Иллюзия Чабба
Иллюзия Чабба — это оптическая иллюзия или ошибка зрительного восприятия , при которой видимый контраст объекта существенно различается для большинства зрителей в зависимости от его относительного контраста с полем, на котором он отображается. [1] Эти зрительные иллюзии представляют особый интерес для исследователей, поскольку они могут дать ценную информацию о работе зрительных систем человека .
Объект с низкоконтрастной визуальной текстурой, окруженный полем однородной визуальной текстуры, кажется более контрастным, чем если бы он был представлен в поле высококонтрастной текстуры. Эту иллюзию наблюдали Чарльз Чабб и его коллеги и опубликовали в 1989 году. [2] Эмпирическое объяснение иллюзии Чабба было опубликовано издательствами Lotto and Purves в 2001 году. [1]
Открытие
[ редактировать ]
Чабб и его коллеги исследовали эту иллюзию, показывая испытуемым-людям различные комбинации объектов переднего плана и полей заднего плана и предлагая им оценить резкость визуального контраста в каждом объекте переднего плана. Они обнаружили, что испытуемые, просматривавшие участок случайной визуальной текстуры, встроенный в окружающее фоновое поле, скорее всего, сообщали о различном восприятии визуального контраста для центрального целевого участка в зависимости от относительного контраста фонового поля. Более того, кажущаяся яркость/тусклость участка текстуры менялась в зависимости от изменения фона. Например, яркие точки текстурного пятна выглядели более тусклыми на высококонтрастном фоне, тогда как темные точки выглядели светлее на ровном фоне. [2] На это кажущееся различие в восприятии влияет то, что на него смотрят разные наблюдатели, а также когда фон и центральное целевое пятно помещаются в «непересекающиеся диапазоны пространственных частот», как объяснили Чабб и др. Эта тенденция оказалась статистически значимой . Теории указывают на перцептивный инструмент, катализирующий адаптацию контраста (медленную, в течение нескольких секунд) и контроль усиления контраста (быстрый, ≈100 мс) в раннем кортикальном или прекортикальном «нейронном локусе». [3] [2]
Контрастный эффект Чабба
[ редактировать ]Иллюзия Чабба похожа на другую зрительную иллюзию — эффект контраста . Эффект контраста — это иллюзия, при которой воспринимаемая яркость или яркость идентичной центральной визуальной целевой формы на более крупном однородном фоне варьируется для испытуемого в зависимости от отношения яркости центральной формы к яркости ее фона. [4] Эта иллюзия одновременного контраста проиллюстрирована на рисунке 2. На нем центральная цель ярче. То есть отношение яркости верхнего центрального прямоугольника ( A ) к яркости его фонового поля больше единицы. В нижнем прямоугольнике ( B ) фоновое поле ярче. То есть соотношение меньше единицы. [2] Хотя два центральных целевых пятна одинаково ярки (идентичны по яркости), один на темном фоне кажется светлее, а другой на более светлом фоне — темнее.
Латеральное торможение
[ редактировать ]Латеральное торможение - одно из предложений, объясняющих иллюзию контраста или одновременный контраст. Его сторонники предполагают, что нейроны, сильно стимулированные фоном B, подавляют менее сильно стимулированные нейроны внутреннего прямоугольника. [2] В А , предполагают они, такого торможения нет. Однако тот факт, что и А , и В кажутся «равномерными по легкости по всему пространству», предполагает, что процесс латерального торможения более сложен. [5] Чабб и др. утверждают, что принцип латерального торможения основан на предположении, что определяющим фактором воспринимаемой освещенности является отношение на краю прямоугольника яркости прямоугольника к яркости фона. [2] Однако объяснение латерального торможения не согласуется с такими явлениями, как крест Бенари и иллюзия Уайта, а также с эффектами прозрачности и ассимиляции. По существу, это специальное объяснение неясного теоретического интереса.
