлотного контраста»является описаниеэкспериментальногоисследования, в которомтестировалась гипотеза о влиянии механизмов среднего уровня наформирование двумерных ЗИ.
Исследовались две иллюзии сенсорного уровня– Вазарели и ОСК, паттерны которых состоят из квадратов, имеющихразличные размеры и яркость. В изображениях указанных иллюзийпредставлены различные конфигуративные признаки, одним из которыхявляется геометрия линий, соединяющих углы квадратов. Под геометриейлинии мы понимаем совокупность ориентаций локальных линий,составляющих глобальную линию между углами квадратов. Например,глобальная линия, воспринимаемая как «прямая», может состоять изразличных по ориентации локальных линий. Сформулирована гипотезаисследования, состоящая в том, что выраженность иллюзий Вазарели и ОСКизменится, если изменять ориентацию локальных линий при сохраненииглобальных контуров квадратов неизменными.
Предполагалось, что вусловиях, когда контур состоит из локальных линий одной ориентации(прямая линия) или линий, мало отличающихся по ориентации друг от друга(волнообразная линия), эффекты группировки локальных линий достаточносильны, что приводит к выраженному иллюзорному эффекту в оценкесветлоты/яркости фигуры. Если же контур состоит из локальных линий27оппонентной ориентации (пилообразная линия), эффекты группировкиослабевают, что приводит к уменьшению выраженности иллюзии.Особенность исследования состояла в том, что локальные признаки,опосредующие, согласно классическим гипотезам, возникновение иллюзийВазарели и ОСК, оставались неизменными.В эксперименте принимали участие пятнадцать испытуемых (10 женщини 5 мужчин в возрастном диапазоне от 17 до 36 лет) с нормальным илискорректированным до нормального зрением. Для тестирования были созданымодификации паттернов иллюзий Вазарели и ОСК, в которых прямые линиизаменялись на волнообразные или пилообразные линии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
