Бинокулярное восприятие пространства

Зрительные направления. Законы Уэллса — Геринга

Понятие эгоцентрического и окулоцентрического зрительных направлений

Одной из главных функций зрительного восприятия объекта является определение, что это за объект и где он находится; восприятие пространства обеспечивает адекватное взаимодействие человека со средой. Воспринимая какой-либо объект прямо перед собой, наблюдатель всегда может судить о положении других объектов в поле зрения — располагаются они выше или ниже относительно объекта фиксации, правее или левее. Следовательно, ориентируясь в пространстве, наблюдатель может определять, где располагается объект относительно него. Другими словами, можно сказать, что мы определяем зрительное направление, на котором располагается объект фиксации, а также относительное расположение всех остальных объектов поля зрения.

Зрительное направление определяет позицию объекта в пространстве, и в зависимости от того, относительно чего объект располагается, выделяют эгоцентрическое и окулоцентрическое (ретинальное) зрительные направления. Если точка располагается прямо относительно головы наблюдателя и так называемого эгоцентра, то такое зрительное направление называют эгоцентрическим; если точка располагается прямо относительно фовеальной ямки глаза, то такое зрительное направление называют окулоцентрическим. Далее рассмотрим каждое направление подробнее.

Когда наблюдатель фиксирует взгляд на какой-либо точке пространства, оба глаза получают информацию о разных зрительных расположениях этой точки. Однако наблюдатель получает информацию о единственном направлении точки фиксации в пространстве, так как информация о направлении от обоих глаз объединяется в единое чувство зрительного направления, где располагается точка. Одним из объяснений механизма такого объединения является предположение о том, что суждение о зрительном направлении точки опирается на срединную точку, находящуюся на линии, соединяющей оба глаза. Эта срединная точка называется эгоцеитром (рис. 6.26), следовательно, эгоцентрическая локализация объекта — это расположение объекта в пространстве относительно эгоцентра. Зрительное направление, на котором лежит любая точка пространства и эгоцентр, называют эгоцентрическим зрительным направлением'. Эгоцентрическое направление, на котором лежит точка фиксации и эгоцентр, называют главным эгоцентрическим зрительным направлением.

Рис. 6.26. Главное эгоцентрическое направление (показано пунктиром).

В силу такого расположения эгоцентра иногда в научной литературе его называют «циклопический глаз«^[1][2], по аналогии с древнегреческим Циклопом, у которого был один глаз в центре лба. Такая локализация эгоцентра обусловлена наличием двух глаз. Известно, что эгоцептр может смещаться по оси, на которой он располагается, вследствие различных нарушений бинокулярного зрения. Так, например, у детей, у которых вследствие разного рода травм отсутствует один из глаз, эгоцентр смещен по направлению к оставшемуся глазу^[3].

Интересно, что здоровые двухлетние дети, если их попросить посмотреть на объект через лист бумаги, свернутый в трубочку, сначала приложат эту трубочку как раз в центр между обоих глаз, а уже потом только переместят ее либо к правому, либо к левому глазу. Такое поведение получило название эффект Циклопа. Среди трехлетних детей уже только треть демонстрирует такое поведение, а среди четырехлетних — только один из десяти. Дети ведут себя так, как будто они могут видеть через циклопический глаз, и им необходимо учиться, что при рассматривании объекта через маленькое отверстие необходимо выбирать один из двух глаз^[4].

Одной из фундаментальных проблем психологии восприятия является определение механизма, согласно которому две разных проекции одного и того же объекта на сетчатке сливаются в единый образ этого объекта. Если посмотреть на объект левым глазом, а затем его закрыть и посмотреть на тот же объект правым глазом, то мы увидим, что видение левым глазом отличается от видения правым (рис. 6.27). Но несмотря на то, что оба глаза смотрят на мир немного с разных позиций, мы воспринимаем этот мир единым, и это восприятие соответствует тому, как будто у человека есть средний глаз, обеспечивающий полную картину. Такое единое восприятие объекта двумя глазами называют циклопическим. Циклопическое восприятие — это одиночное видение объекта, основанное на информации, полученной от обоих глаз, и соответствующее восприятию циклопическим глазом.