Иллюзия Чабба иллюстрирует ошибку контраста, а не яркости. Фон с нулевой яркостью на рисунке 2 ( A ) становится полем с нулевым контрастом в аналогичной части рисунка 1, тогда как поле высокой яркости на рисунке 2 ( B ) становится высококонтрастным текстурным полем. Наблюдатели эмпирически воспринимают текстурный диск в самой левой части рисунка 1 как более контрастный, чем диск справа, хотя они одинаковы. После проведения экспериментов по индукции контраста и освещенности, межглазной индукции и индукции между диапазонами пространственных частот они показали, что латеральный тормозной эффект является монокулярным и адаптирован только к пространственной частоте. Чабб и др. поддерживают «модель, в которой выходной коэффициент усиления такого полосно-селективного нейрона нормализуется относительно средней амплитуды ответа соседних нейронов с той же настройкой частоты ». [2]
Неидеальный коэффициент пропускания
[ редактировать ]
Зрительное восприятие зависит от взаимодействия зрительной системы человека с любыми бистабильными или мультистабильными стимулами и частоты их возникновения. Освещение объектов в точке, отражательная способность этих объектов и пропускание среды между объектом и наблюдателем имеют решающее значение для определения основных факторов, влияющих на наше зрительное восприятие. [1] Именно поэтому изображение с низкой контрастностью воспринимается как более контрастное, если его разместить на сером фоне. Серый фон более неоднозначен, чем высококонтрастный фон. Лотто и Первес (2001) продемонстрировали, что иллюзию Чабба можно объяснить «степенью, в которой несовершенное пропускание может повлиять на свет, попадающий в глаз». [1] Действительно, эти наблюдения предлагают полностью эмпирическое объяснение иллюзии Чабба. [6]
Эффект Чабба оценивает, что когда объект рассматривается через неидеально пропускающую среду, он увеличивает или уменьшает видимую яркость или тусклость целевого участка, даже если коэффициенты яркости и пространственные частоты остаются прежними. [1] Лотто и Первес (2001) сомневались, что иллюзорное восприятие яркости можно объяснить следствием латерального торможения . [2] [7] Если бы это было так, воспринимаемая разница в яркости целевых элементов, показанная на рисунке 3 ( A ), в значительной степени не подвергалась бы влиянию окружающего поля на рисунке 3 ( C ), которое демонстрирует меньший пространственный контраст, чем цель, которая соответствует наблюдения. Несмотря на это, они утверждали, «это рассуждение подрывается тем фактом, что видимый контраст целевого рисунка на рисунке 3 ( D ) в основном не зависит от окружения рисунка 3 ( F )». Поэтому они решили исследовать иллюзию Чабба в «полностью эмпирических» терминах, главным образом как следствие прошлого опыта или, в данном случае, влияния пропускания на неоднозначные стимулы. [1]
Общим знаменателем наблюдений Лото и Первеса является объяснительная сила несовершенного пропускания. [1] Неидеальное пропускание приводит к тому, что наблюдатели ощущают уменьшение разницы в спектральном контрасте или яркости поверхностей объектов. [1] [8] Это связано с тем, что несовершенства среды передачи, например, атмосферные воздействия, искажают коэффициент пропускания. Например, коэффициент пропускания меняется при просмотре объектов на расстоянии, в смоге или тумане, а также через ткань, стекло или воду. Эти условия сильно влияют на количество света, попадающего в глаз. Эта гипотеза была проверена путем изменения вероятного вклада несовершенного коэффициента пропускания путем манипулирования информацией о движении, яркости и цвете. В некоторых случаях относительная яркость двух целевых поверхностей может быть уменьшена, как показывают Лотто и Первс, с соотношения 8:3 до примерно 7:5. Если восприятие генерируется эмпирически, то «степень, в которой стимул соответствует несовершенной прозрачности... будет включена в восприятие цели». [1]
Соответствующая поведенческая реакция зависит от оценки относительного вклада освещения, отражения и пропускания в зрительные стимулы. На зрительное восприятие контраста влияет эффект несовершенного пропускания, а не яркость объекта. [1] Стимул Чабба, показанный на рисунке 1 ( B ), согласуется с искажениями пропускания по двум причинам: узорчатые элементы фона непрерывны с узорчатыми элементами цели, а яркость целевых элементов соответствует значениям, которые возникли бы, если бы фоновый рисунок просматривался через неидеально передающую среду. [1]
