Отбрасываемые тени и роль полутени

На рис. 11-17 изображена тень, падающая на плоскую поверхность. Похожа ли она на тень на поверхности данного цвета,

или же она выглядит как пятно серого цвета? В какой-то мере она похожа на участок более темного цвета, чем вся фигура, но на фотографии пропало многое из того, что было в реальном изображении. Поэтому читателю, чтобы проверить свое впечатление, нужно воссоздать действительную тень такого типа. Большинство наблюдателей согласятся, что они видят не темно-серую область, а тень, а сама область имеет тот же цвет, что и ее окружение. Согласно гипотезе отношения, в этом случае константности быть не должно. В отличие от предыдущих примеров, где затеняли как объект, так и его фон (и где поэтому можно было говорить, что отношение между объектом и окружением остается постоянным), в данном случае есть только одна однородно окрашенная поверхность и тень создает различие в световой интенсивности затененного участка и его

* Дополнительные данные о зависимости цвета участка поверхности от ее воспринимаемой пространственной ориентации («принцип копланарно-сти») приводятся в более поздней работе автора: Rock I. In defense of unconscions inference —In: Epsten W (ed.). Stability and constancy in visual perception. N. Y.: Y. Wiley & Sons, 1977. (Прим. ред.;

226

Рис. 11-19

окружения. Следовательно, затененный участок в данном случае должен был бы выглядеть как пятно темно-серого цвета.

С точки зрения классической теории, поскольку очевидно, что мы видим тень, мы это и учитываем, и придаем именно такое значение более низкой интенсивности света, отражаемого этим участком. Почему же нам очевидно, что это тень? Затененный участок обычно заканчивается постепенным переходом от темного к светлому — полутенью. Полутень обусловлена тем фактом, что большинство источников света не являются точечными, т. е. имеют некоторую протяженность. В известном эксперименте Геринга тень окружалась толстой темной линией (см. рис. 11-18), тем самым устранялась полутень²⁵. В результате затененный- участок воспринимался как серое пятно. Поэтому можно подумать, что факт константности в случае затененности этого типа явно свидетельствует в пользу классической теории. Но к сожалению, такого вывода сделать нельзя, поскольку сторонники гипотезы отношения могут сказать, что постепенный переход полутени мешает взаимодействию в зрительной системе репрезентаций затененных и неза-тененных участков, а такое взаимодействие является основой эффекта отношения. Сходные результаты дают и другие методы введения постепенного перехода освещенности соседних участков, такие, например, как вращение на белом фоне серого диска с зубчатым краем²⁶.

Константность

в условиях прозрачности

227

Допустим, что мы смотрим через дымчатое стекло или нейтральный фильтр, который пропускает только некоторую часть света (рис. 11-19а). По идее, предметы, наблюдаемые через такое стекло, должны просто казаться темнее. Но так ли это? То, что мы видим в этих условиях, показано на рис. 11-19в. Внутренний белый прямоугольник кажется почти таким нее белым, как и в действительности.

Если наблюдатель учитывает, что он смотрел через темное стекло, то он может заключить, что объект за стеклом на самом деле светлее. Однако такая тенденция к константности проявляется только, по-видимому, в тех случаях, когда наблюдаются более чем один предмет или участок, и этот факт позволяет объяснить тенденцию к верному восприятию цвета объекта без использования когнитивных процессов.

В лабораторных условиях для исследования этого феномена чаще всего используется быстро вращающийся пропеллер (или вертушка). Расстояние между лопастями вращающегося пропеллера определяет количество света, которое отражается от предмета, находящегося за пропеллером. В один момент времени глаз стимулируется видной между лопастями частью предмета, в следующий момент времени он стимулируется лопастью вертушки, движущейся перед предметом. При быстром вращении эффективная стимуляция глаза есть средневзвешенное от двух цветов, при этом учитывается угловой размер лопастей относительно расстояния между ними.

Рассмотрим ситуацию, изображенную на рис. 11-20. Интенсивность света, отражаемого белым диском, ослабляется вращающейся черной вертушкой так, что, скорее всего, диск будет казаться серым. Но в общем в' таких экспериментах наблюдатели воспринимают цвет, проявляя сильную тенденцию к константности, но в то же время у них создается впечатление, что они смотрят на предмет сквозь более темную поверхность. Значит ли это, что наблюдатель учитывает тот факт, что он смотрит через поверхность, которая задерживает часть отражаемого предметом света?

