Восприятие пространства. 
Ощущения и восприятие

Напомним, что под восприятием пространства понимается восприятие и оценка человеком объемности (пространственности) окружающего мира, а также таких пространственных характеристик находящихся в нем предметов и явлений, как величина, форма, место расположения в пространстве, высота, ширина и глубина. Проблема восприятия пространства давно привлекает к себе внимание ученых, однако экспериментальные, психологические исследования в этой области активизировались лишь во второй половине XIX и в начале XX в. За время проведения соответствующих исследований было накоплено огромное количество сведений о восприятии человеком пространства. Многие из них легли в основу современных теорий пространственного восприятия, другие до сих пор не осмыслены до конца.

Точки зрения ученых по вопросу о механизмах восприятия человеком пространства разделились уже тогда, когда они только что приступили к его изучению. Одни ученые изначально придерживались пативистской теории восприятия пространства, другие — опытной или когнитивной теории восприятия пространства. Основной тезис сторонников нативизма заключался в том, что восприятие пространства и его механизмы являются у человека врожденными. Утверждая данную точку зрения, се сторонники имели в виду не врожденность идеи пространства в духе априоризма (изначального присутствия данной идеи и всего, что связано с ней, в разуме человека, как это утверждал, например, известный немецкий философ И. Кант), а механизмов восприятия пространства. В соответствующей теории доказывалось, что восприятие пространства имеет первичный, исходный, не производный характер по отношению к чувственному восприятию окружающей действительности, т. е. по отношению к механизмам восприятия других свойств окружающих предметов и явлений, которые формируются и развиваются в процессе жизни человека.

Главное положение сторонников опытной или когнитивной теории восприятия пространства заключается в следующем. В данной теории утверждается, что восприятие пространства, особенно его третьего измерения — глубины — является продуктом прижизненного развития психических функций человека, приобретения им соответствующего жизненного опыта, благодаря которому человек научается правильно воспринимать пространство (предполагалось, что с рождения соответствующая способность у человека отсутствует).

В доказательство правильности своей теории нативисты приводили аргументы, согласно которым до сих пор еще никому и никогда не удалось констатировать наличие у взрослых людей и даже младенцев абсолютно непространственного восприятия. Каждое чувственное, пространственное качество — форма, величина, глубина, место расположения в пространстве — с самого начала, практически с рождения, воспринимается человеком без специального обучения, а соответствующие пространственные свойства предметов в восприятии людей изначально выступают как принадлежащие предметам, расположенным в пространстве.

Основной контраргумент «опытников», или «когнитивистов», состоял в том, что восприятие пространства развивается, совершенствуется в процессе жизни человека. Оценки форм, величин, расстояний, глубин, мест расположения предметов в пространстве и ряда других пространственных свойств у детей являются еще несовершенными и намного менее точными, чем у взрослых людей. Кроме того, взрослые люди в зависимости от их жизненного опыта и профессии по-разному могут воспринимать и оценивать пространство.

Сравнение этих двух точек зрений на восприятие человеком пространства показывает, что каждая из них имеет весомые аргументы в свою пользу, и в связи с этим каждая из них хотя бы частично может быть признана правильной. Поиск истинного положения дел в обсуждаемом вопросе привел, в конечном счете, к компромиссу между этими двумя крайними и, на первый взгляд, несовместимыми теориями. Было, в частности, констатировано, что элементарные способности к восприятию человеком пространства действительно имеются у него с рождения и, по-видимому, генетически заложены в программе его физического и психического развития. Однако данная программа в ее исходном, врожденном варианте еще несовершенна и, к тому же, может начать полноценно действовать лишь при определенных условиях жизни человека — когда он приобретает богатый и разнообразный опыт практического восприятия пространства. Кроме того, данная программа содержит возможность прижизненного улучшения качества восприятия человеком пространства.

И «нативисты», и «опытники» в настоящее время признают, что тот факт, что мир воспринимается человеком как определенным образом организованный и представленный в трехмерном пространстве, как более или менее стабильный, является результатом эволюционного развития зрительной системы человека и его культуры. Вместе с тем, конкретное понимание того, как именно осуществляется восприятие человеком мира в трехмерном измерении, до сих пор представляет серьезную и до конца не разрешенную научную проблему. Непростыми для ответов представляются, в частности, следующие два вопроса, связанных с восприятием пространства.

• 1. Каким образом человек может воспринимать трехмерное пространство и судить о нем, если всю информацию об окружающем мире он получает лишь в «двухмерном» ее исполнении (все изображения на сетчатке глаз являются плоскостными или двухмерными)?
• 2. Каким образом зрительная система превращает двухмерные изображения, с которыми она имеет дело в начальный момент восприятия пространства, в трехмерные образы окружающих предметов и явлений, складывающиеся, в конечном счете, в сознании человека?

Частично ответы на эти вопросы можно получить, изучая характер сенсорной стимуляции сетчатки глаза и порождаемые этой стимуляцией ощущения. Одни поверхности мы, например, видим как более яркие, чем другие; проекции разных предметов занимают различные по величине участки сетчатки глаза и воспринимаются по-разному (некоторые объекты воспринимаются полностью, другие частично, потому что заслонены другими объектами в поле зрения). Само ретинальное (сетчаточное) изображение несет большую информацию и многочисленные признаки, в какой-то мере позволяющие нам воспринимать пространство в трех измерениях. Некоторые из этих признаков могут восприниматься одним глазом, а для восприятия других требуется бинокулярное зрение или совместная работа двух глаз.

