СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2012, том 26, № 2, с. 124-132
_ ЗРИТЕЛЬНАЯ _
СИСТЕМА
ДК 612.821
ИЛЛЮЗИЯ ЖЕЗЛА И РАМКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ НИМИ
© 2012 г. В. М. Бондарко, Л. А. Семенов
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 6, E-mail: vmbond@gmail.com
Поступила в редакцию 14.12.2011 г.
В психофизических исследованиях изучали влияние квадратной рамки или ее сторон на оценку ориентации вписанного в центр рамки жезла (отрезка линии). Ориентацию жезла сравнивали с ориентацией линии, которая была наклонена на 30 или 87° по отношению к горизонтали. Разница между ориентациями линии и близких с ней по наклону двух противоположных сторон рамки составляла ±15°. Длина жезла была равна 1.2, 1.8 или 3.6 угл.град, стороны рамки превосходили жезл по длине в 1.2-3.2 раза. Меняли расстояние между краями жезла и рамки и их размер. Вне зависимости от размера максимальное искажение на 1-6° в оценке ориентации жезла было получено при ближайшем расположении жезла: жезл казался повернутым к близким по наклону сторонам рамки. Затем с увеличением расстояния иллюзия уменьшалась. По усредненным данным 53 наблюдателей иллюзия исчезала на расстоянии, в 1.4 раза превышающем длину жезла. Сравниваются механизмы иллюзий наклона и жезла и рамки.
Ключевые слова: ориентация линий, иллюзия жезла и рамки, иллюзия наклона, взаимодействие между контурами.
ВВЕДЕНИЕ
Первоначально искажения в оценке ориентации жезла или отрезка линии из-за присутствия окружающей наклоненной рамки были описаны в случае вертикального жезла как углы отклонения от вертикали (рис. 1, а). Наблюдателей просили повернуть линию так, чтобы она казалась вертикальной. В стандартном тесте используют рамку с наклоном 28° (Asch, Witkin, 1948; Witkin, Asch, 1948). В этом случае вертикальная линия кажется наклоненной к рамке (на рис. 1, а линия кажется отклоненной от вертикали по часовой стрелке). Чтобы линия казалась вертикальной, ее надо повернуть в противоположную сторону от рамки, наблюдается так называемый прямой эффект (direct effect), описанный Гибсоном и Раднером (Gibson, 1937; Gibson, Radner, 1937) при изучении иллюзии наклона (Бондарко, Семенов, 2011).
Природа этого явления не полностью понятна до сих пор. Но накопленные данные позволяют высказать некоторые предположения. Возникновение иллюзии жезла и рамки многие исследователи связывают не только со зрением, но при больших размерах рамки и с функционировани-
ем вестибулярного аппарата (Goodenough et al., 1985). Кажется возможным, что рамка влияет на оценку положения тела в пространстве (Ebenholtz, Benzschawel, 1977). В работе (Ebenholtz, Callan, 1980) было показано, что большие по размеру рамки при том же размере жезла индуцируют более значительную иллюзию (до 8°). Кроме того, при малом размере рамки иллюзия зависит от разницы в повороте рамки относительно жезла, может наблюдаться и обратный эффект - жезл кажется повернутым в противоположную сторону по отношению к рамке (Wenderoth, Beh, 1977).
В более поздних исследованиях большое внимание было уделено вкладу локальных и глобальных механизмов в иллюзию (Wenderoth, Johnstone, 1987; Spinelli et al., 1995). Предполагается, что при малых расстояниях до рамки больший вклад должны вносить локальные механизмы и в этом случае иллюзия жезла и рамки сродни иллюзии наклона. При больших расстояниях между рамкой и жезлом на восприятие влияют глобальные механизмы. В упомянутых выше исследованиях, как правило, брали только два расстояния до рамки. В результате было обнаружено, что иллюзия
а б
Рис. 1. Примеры иллюзии жезла и рамки и изображений, предъявляемых в экспериментах.
а - пример иллюзии жезла и рамки. Вертикальная линия (жезл) внутри рамки большинству наблюдателей кажется наклоненной в сторону рамки (по часовой стрелке относительно вертикали); б, в, г - стимулы, предъявляемые в экспериментах. Ориентация линий везде 30°; б - ориентация рамки 15°, линия в ней кажется повернутой к рамке - против часовой стрелки по отношению к линии, расположенной справа; в - ориентация рамки 45°, линия в ней кажется повернутой по часовой стрелке по отношению к правой линии; г - линия окружена двумя параллельными линиями с ориентацией 45°, она также кажется повернутой по часовой стрелке по отношению к одиночной линии, показанной на в слева.
сильнее для малых расстояний до рамки (БртеШ ег а1., 1995; Zoccolotii ег а1., 1993).
Естественно предположить, что при достаточно большом расстоянии до рамки ее присутствие не должно сказываться на оценке ориентации жезла. Несмотря на кажущуюся очевидность этого утверждения, экспериментально оно не было проверено. С нашей точки зрения, установление зависимости иллюзии от расстояния может являться ключевым моментом для описания иллюзии и связи ее с иллюзией наклона, поскольку даст возможность определить расстояния, на которых происходят взаимодействия между контурами в задаче оценки ориентации. Чтобы выявить эту зависимость в настоящей работе иллюзия наклона жезла из-за присутствия рамки была исследована с привлечением большой группы наблюдателей и большим набором расстояний в нескольких экспериментах.