Гипотеза отношения может объяснить и эту тенденцию к константности. Поскольку вертушка расположена перед фоном, отражаемый фоном свет тоже ослабляется. Следовательно, перекрытие вертушкой не меняет отношение световой интенсивности белого диска к серому фону. (Точно так нее обосновывается отношение и в примере, изображенном на рис. 11-19.) Стимуляция, получаемая глазом при вращении вертушки, изображена на рис. 11-21. Фактически точно такая нее стимуляция будет и тогда, когда с большой скоростью

228

ВОСПРИЯТИЕ НЕЙТРАЛЬНЫХ ЦВЕТОВ

вращается изображение, представленное на рис. 11-20, а в этом случае говорить о ситуации просвечивания нет никаких оснований. Более того, если вертушка того же размера, что и белый диск, и ее лопасти никак не закрывают фона, то отношение диска к фону теперь изменится и диск больше не будет выглядеть белым.

Константность у детей и животных

Из классической теории следует, что достижение константности есть процесс, в чем-то похожий на рассуждение. Суждение о цвете поверхности производится (хотя и бессознательно) с учетом освещения. Возможно, что способность делать такие суждения есть в значительной степени результат прошлого опыта. Из этого, по-видимому, должно следовать, что младенцы нейтральный цвет воспринимают на основе абсолютной интенсивности света, отражаемого предметом, и только позже ребенок научается соотносить его с освещенностью. Однако никогда не объяснялось достаточно ясно, как мог бы протекать такой процесс научения (следует помнить о парадоксе, сформулированном Герингом) или как научение могло бы изменить восприятие цвета. Из гипотезы отношения следует, что интеллектуальные процессы сюда не подключаются и научение, по-видимому, не обязательно. Стимульным коррелятом нейтрального цвета будет отношение интенсивностей, точно так же как длина волны — стимульный коррелят хроматического цвета.

Поведение различных видов животных указывает на то, что

229

их восприятие основывается на константности. Так, например, в достаточно известном эксперименте цыплят сначала учили клевать зерно только на более темном из двух листов бумаги²⁷. Затем темная бумага помещалась на яркий солнечный свет, тогда как светлая бумага оставалась в тени. Цыплята все же предпочитали ходить к темной бумаге, несмотря на то что она теперь отражала значительно больше света, чем светлая. Похожими методами было показано также, что и обезьяны, и рыбы реагируют на основе константности*. Молено привести много свидетельств в пользу утверждения, что животные спонтанно воспринимают нейтральный цвет (так лее хорошо, как и другие перцептивные качества, такие, как размер и форма) на основе константности, почти таким лее образом, как и люди. Фактически способность воспринимать или осознавать различие в светлоте, когда поверхности с одинаковым коэффициентом отражения наблюдаются при разном освещении, может оказаться значительно более трудно достижимой.

В настоящее время установлено также, что дети в возрасте 4 лет воспринимают нейтральный цвет на основе константности, хотя на результаты эксперимента оказывали влияние, по-видимому, частные условия. Однако существуют некоторые данные, которые означают, что коэффициент константности (например, отношение Брунсвика) увеличивается в зависимости от возраста ребенка. Поэтому некоторые исследователи делают вывод, что, далее если тенденция к константности восприятия и присутствует с самого роледения или вскоре после него, на нее также влияет и научение.

По отношению к вопросу, является ли нейтральная цветовая константность вролсденной, ни одно из свидетельств не является решающим, поскольку ни лсивотные, ни дети при рожде-нии не тестируются и до момента эксперимента не устраняется возмоленость зрительного опыта. Тем не менее эти данные молено рассматривать как противоречащие утверждению классической теории, что константность основана, на интеллектуальных процессах сулсдения. Возмолсно, что рыбы каким-то образом научаются воспринимать цвет в соответствии с константностью, но далее если это так, то сомнительно, что они при этом используют сулсдения.