Пространственные признаки, которые могут восприниматься одним глазом, называются монокулярными, а признаки, которые воспринимаются и оцениваются обоими глазами, носят название бинокулярных. Составляющие пространственного восприятия определяются по своим законам, и в них используются специфические, свойственные только им признаки и механизмы. Рассмотрим вначале монокулярные признаки, которые позволяют нам правильно воспринимать пространство.

Восприятие неподвижных сцен, фотографий и иллюстраций, также как восприятие произведений живописи и графики, основано на статичных, монокулярных признаках, которые принято называть пикторальными или картинными. Они передают глубину и расстояние художественноизобразительными или графическими средствами, создают иллюзию объемности того, что изображено на плоскости, например, на объемном рисунке, трехмерном графике, картине или фотографии.

Один из монокулярных признаков, позволяющий нам воспринимать взаимное расположение предметов в глубину, называется интерпозицией или частичным загораживанием (маскировкой, перекрыванием) одного объекта другим. Если некоторый предмет на плоскостной картине частично перекрывается другим предметом, то наблюдатель воспринимает перекрытый предмет как находящийся на большем расстоянии от него, чем полностью видимый предмет. С помощью данного монокулярного признака оценивается взаимное расположение предметов в глубину пространства не только на картинах, но и в реальной жизни.

Однако интерпозиция не позволяет точно определять расстояние до воспринимаемых предметов в глубину, она лишь свидетельствует об их расположении па разных расстояниях друг от друга. Еще один монокулярный признак глубины — воздушная перспектива. Этот признак заключается в том, что предметы, находящиеся от нас на разных, как правило, достаточно больших расстояниях, воспринимаются как более или менее четко видимые. Рассматривая в реальной жизни какой-либо пейзаж, мы менее четко видим предметы, которые удалены от нас, чем те, которые находятся поблизости.

Данный монокулярный признак восприятия глубины или третьего измерения пространства является следствием влияния на восприятие света мельчайших частиц, содержащихся в атмосфере. Поскольку свет, который отражается от более удаленных предметов, проходит более длинный путь в атмосфере, чем свет, который отражается от предметов, расположенных ближе к наблюдателю, то более удаленные предметы воспринимаются менее четко, чем близко расположенные, и чем дальше они находятся от человека, тем сильнее проявляется эффект наличия своеобразной дымки. Кроме того, предметы, расположенные дальше от нас, менее резко контрастируют с фоном, чем предметы, расположенные близко, гак как воздушная перспектива уменьшает контраст изображения. Воздушная перспектива существует и в реальной жизни, и на фотографиях. Она же часто используется художниками для представления на картинах глубины изображаемого пространства.

Монокулярное чередование света и тени также может использоваться для восприятия и оценки глубины. К примеру, трехмерный объект, освещаемый от источника света, расположенного в определенном месте пространства, видится нам освещенным неравномерно. Чем ближе к данному источнику находится его поверхность, тем лучше она освещается, и наоборот. Поэтому взаимное расположение относительно друг друга затененных и освещенных частей воспринимаемого предмета дает нам ясное представление о его форме и ряде других пространственных характеристик. Характер распределения света и тени на объекте, кроме того, способствует восприятию свойств его поверхности (фактуры поверхности).

Еще одно явление, используемое при монокулярном восприятии пространства, получило название элевация. Это явление проявляется в том, что, когда мы смотрим вдаль, в свободное пространство, линия горизонта, как правило, располагается в поле зрения выше, чем передний план воспринимаемой нами картины. Соответственно, если в поле зрения наблюдателя на разной высоте оказываются два объекта, и ему кажется, что оба они лежат ниже линии горизонта, как более удаленный будет восприниматься объект, который располагается выше в поле зрения.

На монокулярное восприятие пространства оказывает влияние и линейная перспектива. Она предполагает постепенное уменьшение видимой величины предметов по мере их удаления от наблюдателя. Пользуясь линейной перспективой и соотнося между собой видимые размеры разных объектов, наблюдатель может судить о том, какова относительная удаленность этих объектов, а также — приблизительно — о расстоянии до соответствующих объектов.

Когда величина воспринимаемого объекта заранее известна наблюдателю, то восприятие и оценка степени его удаленности опираются на соотношение видимого размера данного предмета с его действительной величиной. Если данный объект располагается близко от наблюдателя, то его видимый размер, соответственно, увеличивается, и, наоборот, при удалении воспринимаемого объекта от человека его видимый размер уменьшается. Зная эту закономерность, человек научается более или менее точно определять расстояние до воспринимаемого предмета по его видимой величине. Особенно хорошо развитой данная способность становится у людей, которым по роду деятельности часто приходится оценивать расстояние до близко расположенных или удаленных от них предметов: геологов, географов, мореплавателей, летчиков, охотников, путешественников и других.

Для оценки глубины или расстояния до воспринимаемых объектов может быть использован и градиент текстуры, т. е. характер поверхности воспринимаемых объектов. Известно, что чем дальше от наблюдателя расположен воспринимаемый им объект, тем меньше деталей на сто поверхности он различает. Следовательно, по признаку градиента текстуры можно судить о некоторых пространственных характеристиках монокулярно воспринимаемых объектов. Постепенное изменение величины, формы или пространственного расположения отдельных элементов поверхности, образующей градиент структуры, дает нам информацию об удаленности от нас соответствующих объектов или их частей.