МЕТОДИКА
Были проведены три различных эксперимента. В первом эксперименте наблюдателей (53 человека) просили установить линию, появляющуюся
в центре рамки или без рамки слева на экране, параллельно изолированной линии, предъявляемой одновременно с ней справа на экране монитора (рис. 1, б, в). Длина левой линии была равна 3.6, правой - 4.5 см. Линии были сдвинуты по вертикали относительно друг друга в среднем на 2 см и имели разную длину для того, чтобы наблюдатель не мог оценивать правильность формы параллелограмма, мысленно соединяя концы линий. По горизонтали расстояние между линиями и центром экрана было в среднем равно 6 см. Использовали две ориентации правой линии (30 и 87°) и четыре ориентации рамок, отличающиеся от ориентации линий на ±15°. Такая разница в ориентациях была выбрана на основании данных Зоколоти с соавторами ^оссо1оШ ег а1., 1993), поскольку при ней возникала максимальная иллюзия у большинства наблюдателей. (Мы специально не использовали вертикаль 90° из-за вероятного влияния окружающих объектов на оценку ориентации линии и возможного участия вестибулярного аппарата в этом процессе.) Ближайшие расстояния между рамкой и краями линий менялись случайным образом от 0.4 до 3.8 см
с шагом 0.85 см. Длины сторон квадратных рамок при этом были равны 4.4, 6.2, 8.0, 9.8 и 11.6 см, ширина сторон 2 пикселя. Время предъявления было неограниченным. Первоначально ориентация тестовой линии отличалась на ±10° от ориентации правой линии. Наблюдатель нажимал на одну из двух стрелок-клавиш на клавиатуре, после нажатия одной клавиши линия поворачивалась на 1° по часовой, при нажатии другой - против часовой стрелки. Когда наблюдатель считал, что линии стали параллельными, он нажимал на клавишу "Ввод" ("Enter"). Появлялись две новые линии с другой рамкой. Центры изображений смещались случайным образом на ±20 пикселей по вертикали и горизонтали относительно указанных выше двух и шести сантиметров. Величину иллюзии оценивали как разницу между выставляемыми углами для изолированной линии и линиями в рамке. Расстояние до экрана было равно 57 см. При таком расстоянии 1см равен 1 угл. град. С каждым наблюдателем было проведено по одному эксперименту с однократным предъявлением всех стимулов в случайном порядке: два наклона линий, четыре наклона рамок, пять расстояний до них и две одиночные изолированные линии.
Во втором эксперименте использовали ту же самую процедуру, но исследования были проведены только на трех наблюдателях ВБ, НТ и ДБ с нормальным зрением и с трех разных расстояний до экрана монитора 57, 115 и 170 см. Наблюдатель ДБ впервые принимал участие в психофизических экспериментах. Размеры тестовых левых линий, у которых менялась ориентация, при выбранных расстояниях были равны 3.6, 1.8 и 1.2 угл. град соответственно. С наблюдателями было проведено по десять опытов на каждом расстоянии. Дальнейшее продолжение испытаний было прекращено из-за наметившегося обучения: при сравнении суммарных данных по первым и вторым пяти экспериментам иллюзия у всех наблюдателей существенно уменьшилась.
В третьем эксперименте приняли участие те же три наблюдателя. Вместо окружающей рамки на разных равных расстояниях от референтной линии с ориентацией в 30° и длиной 1.2 угл. град. на экране монитора предъявляли две окружающие ее параллельные линии с ориентацией 15 или 45° и длиной 3 угл. град (рис. 1, г). Расстояния между центрами референтной и добавочных линий составляли 0.6-5.2 угл. град, шаг изменения расстояний - 0.9 угл. град. Затем через 1 с на экране появлялась одиночная тестовая линия, ориентация которой менялась случайным образом от 27 до 33° с шагом 1°. Наблюдатель должен был сравнивать
наклоны референтной и тестовой линий в каждой паре последовательно предъявленных стимулов. Он должен был указать, наклонена ли тестовая линия относительно референтной по часовой или против часовой стрелки. Использовали методику вынужденного выбора, ответ "не знаю" был запрещен. Для ответа наблюдатель нажимал на одну из двух противоположных клавиш-стрелок на клавиатуре. Ориентацию добавочных линий 15 или 45° и расстояния между ними меняли случайным образом. Время предъявления изображений было равно 500 мс. Расположение тестовой и референтной линий на экране варьировалось случайным образом в пределах 20 пикселов вверх-вниз и справа налево относительно центра экрана. Ритм предъявления пары последовательно появляющихся изображений задавал сам наблюдатель, но после предыдущего предъявления проходило не менее 1 с. С каждым наблюдателем было проведено по 50 опытов, обучения в таком виде эксперимента не было отмечено. Расстояние до экрана монитора в этом эксперименте равно 57 см.
Изображения были синтезированы на компьютере 1ВМ-486 со стандартным цветным дисплеем СТХ. Характеристики дисплея: 17 дюймов по диагонали, шаг апертуры решетки 0.27 мм. Дисплей использовали при разрешении экрана 1024^768 пикселов и частоте смены кадров 100 гц. Я
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.