Однако в настоящее время существуют данные, что, по крайней мере, у цыплят константность присутствует сразу лее после вылупливания из яйца, когда научение невозмолено. Цыплята, содерлеащиеся в полной темноте с момента вылупливания, обнарулеивают то лее предпочтение светлых зерен, что и все остальные цыплята, даже когда светлые зерна помещаются в место с тусклым освещением, а темные зерна освещаются сильно²⁹.

* Обзор работ по константности у животных можно найти у Локка

230

ВОСПРИЯТИЕ НЕЙТРАЛЬНЫХ ЦВЕТОВ

Сенсорные механизмы

Те, кто полагают, что должна существовать непосредственная сенсорная основа восприятия нейтрального цвета (такая, как реакция нервной системы на интенсивность света), надеются объяснить константность действием различных физиологических механизмов. Геринг предполагал три таких механизма, а именно автоматическое регулирование величины зрачка, контролирующее количество света, поступающего в глаз, адаптацию глаза к меняющейся интенсивности света и то, что он называл «реципрокным взаимодействием» между соседними участками сетчатки³.

Регуляция зрачка

Зрачок автоматически регулируется количеством света в наблюдаемой картине, сокращаясь при увеличении освещения и расширяясь при его уменьшении. Поэтому совсем не обязательно при увеличении освещения на сетчатку будет попадать больше света или при уменьшении освещения на сетчатку будет попадать меньше света. Подобные изменения освещенности могут компенсироваться изменением величины зрачка. Поэтому можно предположить, что существование этого механизма означает, что абсолютная интенсивность света, ведущая к определенной частоте импульсацйи зрительных нейронов, является в конце концов основой восприятия нейтрального цвета.

Существует несколько соображений, из которых следует ошибочность этого рассуждения. Первое: хотя изменения зрачка по величине довольно значительны, площадь зрачка изменяется' не более чем в 17 раз, тогда как изменения в освещении могут расти в сотни и тысячи раз. Следовательно, интенсивность отражаемого данным предметом света, несмотря на регуляцию зрачка, может меняться весьма значительно, и все-таки воспринимаемый серый цвет объекта может оставаться более или менее тем же самым. Второе: можно устранить влияние изменения зрачка наблюдением сцены через искусственный зрачок. Когда мы смотрим через маленькое отверстие на различно освещенные предметы, все-таки константность преобладает. Последнее и самое важное: суждение сохраняет свою логику, только если объект с данным коэффициентом отражения наблюдается при различном освещении. В этом случае зависящие от освещения изменения величины зрачка будут вести к уравниванию на сетчатке интенсивности. Но допустим, что мы сравниваем тускло освещенный белый предмет с черным ярко освещенным предметом. Регуляция зрачка светом может оказаться такой, что никакого различения между интенсивностью освещения предмета и его отражательными свойствами не произойдет. Поэтому в обоих случаях регуляция зрачка будет той же самой и будет приводить к ретинальным изображениям белого и черного предметов равной интенсивности. Однако один из них будет выглядеть белым, а другой— черным.

Адаптация

Механизм адаптации также приводит к компенсации изменений в освещенности. В результате продолжительной экспозиции света данной интенсивности чувствительность сетчатки меняется. Поэтому в силу адаптационного эффекта частота импульсацйи не обязательно будет увеличиваться или

231

уменьшаться при соответствующем увеличении или уменьшении уровня освещенности. На основе адаптации чувствительность глаза к свету может существенно меняться, примерно в 100 000 раз, так что ограничения, связанные с изменением Лрачка, на этом фоне оказываются совершенно незначительными.

Но другой довод, а именно что сетчатка адаптируется в соответствии с интенсивностью стимулирующего ее света, остается в силе. Поэтому объекты с низким коэффициентом отражения в сильном свете могли бы приводить к тем же самым адаптационным тенденциям, что и объекты с высоким коэффициентом отражения в слабом свете. Если в основании константности восприятия идентичных нейтральных цветов в условиях меняющейся освещенности лежит адаптация, то она должна уравнивать восприятие различных нейтральных цветов при различном освещении. Однако о том, что последнее происходит, нет никаких данных.