На восприятие удаленности может оказывать влияние и количество деталей, различимых человеком в воспринимаемом объекте: чем ближе от нас находится данный объект, тем больше деталей мы можем в нем различить.

Установлено, что восприятию глубины также способствуют некоторые монокулярные источники информации о движении. К ним, в частности, относится монокулярный параллакс движения. Дадим ему определение и рассмотрим соответствующие признаки^[1].

Монокулярный параллакс движения — это изменение во взаимном расположении сетчаточных изображений воспринимаемых объектов, лежащих на разном удалении от наблюдателя, вызванное перемещением наблюдателя в пространстве и (или) поворотом его головы. Когда наблюдатель фиксирует взор на какой-либо точке пространства, находящейся в поле его зрения, а туловище и голова совершают движения (пусть даже незначительные), то ему начинает казаться, что объекты, лежащие ближе точки фиксации взора, перемещаются быстрее, чем более удаленные объекты. Другими словами, наблюдателю кажется, что близко к нему расположенные предметы перемещаются быстрее, чем удаленные. Монокулярный параллакс движения проявляется и тогда, когда голова и тело наблюдателя относительно неподвижны, а окружающие объекты перемещаются относительно его.

Схематически монокулярный параллакс движения представлен на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Параллакс движения.

Рис. 2.13. Конвергенция и дивергенция глаз.

На данном рисунке представлено кажущееся перемещение окружающих объектов, когда наблюдатель смотрит на них, например, из окна движущегося автомобиля. Если автомобиль едет влево, то наблюдателю, фиксирующему свой взгляд в точке а, кажется, что предметы, расположенные ближе точки фиксации взора, перемещаются вправо, в направлении, противоположном его движению, а объекты, расположенные позади точки фиксации взгляда, перемещаются влево, т. е. в том же направлении, что и он сам. Кроме того, объекты, расположенные на разных расстояниях от точки фиксации взгляда, будут, соответственно, казаться перемещающимися в пространстве с различной скоростью.

Восприятие места расположения предмета в пространстве или направления, в котором от нас расположен воспринимаемый предмет, зависит от двух моментов: от места размещения изображения данного предмета на сетчатке глаза (при условии, что глаз неподвижен, а взор человека направлен вдоль главной зрительной оси, т. е. прямо перед собой) и от угла поворота глаз и головы человека относительно главной зрительной оси (при условии, что изображение воспринимаемого предмета располагается непосредственно в центре сетчатки).

Обсудим теперь бинокулярные признаки^[2] восприятия и оценки пространства.

При бинокулярном восприятии расстояния или глубины используются конвергенция или дивергенция глаз, которые представляют собой, соответственно, схождение или расхождение зрительных осей относительно друг друга при фиксации взора на некотором объекте.

Схема, иллюстрирующая конвергенцию и дивергенцию глаз, представлена на рис. 2.13.

Вариант а на рис. 2.13 указывает на схождение зрительных осей правого и левого глаз при восприятии близко расположенных объектов, а вариант б — на расхождение зрительных осей при восприятии далеко расположенных объектов.

Поскольку конвергенция и дивергенция контролируются глазодвигательными мышцами, степень их сокращения или расслабления может служить признаком глубины или удаленности воспринимаемых предметов: чем ближе от человека находится воспринимаемый объект, тем более сокращены или напряжены его глазодвигательные мышцы, и наоборот. Однако, как и аккомодация', конвергенция и дивергенция в качестве признаков оценивания удаленности полезны, когда речь идет об объектах, расположенных сравнительно недалеко от наблюдателя.

Бинокулярная диспаратность выступает в качестве следующего бинокулярного признака оценки пространства. Она представляет собой разницу между двумя изображениями одного и того же объемного предмета на сетчатках правого и левого глаза.

Способность зрительной системы использовать информацию, являющуюся следствием бинокулярной диспаратности, для определения того, насколько больше один объект удален от наблюдателя, чем другой, поражает. По некоторым данным, возможна идентификация такой разницы в удаленности двух объектов, которая соответствует сетчаточной диспаратности, равной 1 мк (микрон — 0,001 мм). Иными словами, человек зрительно обнаруживает равную всего лишь одному микрону разницу в положении изображения одного и того же объекта на сетчатках левого и правого глаза. Если учесть, что ширина колбочек центральной ямки сетчатки глаза колеблется в пределах от 0,003 мм до 0,08 мм, то это означает, что зрительная система может обнаруживать диспаратность сетчаточных изображений, которая меньше диаметра большинства фоторецепторов сетчатки. Благодаря чрезвычайной чувствительности зрительной системы даже к незначительной информации о бинокулярной диспаратности, стереоскопическое зрение позволяет человеку обнаруживать мельчайшие отличия изображений, которые на первый взгляд кажутся идентичными.

Стереоскопическое бинокулярное зрение может быть использовано, например, для выявления фальшивых купюр. Допустим, что один глаз человека воспринимает подлинную, а другой — фальшивую купюру. Если на оба глаза попадают изображения настоящих купюр, то между ними не будет никакой диспаратности, и произойдет их полное слияние в одно изображение. Но, если один глаз видит фальшивую купюру, пусть даже мастерски изготовленную, а второй — подлинную, то диспаратность немедленно заявит о себе и выявит их незначительное отличие друг от друга, поскольку полного совпадения визуальных образов в этом случае не произойдет.^[3]

На рисунке 2.14 представлен пример диспаратного бинокулярного восприятия клина. Изображения одного и того же объекта — в данном случае клина — на сетчатках левого (а) и правого (б) глаз различные. Благодаря этому клин видится как объемный предмет, с разных сторон.