Наш мозг получает информацию от двух глаз одновременно, и формирование эгоцентрического направления происходит на основании информации о расположении проекции объекта на сетчатке каждого из глаз. Сетчатка глаза, в свою очередь, несет информацию о положении проекции точки относительно фовеальной ямки. Когда в результате вергентных движений глаз наблюдатель фиксирует точку в пространстве, эта точка проецируется в фовеальные ямки сетчаток обоих глаз. Зрительное направление, на котором лежат точка пространства и ее проекция на сетчатке глаза, называют окулоцентрическим (ретинальным) направлением. Направление, на котором лежат точка фиксации и ее проекция в фовеальной ямке, называют главным окулоцентрическим направлением. Любая точка, расположенная не на главном окулоцентрическом направлении, проецируется на сетчатку не в фовеальную ямку, что позволяет выносить суждение о взаимном расположении точек в пространстве относительно точки фиксации (рис. 6.28). О таких точках говорят, что они лежат на разных окулоцентрических направлениях.

Окулоцентрическое зрительное направление — это один из важнейших факторов в определении эгоцентрического зрительного направления, так как зрительная система, приступая к анализу эгоцентрического направления, первоначально анализирует позицию проекции объекта на сетчатке.

Рис. 6.27. Разное видение объекта двумя глазами (а) и циклоническое.

восприятие (б)

Рис. 6.28. Окулоцентрическое зрительное направление:

F — точка фиксации; Р — другая точка в пространстве Связь эгоцентрического и окуломоторного зрительных направлений можно проиллюстрировать с помощью демонстрации Уэллса, американского ученого XVIII в., первого, кто описал правила зрительных направлений. Для этого необходимо взять небольшой лист бумаги, например размера стандартной игральной карты, и нарисовать на нем две линии так, чтобы они совпадали с главными окулоцентрическими направлениями обоих глаз при фиксации взгляда в центре противоположного края листа. Причем правую линию необходимо нарисовать зеленым цветом, а левую — красным. В этом случае наблюдатель будет видеть одну линию, исходящую примерно из области переносицы к точке фиксации, и эта линия будет частично зеленой и частично красной попеременно (рис. 6.29).

Рис. 6.29. Демонстрация Уэллсом бинокулярных зрительных направлений Окулоцентрическое и эгоцентрическое зрительные направления могут как совпадать, так и не совпадать друг с другом (рис. 6.30). На рис. 6.30, а точка F располагается прямо перед правым глазом и, так как глаза сконвергированы на этой точке, проецируется в фовеальную ямку каждого глаза. При этом эгоцентрическое направление не совпадает с окулоцентрическим, и для наблюдателя точка F находится прямо перед глазами, но справа относительно эгоцентра.

На рис. 6.30, 6 наблюдатель смотрит вдаль и его глаза сконвертированы на бесконечность, при этом ближняя точка, А видится в направлении «прямо перед собой», но окулоцентрические направления как правого, так и левого глаза не совпадают: для окулоцентрического направления правого глаза точка, А находится левее, для зрительного направления левого глаза — правее. Единственным случаем, когда оба направления совпадают, является ситуация расположения точки фиксации прямо перед наблюдателем: тогда точка /''находится на зрительном направлении и «прямо перед собой», и «прямо перед глазами», и ее проекция попадает прямо в фовеальную ямку обоих глаз (как это показано на рис. 6.28).

Рис. 630. Эгоцентрическое и окулоцентрическое зрительные направления:

а — точка /'находится прямо перед глазом, но справа относительно эгоцентрического направления; б — глаза скоивергировапы на бесконечности, ближний объект, А находится прямо перед наблюдателем согласно эгоцентрическому направлению, но справа или слева относительно окулоцентрических направлений (в зависимости от глаза); F — точка фиксации; / — фовеальная ямка; А — некоторая точка в пространстве.

• [1] В англоязычной литературе эгоцентрическое направление синонимично называютheadcentric, что дословно можно перевести как «центрированный на голове».
• [2] Впервые термин «циклопический глаз» появился в работах ученых XIX в. Г. фон Гельмгольца и Э. фон Геринга, в дальнейшем концепция циклопического восприятия была разработана Белой Юлешом (1928—2003) (в английской транскрипции — Бела Джулез), венгеро-американским ученым, изобретателем случайно-точечных стереограмм.
• [3] Moidell В., Steinbach M.J., Опо II. Egocenter location in children enucleated at an earlyage // Investigative Ophthalmology & Visual Science. 1988. Vol. 29 (8). P. 1348—1351.
• [4] Howard I. Р., Rogers B.J. Binocular vision and stereopsis. N. Y.: Oxford University Press, 1995.