Следовательно, когда дело касается восприятия нейтрального цвета, то роль адаптации, если она есть, не совсем ясна. Когда мы открываем глаза или выходим из темной комнаты, все нам кажется очень светлым. По мере того как мы смотрим, впечатление светлоты исчезает, и нет сомнений, что это следствие адаптации к свету. Но это не значит, что белые предметы начинают выглядеть серыми. Вполне допустимо предположить, что уменьшение, связанное с адаптацией частоты импульсаций клеток, ведет к изменению впечатления светлоты, а не степени белизны, серости или черноты предметов. (Подобные рассуждения вполне применимы и к эффекту изменения зрачка.)

Поскольку глаза постоянно движутся, постоянно меняется и положение на сетчатке изображений различных объектов наблюдаемой картины. Так как адаптация связана с определенным местом на сетчатке, стимулируемый в данный момент сильным светом участок сетчатки соответственно адаптируется, в следующий момент он стимулируется слабым светом и т. д. В силу этих рассуждений кажется сомнительным, чтобы такие флуктуации изменили воспринимаемые нейтральные цвета объектов, но, по крайней мере, можно согласиться, что они могли бы повлиять на тщательно контролируемые лабораторные эксперименты, в которых требуется фиксация, по крайней мере в тех случаях, когда из-за неточных инструкций не совсем ясно различается цвет поверхности и светлота³".

* Несколько иной подход к адаптации предлагается психологом Гарри Хелсоном³⁰. Не занимаясь специфическим, локально физиологическим аспектом адаптации, Хелсон рассматривает адаптацию как психологическое регулирование, при котором мы стремимся оценить или измерить объекты, сравнивая их с доминирующим уровнем стимуляции. Этот уровень имеет тенденцию восприниматься как нейтральный. Таким образом, например, если картина, в целом состоящая из предметов с различными оттенками серого цвета, освещается красным светом, то большинство предметов будут казаться нейтральными, ахроматическими, а не красными, несмотря на то что они отражают в основном красный свет. И только очень интенсивный свет этой длины волны, отражаемый от белого или светло-серого предмета, будет казаться красным, а темные предметы — имеющими дополнительный цвет.

Применяя эти рассуждения к восприятию нейтрально окрашенных предметов, освещаемых нейтральным светом, можно утверждать: каким бы ни было освещение наблюдаемой картины, происходящая адаптация такова, что предметы со средним коэффициентом отражения будут выглядеть серыми, а предметы с высоким коэффициентом отражения, следовательно, будут по отношению к доминирующему уровню адаптации выглядеть белыми и т. д. Эта теория, конечно, похожа на гипотезу отношения, поскольку воспринимаемый нейтральный цвет предмета зависит от отношения его интенсивности к интенсивностям остальных объектов наблюдаемой картины. Однако это более сложная теория, потому что на уровень адаптации влияет множество различных факторов.

Приведенное здесь описание теории Хелсона по необходимости сжато и

232

ВОСПРИЯТИЕ НЕЙТРАЛЬНЫХ ЦВЕТОВ

Латеральное торможение

По Герингу, реципрокное взаимодействие означает, что светлая часть зрительного поля будет производить затемняющий эффект на соседний участок, а темная часть — высветляющий. (Он также полагал, что хроматические цвета влияют на соседние участки, индуцируя дополнительный цвет.) То, что для Геринга было теорией, теперь стало фактической истиной. В эксперименте с подковообразным рачком (лимулусом), обладающим большими и легко доступными нервными волокнами сетчатки, Хартлайн и его сотрудники продемонстрировали, что частота импульсации одного волокна ослабляется, когда волокно от соседнего участка сетчатки стимулируется светом³¹. Тормозное воздействие соседних волокон друг на друга теперь известно как самый общий феномен нервной системы фактически всех видов животных.

Поэтому вполне допустимо, что так называемое латеральное торможение объясняет эффекты контраста и константности. Если интенсивность света, отражаемого окружающим диск кольцом, увеличивается или если увеличивается коэффициент отражения кольца, то такие изменения должны вызвать уменьшение частоты импульсации нейронов, стимулируемых светом от диска. Это должно привести к уменьшению воспринимаемой белизны диска. И наоборот, уменьшение интенсивности стимулирующего света от кольца должно устранять тормозное влияние на восприятие диска и, следовательно, увеличивать воспринимаемую белизну. Таким образом, латеральное торможение, по-видимому, может объяснить одновременный контраст.