Объяснение иллюзии Чабба с помощью пропускания утверждает, что изменение стимула на рисунке 1 ( B ) таким образом, чтобы сделать его менее совместимым с наблюдением через несовершенную среду, должно уменьшить или обратить вспять иллюзию. Испытания подтверждают эту гипотезу. Это объяснение ставит под сомнение гипотезу, которая подразумевает, что изменение яркости, движения или спектрального распределения поля, окружающего цель, не приведет к изменению восприятия. [1]
Эмпирические данные также противоречат гипотезе о том, что «иллюзии яркости», вызванные контурными переходами в стимуле, объясняют иллюзию Чабба, предложенную Андерсоном (1997). [1] [9]
Иллюзии Чабба в предсказании шизофрении
[ редактировать ]Зрительные иллюзии можно разделить на физиологические/патологические, перцептивные и неоднозначные (бистабильные/мультистабильные). Отклонение от естественного восприятия предметов (стимулов) побуждает к оценке теорий восприятия. [10] Зрительное восприятие при шизофрении отличается пониженной адаптацией к контексту и более точным восприятием стимула в задачах, связанных с «пространственными контекстуальными эффектами». [11] По мнению Юнис и др., «контекстуальные иллюзии возникают из-за адаптивной склонности зрения подчеркивать относительные различия между особенностями, а не их абсолютные характеристики». [11] В то время как наличие высококонтрастного фона снижает видимый контраст мелких деталей переднего плана у здоровых людей, пациенты с шизофренией более точно воспринимают контраст между фоном и передним планом. Чтобы проверить это, Keane et al. измерили работоспособность 15 участников с хронической шизофренией, 13 участников с психиатрическими заболеваниями, включая людей с личностными и биполярными расстройствами, и 20 здоровых людей, не являющихся психиатрическими больными. Им предъявляли небольшой изолированный целевой участок или небольшой участок с высококонтрастным фоном, за которым следовал удаленный эталонный участок. Затем участников попросили отметить, какой участок, по их мнению, был более контрастным на основе их наблюдений. [12]
Иммунитет группы шизофреников к контрастной иллюзии был исключительным: 12 из 15 суждений были точными, в то время как здоровые участники продемонстрировали серьезные ошибки в восприятии центральных стимулов. Это показывает, что люди, страдающие шизофренией, способны более точно воспринимать «абсолютные характеристики» «индивидуальных особенностей». [12] Хотя контекстуальные модуляции яркости, размера и ориентации были одинаковыми в разных группах, слабые контекстуальные модуляции коррелируют с ухудшением симптомов и социального функционирования. [13] [11]
Дефекты зрения при шизофрении могут привести к когнитивным и социальным проблемам. [11] Результаты повышения работоспособности помогают нам выявить скрытые нарушения зрения. Действительно, наблюдается быстрый рост использования контекстуальных визуальных задач (иллюзий Чабба) в клинических испытаниях и исследованиях шизофрении, поддерживаемых НИЗ. (Голд и др., 2012). [11]
Старость
[ редактировать ]В стареющей зрительной системе происходит снижение кортикальной тормозной функции как у людей, так и у животных. Это снижение торможения приводит к снижению настройки ориентации и направления старых зрительных нейронов. Л. Р. Беттс и др. (2005) продемонстрировали, что пожилые люди способны различать движение высококонтрастных стимулов быстрее, чем молодые люди, и что торможение ответственно за различия в пространственном подавлении. [14] Карас и МакКендрик (2009) использовали иллюзию Чабба, чтобы проверить, влияет ли высококонтрастный фон на зрительное восприятие участников старшего возраста в меньшей степени, чем участников младшего возраста, из-за снижения торможения. Стимулы, использованные в экспериментах, были основаны на параметрах, использованных Дакином, Карлином и Хемсли (2005), которые использовали иллюзию Чабба для проверки снижения торможения у людей, страдающих шизофренией. Однако их исследование показало, что контрастная чувствительность на самом деле не снижается с возрастом, поскольку у пожилых участников наблюдалось большее несоответствие в воспринимаемом контрасте цели по отношению к фону, чем у более молодых участников. [14]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м Лотто, Р. Бо; Первс, Дейл (июль 2001 г.). «Эмпирическое объяснение иллюзии Чабба» (PDF) . Журнал когнитивной нейронауки . 13 (5): 547–55. CiteSeerX 10.1.1.488.377 . дои : 10.1162/089892901750363154 . ПМИД 11506656 . S2CID 30337884 . Архивировано из оригинала (PDF) 7 сентября 2006 г. Проверено 27 марта 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Чабб, К; Сперлинг, Дж; Соломон, Дж. А. (декабрь 1989 г.). «Взаимодействие текстур определяет воспринимаемый контраст» . Труды Национальной академии наук США . 86 (23): 9631–5. Бибкод : 1989PNAS...86.9631C . дои : 10.1073/pnas.86.23.9631 . ПМК 298552 . ПМИД 2594791 .