Рис. 2.14. Диспаратное бинокулярное восприятие клина.

Следующий бинокулярный механизм восприятия пространства — это использование корреспондирующих точек сетчаток глаз. Участки (точки) сетчатки, идентичные для обоих глаз, называются корреспондирующими участками (точками) сетчаток. Образы объектов, на которых взгляд человека не фиксируется, но которые находятся примерно на том же расстоянии от наблюдателя, что и воспринимаемый им объект, будут проецироваться на идентичные или корреспондирующие точки обеих сетчаток. Эти образы, соответственно, в восприятии человека будут как бы «слиты» друг с другом, соединены в единый образ.

Диспаратность изображений предметов, проецируемых на сетчатки обоих глаз, лежит в основе стереоскопического или объемного зрения. При предъявлении каждому глазу незначительно отличающихся друг от друга плоскостных изображений одного и того же объекта у человека автоматически возникает впечатление его объемности.

Этот вывод подтверждается следующим опытом. Когда диспаратные картины, объединенные в пары надлежащим образом, рассматриваются через специальный прибор стереоскоп — аппарат, подающий на правый и левый глаз отличающиеся друг от друга изображения одного и того же объекта, то оба изображения соединяются в одно, и наблюдатель видит не два разных плоскостных изображения, а единую объемную картину, т. е. у него создается впечатление объемности воспринимаемого объекта.

Как правило, зрительное восприятие близлежащих объектов требует большей конвергенции глаз и, соответственно, приводит к большей диспаратности отображений этих объектов на сетчатках глаз. Следовательно, чем ближе к наблюдателю расположен воспринимаемый объект, тем сильнее проявляется сгереоскопический эффект глубины. Напротив, на удаленном объекте глаза практически не конвергируют, и его изображения на сетчатках правого и левого глаза оказываются идентичными. Вследствие этого бинокулярная диспаратность в этих условиях или вовсе отсутствует, или выражена слабо. Таким образом, чем больше расстояние до воспринимаемого объекта, тем меньше бинокулярная диспаратность, и тем менее объемными представляются человеку предметы, воспринимаемые им на большом расстоянии.

Физиологической основой стереоскопического зрения являются обнаруженные у многих млекопитающих, включая человека, нервные клетки, избирательно реагирующие на бинокулярную диспаратность. Существуют нейроны, слабо реагирующие на монокулярную стимуляцию, но активные по отношению к стимуляции, в результате которой возникают отличные друг от друга ретинальные изображения (бинокулярная диспаратность). Эти клетки получили название детекторов диспаратности. Существуют как минимум три класса нервных клеток, обрабатывающих бинокулярную информацию о глубине:

• а) клетки, избирательно настроенные на плоскость фиксации взора;
• б) клетки, стимулируемые раздражителями, лежащими перед плоскостью фиксации взора, но подавляемые раздражителями, находящимися за ней;
• в) клетки, активизируемые стимулами, лежащими за плоскостью фиксации, но тормозимые раздражителями, находящимися перед ней.

Особое место в понимании механизмов восприятия пространства занимает восприятие человеком формы предметов. Установлено, что эго очень сложный, комплексный вид восприятия, который невозможно исчерпывающим образом объяснить действием одного — двух механизмов монокулярного или бинокулярного зрения. Установлено, что в восприятии формы предметов принимают участие три группы факторов.

• 1. Генетически заложенная способность некоторых нервных клеток головного мозга, в частности коры головного мозга, избирательно реагировать на простейшие элементы изображений, имеющих определенную насыщенность (выделяемых из фона), ориентацию, конфигурацию и длину. Такие нейроны называются нейронами — детекторами формы. Они собирают информацию с определенной части пространства и конкретной совокупности рецепторов, т. е. имеют специфические, характерные для них рецептивные поляК Благодаря свойствам своих рецептивных полей они выделяют в зрительном поле определенные элементы, например, линии конкретной длины, ширины и наклона, острые углы, контрастные места в воспринимаемых предметах, изломы и многое другое, что нередко встречается в формах соответствующих предметов.
• 2. Законы образования фигур, форм и контуров. В соответствии с этими законами, например, законами гештальта, которые были представлены в одном из предыдущих параграфов главы, могут складываться известные, сравнительно простые фигуры, формы и контуры предметов. Примерами действия законов гештальта являются феномены восприятия следующих плоскостных изображений (фигур) как целостных.^[4]

Фигура 1. Данная фигура (рис. 2.15) воспринимается человеком как три вертикальные линии и треугольник, а не как две вертикальные, зеркально соединенные друг с другом буквы «И». В этом примере действует закон непрерывности и «хорошего» продолжения линии.

Рис. 2.15.

Фигура 2. Эта фигура (рис. 2.16) воспринимается как треугольник, хотя на самом деле она представляет собой три отдельных угла. При ее восприятии действует закон, который называется законом завершения фигуры или законом целостности восприятия.

Рис. 2.16.

Фигура 3. Данная фигура (рис. 2.17) обычно воспринимается как три пары скобок, в то время как фигура 4 (рис. 2.18), состоящая из таких же скобок, воспринимается как три квадрата. Здесь восприятие определяется законом гештальта, который носит название «закон близости».

Рис. 2.17.

Рис. 2.18.

3. Жизненный осязательный опыт человека, получаемый за счет передвижения рук (пальцев рук) по контурам и поверхностям воспринимаемых предметов, а также перемещения самого человека или частей его тела в пространстве. Опыт подсказывает человеку гипотетическую (предполагаемую) форму воспринимаемого объекта, если, конечно, человек с ней в прошлом уже встречался.

По-разному, с помощью различных механизмов воспринимаются человеком пространственные характеристики больших и малых по величине объектов: тех, изображения которых помещаются или не помещаются на поверхности сетчатки глаза. Точно так же различны и механизмы восприятия пространства в зависимости от того, неподвижны или движутся человек, его глаза, руки, голова, туловище в момент восприятия относительно воспринимаемых объектов.

Восприятие величины различных объектов зависит от того, каковы параметры изображений соответствующих объектов на сетчатках глаз. Если человек не в состоянии правильно воспринять и точно оценить расстояние до воспринимаемых им объектов, то те из них, которые находятся относительно далеко и, следовательно, образуют на сетчатках сравнительно небольшие изображения, воспринимаются человеком как маленькие, хотя в действительности они могут оказаться большими по своему размеру. Те объекты, изображения которых на сетчатках глаз увеличивается, также субъективно воспринимаются как возрастающие по величине, хотя реально увеличение их размеров может не происходить.

Однако если человек в состоянии правильно оценить расстояние до воспринимаемого им объекта, то на восприятие величины будет воздействовать рассмотренный ранее феномен константности восприятия, в соответствии с которым видимая величина воспринимаемого объекта мало изменяется при сравнительно небольших вариациях расстояний до данного объекта, или же не меняется вовсе (при малых вариациях расстояния от человека до данного объекта). То же происходит в случае, когда человеку заранее известно, что воспринимаемый им объект не меняется, а изменяется лишь его изображение на сетчатке глаза.

В восприятии величины предметов принимают участие мышцы глаз и рук (в том случае, когда с помощью рук человек имеет возможность изучать (ощупывать) воспринимаемый им предмет), ряда других частей его тела. Чем больше сокращаются или расслабляются мышцы, участвующие в движениях, с помощью которых изучается и оценивается воспринимаемый объект по размеру, тем большим кажется человеку воспринимаемый им объект. Следовательно, восприятие величины соотносится со степенью сокращения или расслабления мышц, управляющих движениями изучающих данный объект глаз, рук, головы, других частей тела.

Сокращения или расслабления мышц также участвуют в восприятии и оценке глубины или расстояния до воспринимаемых объектов. При восприятии близко расположенных от человека объектов зрительные оси правого и левого глаза (воображаемые прямые линии, проходящие через центр сетчатки перпендикулярно воспринимаемой плоскости) сходятся на соответствующем объекте (упомянутое выше явление зрительной конвергенции), а при восприятии далеко расположенных объектов, напротив, расходятся (феномен зрительной дивергенции). Изменение состояния глазодвигательных мышц в процессе конвергенции или дивергенции глаз является одним из оснований для правильной зрительной оценки глубины или расстояния до воспринимаемых предметов.

Точной оценке глубины с помощью зрения кроме глазодвигательных мышц способствует также аккомодация глаз. Мозг человека, получая и обрабатывая информацию, поступающую от мышц, управляющих кривизной хрусталика глаза, может автоматически делать выводы о том, на каком расстоянии находится воспринимаемый им объект. Настройка хрусталика, или его аккомодация, определяется степенью сокращения или расслабления окуломоторных мышцК и по данному признаку нервная система сама может «судить» о расстоянии до воспринимаемых объектов. Однако действие механизма аккомодации ограничено примерно тремя метрами, поскольку на больших расстояниях от человека заметных изменений в кривизне хрусталика уже не происходит.

Фокусировка изображения воспринимаемого объекта на поверхности сетчатки глаза с помощью аккомодации — изменения кривизны хрусталика — осуществляется в пределах расстояний от 0,1 до 3 м от глаза человека. Цилиарная мышца, управляющая кривизной хрусталика, является максимально расслабленной, когда воспринимаемый предмет находится на расстоянии двух-трех метров от глаза, а максимально напряженной (сокращенной) — когда воспринимаемый предмет находится на расстоянии 0,1—0,2 м. Этот механизм оценки расстояния до воспринимаемых предметов, несмотря на то что кривизна хрусталика или напряженность цилиарной мышцы соответствуют расстоянию до воспринимаемого объекта, является, как показал Дж. Хохберг, недостаточно точным и быстрым по сравнению с другими механизмами восприятия и оценки расстояния. То же самое можно сказать и о конвергенции или дивергенции глаз.

С помощью только аккомодации, конвергенции и дивергенции невозможно полностью, исчерпывающим образом объяснить восприятие и оценку человеком расстояния до воспринимаемых объектов. Эти процессы — аккомодация, конвергенция и дивергенция, кроме того, участвуют в восприятие пространства в пределах весьма ограниченных расстояний (для дивергенции — до 450 м от человека). Между тем, у человека нередко возникает необходимость воспринимать и оценивать намного большие расстояния. Установлено, например, что он способен оценивать расстояния до воспринимаемых им объектов, находящиеся в пределах до 2,5 км в окружающем пространстве. Естественно, возникает вопрос о том, каким образом это делает человек, если воспользоваться аккомодацией или конвергенция глаз на таких больших расстояниях он уже не может.

При оценке больших расстояний человеком используется иная информация, чем та, которая поставляется в мозг работающими мышцами глаз, например, особенности, которыми обладает бинокулярное зрение (разница в изображениях одного и того же объекта на сетчатках правого и левого глаз), взаимное расположение воспринимаемых объектов относительно друг друга в пространстве, воздушная перспектива, сравнение друг с другом размеров соответствующих объектов и некоторые другие признаки. Кроме того, следует иметь в виду, что практически все пространственные признаки объектов могут восприниматься как монокулярно, так и бинокулярно. Механизмы монокулярного и бинокулярного пространственного зрения взаимно контроли-^[5]

руют и перепроверяют друг друга с точки зрения правильности восприятия и оценки человеком пространства. Обсудим кратко эти механизмы.

Если воспринимаемый человеком предмет находится непосредственно перед ним и располагается вдоль главной зрительной оси, то при его восприятии оба глаза человека поворачиваются на один и тот же угол. Однако, если воспринимаемый предмет располагается в стороне от главной зрительной оси (так, как это показано на рис. 2.19), то при его фиксации в зрительном поле глаза человека поворачиваются на разные углы относительно главной зрительной оси.

Рис. 2.19. Асимметричный вариант бинокулярного зрения.

Разница между локализацией глаз в пространстве, используемая в данном случае для оценки пространства, называется бинокулярной асимметрией (эта разница существует в двух различных вариантах, симметричном и асимметричном, представленных, соответственно, на рис. 2.13 и 2.19). Бинокулярная асимметрия сама по себе способна породить ощущение глубины даже при отсутствии других признаков, объективно свидетельствующих об удаленности предмета.

Глубину расположения предметов в пространстве или их удаленность от него человек может оценивать с помощью различных монокулярных или бинокулярных признаков. Основные из них следующие.

Монокулярные признаки:

• а) наложение образов воспринимаемых предметов друг на друга или их перекрывание,
• б) линейная и воздушная перспектива,
• в) распределение света и тени в изображениях соответствующих объектов, г) высота расположения воспринимаемых объектов в поле зрения,
• д) градиент текстуры,
• е) относительные размеры воспринимаемых объектов,
• ж) аккомодация,
• з) монокулярный параллакс движения.

Бинокулярные признаки:

• а) конвергенция или дивергенция,
• б) бинокулярная диспаратность.

Таким образом, глубина монокулярных признаков оценки намного больше, чем бинокулярных, что говорит о том, что оценка глубины в основном производится с помощью одного глаза, т. е. монокулярно, а бинокулярное зрение дает дополнительную, уточняющую информацию.

Известно, что пространственное восприятие также зависит от того, под каким углом зрения или с какой стороны воспринимается соответствующий объект. Это особенно заметно при восприятии несимметричных предметов. Однако порой даже образ плоского объекта, воспринимаемого в его различных пространственных ориентациях, кажется нам не одинаковым. К примеру, на рис. 2.20 представлены три фигуры: «клякса», «неравносторонний ромб» и «карта США». При их повороте в плоскости на всего лишь на 90 °C эти фигуры воспринимаются уже по-другому, хотя фактически являются одинаковыми по форме. То же самое происходит с восприятием человеческого лица (рис. 2.21), если сто изображение развернуть на 180 °C.

Рис. 2.20. Различия в восприятии одних и тех же по-разному ориентированных.

плоских фигур

Рис. 2.21. Иллюзия Тетчер^1.

Большую роль в восприятии пространства, как уже было отмечено, играет опыт. Об этом убедительно свидетельствуют многочисленные эксперименты с восприятием преднамеренно искаженного пространства, т. е. с восприятием, при котором человек определенное время носит очки, оптически изменяющие воспринимаемое им пространство.

Оказалось, что, приобретя определенный опыт практических действий в соответствующем пространстве, человек даже в условиях его оптического искажения получает возможность неплохо ориентироваться в нем. Более того, само это пространство он начинает, еще нося соответствующие очки, воспринимать практически нормально, т. е. так, как оно обычно воспринимается без очков.

Одной из самых больших загадок восприятия является стабильность воспринимаемой человеком картины мира при постоянных, систематических или случайных изменениях ее отображения на сетчатках глаз (изменения самого изображения и его перемещения по поверхности сетчаток глаз). Поиском научного объяснения воспринимаемой стабильности картины мира при его реальной изменчивости ученые занимаются давно. Определенный вклад в решение этой проблемы внесли немецкий ученый Г. Гельмгольц и английский ученый Ч. Шеррингтон. Согласно гипотезам, высказанным Гельмгольцем и Шеррингтоном, две системы восприятия движений: «изображение — сетчатка» и «глаз — голова» — действуют в отношении друг друга антагонистически и блокируют информацию, поступающую друг от друга. В результате этого и возникает картина стабильности воспринимаемого мира: искажения, возникающие при совершаемых человеком движениях в одной системе восприятия, автоматически устраняются параллельно действующей другой системой восприятия.

Признавая данный факт, оба ученых, однако, объясняли устойчивость воспринимаемой картины мира по-разному. Теория Гельмгольца получила название эфферентной, а теория Шеррингтона — афферентной. Гельмгольц полагал, что сигналы движения, поступающие от сетчатки, тормо-^[6]

зятся центральными сигналами, т. е. сигналами, поступающими со стороны мозга и управляющими движениями глаз, в то время как Шеррингтон был убежден в том, что сигналы, тормозящие информацию, поступающую со стороны сетчатки, приходят со стороны глазных мышц. Поступая в мозг одновременно с сигналами, идущими от сетчатки, они тормозят эти сигналы.

Более правдоподобным объяснением стабильности картины мира представляется гипотеза Гельмгольца, так как установлено, что для поступления в мозг сигналов от движений глазных мышц требует большее время, чем для поступления в мозг сигналов со стороны сетчатки. Следовательно, сигналы от глазодвигательных мышц не могут тормозить сигналы, поступающие от сетчатки. Другими словами, более вероятной представляется эфферентная, а не афферентная теория стабильности картины мира.

Замечено, что восприятие человека зависит также от перцептивной установки, т. е. от того, на что в данный момент психологически настроен человек, что он собирается или хотел бы увидеть в этот момент. Перцептивная установка — это преднастройка на восприятие, готовность воспринимать мир определенным образом, сформировавшаяся у человека. Она, в частности, проявляется в том, что в воспринимаемом объекте человек видит одно и не замечает другого. Перцептивная установка может определяться многими причинами: актуальными потребностями человека, его прошлым опытом, внушением и некоторыми другими факторами. Классический пример действия перцептивной установки на восприятие проявляется в восприятии человеком двусмысленной фигуры, представленной на рис. 2.22.

Рис. 2.22. Рисунок, иллюстрирующий действие перцептивной установки.

на восприятие На двойственном изображении, показанном на рис. 2.22, можно увидеть или силуэт молодой женщины, отвернувшейся от наблюдателя, или силуэт пожилой дамы, развернувшейся в сторону наблюдателя.

Восприятие человеком сложных, осмысленных предметов и изображений происходит не только под воздействием перцептивных установок, но также и под влиянием мышления. Кроме того, в процесс восприятия таких объектов вмешивается прошлый опыт человека, выделяющий в воспринимаемых им объектах наиболее информативные места и ориентирующий восприятие человека именно на них.

Новый и сложный объект часто невозможно быстро и полностью осмотреть, выделить в нем все без исключения детали и только затем делать выводы о нем (представлять его в виде образа). К счастью, в этом в большинстве случаев жизни нет особой необходимости, если, конечно, человек не имеет дело с восприятием совершенно нового для него объекта.

Большинство объектов, с которыми человеку приходится иметь дело в реальной жизни, воспринимать и оценивать, более или менее знакомы ему. Такие объекты человек может воспринимать не полностью и идентифицировать их, но сравнительно небольшому количеству информативных признаков — таких, которые со стопроцентной уверенностью или с высокой долей вероятности позволяют человеку судить о том, что перед ним находится вполне определенный объект.

В связи с этим ученых уже давно интересует вопрос о том, какие места (точки) воспринимаемых человеком объектов могут быть наиболее информативными, т. е. нести наиболее полезную информацию об этих объектах. Это вопрос о том, на каких конкретных деталях воспринимаемого объекта изучающий его человек в первую очередь фиксирует взор, чтобы получить достаточно полную информацию о нем (достаточную для построения правильного образа соответствующего объекта).

Применив для решения этой задачи специальную, изобретенную им методику, А. Л. Ярбус^[7] записал движения глаз человека во время восприятия различных картин и наложил траекторию этих движений на сами картины. Полученные им результаты частично представлены на рис. 2.23.

На данном рисунке видно, что глаза человека не перемещаются хаотически или случайным образом по рассматриваемому лицу другого человека. Они в основном останавливаются и фиксируются на наиболее информативных деталях (точках) этого лица: глазах, губах, носе, особенностях профиля лица. Глаза и губы являются наиболее выразительными и подвижными элементами человеческого лица, и по характеру и состоянию их движений мы может судить о психологических особенностях воспринимаемого человека. Данные элементы лица могут многое сказать наблюдателю о настроении соответствующего человека, о его характере, об отношении к происходящему и другом.

Повышенный интерес представляет восприятие окружающего мира теми людьми, у которых отсутствует возможность воспринимать его естественным образом, например незрячими или слепыми людьми. В том, что незрячие люди воспринимают мир по-другому, чем люди с сохранным зрением, сомнений нет, равно как и в том, что их восприятие по своим результатам во многом похоже на восприятие зрячих людей. Это позволяет им, нс об;

Рис. 2.23. Запись движений глаз человека при рассматривании двух изображений в течение одной минуты.

ладая нормальным зрением, неплохо ориентироваться в окружающем пространстве.

Опыты показывают, что незрячие люди имеют примерно такую же картину мира, как и зрячие, что они способны избегать столкновений с препятствиями, причем решающую роль в их ориентации в пространстве играют признаки, связанные не со зрением, а со слухом. Слуховое восприятие обеспечивает таких людей необходимыми и достаточными сведениями об окружающих предметах и позволяет им избегать столкновений с ними. Когда, например, трость слепого человека касается окружающих предметов, она как бы «извлекает» из них необходимую пространственную информацию. Даже сами по себе звуки, возникающие при постукивании трости о некоторый предмет и отражающиеся от расположенных близко к нему других предметов, могут сообщить незрячему человеку много полезной информации как о самом предмете, которого он коснулся, так и о свойствах окружающего его пространства, в частности о других возможных препятствиях на его пути.

Поразительный пример использования отраженного от окружающих предметов звука в качестве источника информации о местоположении предметов в пространстве представила слепая от рождения наездница, победительница конных соревнований студентов колледжей США. Ее способность, находясь на скачущей лошади, огибать углы и вписываться в крутые повороты гоночной трассы во время соревнований, была основана, как было впоследствии установлено, на восприятии отраженных звуков, источниками которых, в свою очередь, являлись звуки, производимые ее собственной лошадью. Сама наездница говорила по этому поводу следующее: «Когда подковы моей лошади касаются земли, я слышу звуки, отражающиеся от заграждений, попадающихся на моем пути».