Чтобы объяснить константность, мы должны учитывать прямое воздействие изменений световой интенсивности, стимулирующих тормозимую область, в данном случае ретинальное изображение диска. Допустим, что световые интенсивности диска и кольца увеличиваются. Тогда при восприятии диска будет расти тормозной эффект кольца, но с увеличением падающего на диск света будет увеличиваться и возбуждение. Поэтому мы можем предположить, что прямое возбуждающее действие изображения диска и косвенное тормозное действие изображения окружающей области будут более или менее нейтрализовать друг друга. В таком случае это могло быть тем физиологическим механизмом, который объясняет, почему вос-

упрощено. Хелсон считает, что уровень адаптации зависит от всех потенциально релевантных стимулов, каждый из которых приобретает свое значение в соответствии с его вероятным вкладом в общий результат. Предшествующая стимуляция — один из факторов, который влияет на уровень адаптации. Эта теория применима не только к обсуждаемым здесь явлениям, но и к различным феноменам восприятия.

233

приятие нейтрального цвета определяется отношением, почему воспринимаемый цвет остается вполне константным до тех пор, пока остается константным отношение независимо от изменений абсолютной интенсивности света*.

Вполне вероятно, что латеральное торможение при определенных условиях действует на восприятие нейтрального цвета. Например, в конфигурации, изображенной на рис. 11-1.2 (так называемой решетке Германна — Геринга), места пересечения белых полос кажутся более темными, чем остальные части полос (по крайней мере, те места, которые попадают в поле периферического зрения). Белые пересечения окружены белым цветом с четырех сторон, в то время как остальные части белых полос только с двух сторон окружены белым. Поэтому на пересечении происходит большее торможение из-за более по сравнению с другими участками высокой интенсивности окружающего белого. В результате пересечения кажутся более темными. Из этого следует, что если мы смотрим на любую обширную однородно окрашенную область типа белой страницы, то она везде будет казаться достаточно светлой, поскольку здесь нет тормозного воздействия каждой точки на соседние. Торможение обнаруживается лишь в особых условиях, когда его воздействие увеличивается или уменьшается только на одном участке * *.

Если латеральное торможение является основой константности, то частота импульсации в данном участке поля, вероятно, остается более или менее постоянной, независимо от изменений освещенности, поскольку увеличения или уменьшения прямого возбуждения нейтрализуются увеличениями или уменьшениями торможения от соседних участков. В основе этого объяснения лежит положение, что коррелятом нейтрального цвета является эффективная интенсивность стимуляции или уже упоминавшаяся частота импульсации в волокнах.

Таким образом, латеральное торможение делает очевидным отличие гипотезы контраста и константности от гипотезы отношения. В гипотезе латерального торможения утверждается, что восприятие серого цвета определяется абсолютной частотой

* Конечно, необходимо допустить, что тормозные и возбуждающие влияния изменяющегося освещения будут всегда точно дополнять друг из друга. Определенный результат мог бы зависеть от разных факторов, таких, как площади соседних участков, пространственное положение друг относительно друга, абсолютные яркости, уровень фоновой или спонтанной импульсации нейронов, возникающий даже при отсутствии световой стимуляции, и т. д. Следовательно, отклонение от константности и определенные вариации в воспринимаемом нейтральном цвете, рассматриваемом как зависящий от отношения, также могут быть описаны в этой теории.                      •"

** В настоящее время латеральным торможением объясняется обнаруженный Махом феномен: когда на участке с постепенно уменьшающимся (или увеличивающимся) коэффициентом отражения создается резкий переход к уменьшению (или увеличению) этого коэффициента, то возникает ощущение темной (или светлой) линии. Обсуждение этого феномена читатель может найти в работах фон Бекеши³² и Раттлифа³³.

234

Рис 11-22

импульсации волокон в данном участке, но при этом подчеркивается, что эта частота зависит от того, что происходит в соседних участках*. Гипотеза отношения, по мнению Валлаха, означает, что нейронные процессы, лежащие в основе восприятия нейтрального цвета, сами определяются нейронным взаимодействием, вызванным друмя интенсивностями, или, иначе говоря, отношение находится в компетенции высших центров мозга.

