Марк Чангизи - Революция в зрении: Что, как и почему мы видим на самом деле

Давайте вспомним, что зрительная иллюзия, представленная на рис. 10, связана с нашим восприятием не физических свойств объектов, а их местоположения относительно нас. Это относительное местоположение меняется быстрее, чем физические параметры, и поэтому нам особенно важно предвидеть именно его. Но теперь понятно и то, что такие вещи предвидеть легко, поскольку мы решаем, как они будут меняться. На наше счастье!

Предсказывать оптические последствия наших собственных движений (называемых также “произвольными”), как уже говорилось, нетрудно. Одна разновидность произвольных движений несоразмерно важнее всех прочих и особенно легко предсказуема — это движение вперед. В данном случае легкость предсказаний связана с тем, что объекты по мере вашего приближения к ним смещаются к периферии поля зрения, занимают на нем больше места и двигаются с большей скоростью. Какими бы ни были объективные свойства предметов, их местоположение на видимой картине меняется, когда вы движетесь вперед, строго определенным образом, и — спасибо сотням миллионов лет практики! — наш мозг к этому отлично приспособлен.

Движение вперед исключительно важно по двум причинам. Во-первых, это тот тип движения, к которому мы, как и большинство животных, прибегаем наиболее часто. Во-вторых, приближаясь к какому-либо предмету, мы рискуем столкнуться с ним. Чтобы быстро и ловко двигаться вперед, избегая серьезных травм, необходимо уметь воспринимать то, что происходит сейчас. (Травмы можно заработать и тогда, когда пятишься, однако глаз на затылке нет, а значит, в том, чтобы подстраивать свою зрительную систему к движению назад и к центростремительному оптическому потоку, нет большого смысла.)

Только что я обратил ваше внимание на две подсказки: шлейф (“следы на сетчатке”) и произвольное движение. Шлейф позволяет мозгу “считывать” будущее с сетчатки, а произвольное движение дает возможность решать, каким будет будущее. Зачастую обе эти подсказки мы получаем одновременно: своими произвольными движениями сами добавляем объектам контролируемый нами нечеткий шлейф, и все становится еще проще. Вспомните одно из свойств размытого шлейфа: если пририсовать его к неподвижной картинке, можно обмануть мозг, убедив его в наличии движения. А можно ли изобразить такое статичное изображение, которое заставляло бы мозг думать, будто он движется вперед?

Именно такой обман кроется на рис. 13 ба. Эта фотография, сделанная из мчащегося автомобиля, создает стойкое ощущение движения вперед. Секрет данного впечатления кроется в расположении оптических шлейфов, которые образуют узор из лучей, расходящихся из центра из точки, к которой направляется машина. Схематично эти линии (а также другие контуры — в частности, края шоссе и прерывистая дорожная раз- метка посередине) показаны на рис. 13 б. А рис. 13 впредставляет собой еще более абстрактное воплощение рис. 13 а: общий принцип расположения штрихов движения, грубую схему расходящихся лучей или спиц в колесе.

Наконец что-то стало проясняться. В классических геометрических иллюзиях почти всегда присутствуют такие косые “спицы”, и после того, что мы узнали, хочется предположить: возможно, мозг видит оптические иллюзии отчасти потому, что эти линии кажутся ему возникшими благодаря движению вперед? Только что мы с вами сделали важнейший шаг к пониманию классических геометрических иллюзий. Но прежде чем подробно обсуждать их, мы разберем несколько иллюзий иного типа, которые становятся видны в тот момент, когда наблюдатель приближает лицо к изображению, и увидим, сколь мало они отличаются от классических, неподвижных оптических иллюзий.

Рис. 13.

Линии, расходящиеся из одной точки (иначе говоря, имеющие общую точку схода), формируют ту же структуру, что и линии “оптического шлейфа”, появляющиеся на сетчатке при движении вперед. а) Фотография, снятая во время движения: линии “шлейфа" на картинке направлены вовне, то есть от той точки, в сторону которой движется наблюдатель. “Шлейф”, подобный тому, который запечатлевается на фотопленке, возникает и на сетчатке. б) Локализация контуров в зрительном поле при движении вперед, изображенном на рисунке (а). в) Еще более абстрактный вариант явления, видимого на (а) и (б): обобщенное изображение радиально расходящихся линий.

Дэйв Уиддерс — автор песен, певец и гитарист с неуклонно растущим числом поклонников по всему миру. До того, как начать записывать альбомы, он использовал свои таланты, чтобы вместе со мной изучать оптические иллюзии. В 2001 году, когда Дэйв, будучи студентом Университета им. Дюка, пришел ко мне работать, он намеревался искать иллюзии, вызываемые движением вперед, и я был впечатлен тем, как быстро ему удалось открыть сразу две изумительные иллюзии, первую из которых я называю “шаром Дэйва Уиддерса" (один из вариантов показан на рис. 14). Если вы сфокусируете глаза на центре рисунка и сделаете головой быстрое движение вперед, вам покажется, будто светлая область распространяется к периферии шара, почти до самых краев. Любопытно, что это именно то, что было бы, будь этот рисунок трехмерной и реальной окружающей средой, цвет которой, по мере нашего движения вперед, постепенно менялся бы от черного к белому. Однако в данном случае черно-белый градиент изображен на листе бумаги, то есть видимый нами эффект иллюзия. Она работает и в обратном направлении: если вы резко отклонитесь назад, темная внешняя часть шара будто бы станет распространяться к центру, что также соответствует тому, как изменялась бы видимая вами картина, если бы вы в самом деле пятились.

Вторую иллюзию я назвал “Расплывчатые капли Дэйва Уиддерса” (рис. 15). Если вы действительно резко придвинетесь к центру рисунка, вам покажется, что капли разлетаются в стороны быстрее и дальше, чем должны бы (вот еще один пример “перескока” в восприятии). Как будто расплывчатость очертаний ошибочно истолковывается нами как шлейф на любительской фотографии движущегося объекта, и оттого при резком рывке вперед у нас возникает впечатление, что капли несутся с несоразмерно высокой скоростью.

Рис. 14.

"Иллюзия разрастания", придуманная моим учеником Дэвидом Уиддерсом. Когда вы приближаете голову к центру изображения, вам кажется, что яркость распространяется во все стороны, заполняя круг. А отклоняясь назад, вы видите, что идущий по краю темный обод увеличивается, как бы распространяясь в сторону центра.