Опыт, приобретаемый незрячими людьми в практическом использовании эха генерируемых ими самими звуков, не только позволяет им избегать столкновений с препятствиями, но и предоставляет достаточно полную информацию для того, чтобы отличать одни объекты, с которыми они встречаются на своем пути, от других объектов.

Ученые и инженеры, руководствуясь гуманитарными соображениями и желая помочь слепым людям в правильной ориентации в пространстве, разработали для них специальную навигационную систему. Она состоит из нескольких технических устройств и позволяет слепому человеку, ведущему активный образ жизни, ориентироваться в пространстве, передвигаться среди окружающих предметов, не задевая их. Эта система называется индивидуальной системой пространственной ориентации. Она основана на использовании звуков для информирования незрячих людей о том, где они находятся в тот или иной момент. Такую систему специалисты создали с помощью современной техники, в том числе компьютерной. Управляемое компьютером техническое устройство воспринимает визуальные сигналы о расположении объектов вблизи человека, преобразовывает их в направленные звуковые сигналы и представляет последние человеку через бинауральные наушники.

Соответствующие бинауральные звуковые сигналы, поступающие от окружающих объектов, характеризуются теми же различиями во времени прибытия и интенсивности, которые свойственны источнику звука, находящемуся в той же точке пространства, что и воспринимаемый объект. Другими словами, звуковые сигналы, поступающие от объекта в левое и правое ухо человека, имеют такие же различия во времени их поступления и в силе, какие имеют звуковые сигналы, которые издает соответствующий объект. В результате зрительно не воспринимаемые объекты «перекодируются» в звуки, расположенные в определенных точках «аудиального пространства» слепого человека, и это позволяет ему на основе анализа непрерывно получаемой «звуковой карты» окружающего пространства создавать необходимую для ориентации в нем «пространственную карту».

В одном из вариантов этого технического устройства, основанном на компьютеризированной карге местности, по которой должен перемещаться человек, он действительно слышит, как объекты «идентифицируют себя» узнаваемыми звуками или даже «словами», генерируемыми компьютером, который лежит в основе «звукового навигатора», «стена», «стол», «стул» и т. п.

В настоящее время соответствующие слуховые «навигаторы» для незрячих людей продолжают совершенствоваться. Станет ли какой-либо определенный вариант такой технической системы ориентации в пространстве надежным стандартизированным средством увеличения подвижности незрячих людей, зависит от технологии его изготовления, результатов испытаний и технической надежности. Однако сам факт создания подобной технической системы в любом случае является впечатляющей демонстрацией того, как базовые принципы зрительного и слухового восприятия человеком пространства могут быть использованы для решения важной практической проблемы и оказания необходимой помощи людям, которые в ней нуждаются.

Подводя итог представлению и описанию механизмов восприятия человеком пространства, можно сделать следующие выводы.

• 1. Человек обладает врожденными и приобретенными возможностями ориентироваться в пространстве, несмотря на то, что зрительное представление о нем он получает в виде плоскостной картины.
• 2. Эти возможности представлены и подробно обсуждаются в двух разных теориях восприятия пространства: нативистской и когнитивной.
• 3. Существует немало механизмов и признаков, на которые ориентируется человек, воспринимая окружающее пространство. Они делятся на две основные группы: монокулярные и бинокулярные. Сочетание и взаимное дополнение тех и других позволяет человеку хорошо ориентироваться в пространстве.
• 4. Имеются пикторальные признаки восприятия пространства, которые изображаются на картинах и в рисунках и используются для того, чтобы отобразить объемные предметы и пространство на плоской картине.
• 5. Люди с ослабленным зрением, а также частично люди с хорошим зрением могут ориентироваться в пространстве по звукам, производимым или отражаемым предметами, находящимися в соответствующем пространстве.

• [1] Полностью этот феномен будет обсуждаться в следующем параграфе, где представленымеханизмы восприятия движений.
• [2] Это признаки, которые выделяются и используются в случае восприятия пространствадвумя глазами одновременно.
• [3] Аккомодация — это изменение кривизны хрусталика при настройке четкости изображения воспринимаемого предмета на сетчатке глаза. Если воспринимаемый предмет расположенблизко от человека, то кривизна хрусталика увеличивается; если предмет удаляется от человека, то кривизна хрусталика, соответственно, уменьшается. Аккомодация служит однимиз механизмов как монокулярного, так и бинокулярного восприятия пространства, но данныймеханизм восприятия пространства действует только на сравнительно небольших расстоянияхот человека.
• [4] Рецептивным полем нейрона называют часть пространства, на которую реагирует данныйнейрон. Практически рецептивное поле нейрона определяется совокупностью точек пространства, стимулы из которых вызывают реакцию данного нейрона, т. е. порождают в нем нервныеимпульсы.
• [5] Такое научное название имеют мышцы, управляющие движениями глаз человека. Ихтакже называют глазодвигательными мышцами.
• [6] По Величковский Б. М. Когнитивная наука. Основы психологии познания. Том I. М., 2006.
• [7] См. Ярбус Л. Л. Движения глаз при восприятии сложных объектов // Хрестоматияпо ощущению и восприятию. М., 1975.