Существуют некоторые основания полагать, что объяснение восприятия нейтрального цвета латеральным тормолсением не совсем верно. Когда на совершенно темном фоне рассматривается единичный участок, он никогда не воспринимается как поверхность серого цвета, какой бы слабой ни была интенсивность его света. Он будет казаться светящимся (хотя его видимая светлота будет меняться). Получающееся в этом случае впечатление, конечно, молено истолковать в соответствии с тормолсением, сказав, что в зтом случае никакого торможения единичного участка окружающим темным полем нет. Но все лее возникает вопрос, почему это так, если коррелятом воспринимаемого нейтрального цвета является абсолютная частота воз-булсдения нейронов. Долясна существовать некоторая определенная величина яркости, при которой изолированный участок будет восприниматься как имеющий серый оттенок.

Более того, когда в обычной жизни поверхность рассматривается при различном освещении (или в экспериментах, когда абсолютная интенсивность одной пары смежных участков отличается от интенсивности другой пары, хотя отношения интенсивностей остаются одинаковыми для обеих пар), воспринимаемый оттенок серого может оставаться более или менее

* Ясное и полное представление о роли латерального торможения в восприятии нейтрального цвета mojkho найти в работе Корнсуита³⁴. /

235

постоянным, а различия в светлоте тем не менее будут восприниматься. Как вообще может происходить восприятие различия с точки зрения гипотезы латерального торможения? Если эффективная частота импульсации в данном участке остается благодаря латеральному торможению постоянной независимо от действительных изменений в интенсивности света, то почему наблюдатель вообще может обнаруживать изменение? *.

Относительно недавнее открытие может помочь обнаружить механизм, лежащий в основе восприятия нейтрального цвета. Суть дела в следующем: различие в коэффициентах отражения между двумя участками у разделяющего их контура создает впечатление ахроматических цветов, распространяющихся на оба участка независимо от коэффициентов отражения остающихся частей, даже если они фактически равны друг другу³⁵. Это поясняет рис. 11-23а и е. В части а изображен диск с черным треугольным сектором с узкими светлой и темной зазубринами. Без зазубрин при вращении весь диск выглядел бы светло-серым, поскольку на любом участке сетчатки большой белый и небольшой черный секторы будут чередоваться. Зазубрины создают различие в яркости, но оно распространяется лишь на небольшой участок. Поэтому молено подумать, что мы увидим узкие светлое и темное кольца на светло-сером диске. Однако вместо этого воспринимаемая картина представляет собой однородный светлый диск внутри однородного темного кольца (рис. 11-23 в), хотя вне узких участков с зазубринами нет никаких различий между физическим смешением белого и черного.

При вращении диска зазубрины создают контур, внутренняя сторона которого светлее наружной, т. е. контур, разделяющий светлую и темную области. По еще не вполне понятным причинам цвета, воспринимаемые на основе этого яркостного различия у контура, затем распространяются перцептивной системой на всю поверхность диска. Это значит, что либо яркостное различие у контура является существенной информацией для воспринимаемых оттенков серого всего участка в целом, либо перцептивная система экстраполирует эту информацию и допускает, что она приложима ко всем участкам. Читатель может проверить на себе роль информации у контура, закрыв контур тесемкой или узким кольцом. В этом случае

* Окончательный аргумент связан с воздействием третьего участка, отделенного от данного вторым участком, например с воздействием внешнего кольца, окружающего второе кольцо, на диск внутри (см. рис. 11-56). Внешнее кольцо будет уменьшать тормозной эффект внутреннего кольца на диск. Этот процесс известен как растормаживание. Внешнее кольцо должно понижать частоту нейронного возбуждения во внутреннем кольце, и, следовательно, внутреннее кольцо не должно оказывать на диск сильный тормозной эффект. Следовательно, на рис. 11-5Ь диск должен казаться светлее, чем диск на рис. 11 -5а. Однако на самом деле он кажется темнее. Объяснение этого феномена в соответствии с гипотезой отношения приводится на с. 206 этой главы.

236

⇐ Предыдущая20212223242526272829Следующая ⇒

Поделиться: