Ричард Грегори - Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия

Другим фактором, определяющим ощущение яркости, является интенсивность освещения окружающего поля. Данная поверхность обычно кажется более яркой, если ее окружение темное, а данный цвет воспринимается как более интенсивный, если его окружает поле, окрашенное в дополнительный цвет. Этот факт, бесспорно, связан с процессами взаимодействия рецепторов. Усиление контраста, по-видимому, связано с общим перцептивным фактором — влиянием границ на восприятие объекта. Вероятно, в первую очередь в мозг поступает именно информация о пограничных участках, в то время как области с постоянной освещенностью малоинформативны. Зрительная система экстраполирует информацию об объекте, заключенном в определенные границы, что бесспорно экономит большое количество информации, которое поступает от периферической части системы, хотя и за счет некоторого усложнения процессов, происходящих в высших отделах мозга. Этот процесс известен как латеральное торможение . Несмотря на то что явление контраста и усиления восприятия окружающих объект участков является главным образом результатом действия сетчаточных механизмов, оно определяется, очевидно, также и центральными процессами. Это видно из рис. 6, 1, который демонстрирует отчетливое явление контраста. Окрашенное в один и тот же серый цвет, кольцо кажется более светлым на темном фоне, чем на белом. Этот эффект значительно усиливается, если круг и фон разделяет четкая граница; контраст сильнее, если фигура интерпретируется как состоящая из двух половин, чем если она воспринимается как одно целое. Эти факты указывают на участие центральных мозговых факторов в этом явлении.

Некоторое представление о сложности организации системы восприятия яркости у человека дает парадокс Фехнера. Он состоит в следующем. Если глазу предъявляется маленький, довольно яркий источник света, он будет вызывать ощущение определенной яркости, и зрачок при включении этого источника света будет уменьшаться до определенного размера. Теперь добавим второй, более тусклый источник света. Он помещается несколько в стороне от первого, так, чтобы возбуждать другую область сетчатки. Что же при этом произойдет? Хотя общая интенсивность света с добавлением второго источника увеличится, зрачок больше не сократится, как это можно было бы ожидать, а расширится соответственно разнице интенсивностей между первым и вторым раздражителями. По-видимому, он реагирует не на общее, а на среднее освещение. Никто не знает, как сетчатка осуществляет это.

Попробуем закрыть один глаз и проследить изменения в яркости. Практически нет разницы, воспринимается ли свет одним или двумя глазами. Однако это не так; когда маленькие тусклые источники света воспринимаются в окружающей темноте, тогда они кажутся значительно ярче при работе двух глаз, чем при работе одного. Это явление еще не разгадано.

Рис. 6, 4. Химические процессы, лежащие в основе зрения. Черная кривая показывает чувствительность человеческого глаза (темно-адаптированного) к различной длине световой волны. Красные точки показывают количество света в пределах того же самого диапазона световых волн, которое поглощается фотохимическим родопсином в глазу лягушки. Обе кривые, по существу, совпадают, и это говорит о том, что человеческий глаз при темновой адаптации функционирует путем поглощения света тем же фотохимическим веществом.

Яркость — функция цвета. Когда глаз воспринимает лучи света различного цвета, но одной и той же интенсивности, то цвета, расположенные в середине спектра, будут казаться ярче, чем цвета, расположенные на концах спектра. Это показано на рис. 6, 5; кривая, изображенная на этом рисунке, известна как кривая спектральной яркости света . Это явление имеет практическое значение, так как, если мы хотим, чтобы сигнализирующий об опасности свет был ясно виден, он должен быть окрашен в цвет, к которому глаз максимально чувствителен, то есть в цвет, расположенный в середине спектра. Дело осложняется еще и тем, что кривые чувствительности для палочек и колбочек несколько различны. Они сходны по общему виду, однако колбочки более чувствительны к оранжевому цвету, а палочки — к зеленому. (На этом основании есть смысл окрашивать стены затемненной фотографической комнаты в зеленый цвет, так как глаза при этом получают наиболее эффективный свет, к которому фотографическая пленка относительно нечувствительна.)

Рис. 6, 5. Этот рисунок показывает, как изменяется чувствительность глаза к различной длине световых волн в спектре, когда глаз адаптирован к свету. Черная кривая показывает чувствительность темно-адаптированного глаза, красная кривая показывает, что при адаптации к свету происходит изменение чувствительности к цветам спектра, в это время колбочки берут верх над палочками. Это явление известно под названием «сдвиг Пуркинье».

Кривая яркости света ничего не говорит нам больше о восприятии цвета. Она отражает чувствительность к свету в зависимости от длины световой волны, но вне связи с теми цветами, которые видит глаз при каждой длине световой волны. Глаза животных, не имеющих цветного зрения, обнаруживают сходную с человеческой кривую спектральной яркости света.

Можно предположить, что, помимо фотохимических изменений, связанных с процессом адаптации к свету при восприятии света действуют еще некоторые дополнительные механизмы, причем не фотохимической, а нервной природы. В частности, после завершения процесса адаптации глаза к темноте пространственные и временные характеристики остроты зрения ухудшаются, в то время как чувствительность возрастает. Однако при темновой адаптации утрачивается способность глаза различать мелкие детали. Это непростое явление, оно возникает отчасти вследствие того, что сетчатка интегрирует при этом энергию с большей зоны, то есть от большего числа рецепторных элементов. По ходу темновой адаптации увеличивается время, в течение которого может интегрироваться световая энергия, попадающая на сетчатку.

Изменения временных характеристик чувствительности глаза при темновой адаптации лучше всего, хотя и не в прямой форме, проявляются в любопытном и очень интересном явлении, известном под названием эффект маятника Пульфриха . Не менее примечательна история открытия этого эффекта, особенность которого состоит в том, что его можно наблюдать, только смотря обоими глазами, — и все же он был открыт человеком, слепым на один глаз! Этот эксперимент заслуживает того, чтобы его повторить. Возьмите длинную нитку, прикрепите к ней гирю, чтобы сделать маятник длиной в несколько футов (один фут равен 30, 48 см). Качните маятник под прямым углом к линии взора. Смотрите на колеблющуюся гирю обоими глазами, но прикройте один глаз темным, проницаемым для света стеклом (например, половинкой солнечных очков или кусочком засвеченной пленки). Тогда можно будет видеть, что гиря качается не по прямой линии, а описывает эллипс . Этот эллипс может быть очень странным: в самом деле, длинная ось может располагаться вдоль линии взора и, несмотря на это, будет казаться, что гиря, качаясь по прямой, пересекает эту линию.