- ^ Бах, Майкл. «Контроль усиления контрастности» . www.michaelbach.de . Проверено 30 марта 2017 г.
- ^ Уоллах, Х (1948). «Постоянство яркости и природа ахроматических цветов». J Exp Psychol . 38 (3): 310–24. дои : 10.1037/h0053804 . ПМИД 18865234 .
- ^ Гроссберг, С.; Тодорович, Д. (1988). «Нейронная динамика одномерного и двумерного восприятия яркости: единая модель классических и недавних явлений» . Перцепт Психофизика . 43 (3): 241–77. дои : 10.3758/bf03207869 . ПМИД 3347487 .
- ^ Первс, Дейл (2001). «Почему мы видим вещи так, как мы видим: доказательства полностью эмпирической стратегии видения» . Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci . 356 (1407): 285–97. дои : 10.1098/rstb.2000.0772 . ПМЦ 1088429 . ПМИД 11316481 .
- ^ Адельсон, Э.Х. (1999). Световое восприятие и иллюзии легкости . МТИ Пресс. п. 339. ИСБН 978-0-262-07195-6 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Метелли, Ф; ДаПос, О; Каведон, А. (1985). «Сбалансированная и несбалансированная, полная и частичная прозрачность» . Перцепт Психофизика . 38 (4): 354–66. дои : 10.3758/BF03207164 . ПМИД 3831912 .
- ^ Андерсон, Б.Л. (1997). «Теория иллюзорной легкости и прозрачности в монокулярных и бинокулярных изображениях: роль контурных стыков» (PDF) . Восприятие . 26 (4): 419–453. дои : 10.1068/p260419 . ПМИД 9404492 . S2CID 9646380 .
- ^ Вскоре, Чун Сьонг; Дубей, Рахит; Ананьев, Егор; Се, По-Чжан (01 января 2017 г.). «Подходы к пониманию визуальных иллюзий». В Чжао, Ци (ред.). Вычислительная и когнитивная нейронаука зрения . Когнитивная наука и технологии. Спрингер Сингапур. стр. 221–233. дои : 10.1007/978-981-10-0213-7_10 . ISBN 9789811002113 .
- ^ Jump up to: а б с д и Ян, Юнис; Тадин, Дудже; Глассер, Дэвис М.; Хон, Сан Ук; Блейк, Рэндольф; Пак, Сохи (15 ноября 2012 г.). «Обработка визуального контекста при шизофрении» . Клиническая психологическая наука . 1 (1): 5–15. дои : 10.1177/2167702612464618 . ПМЦ 3756604 . ПМИД 23997995 .
- ^ Jump up to: а б Дакин, Стивен; Карлин, Патрисия; Хемсли, Дэвид (25 октября 2005 г.). «Слабое подавление зрительного контекста при хронической шизофрении» . Современная биология . 15 (20): 822–824 рэндов. дои : 10.1016/j.cub.2005.10.015 . ISSN 0960-9822 . ПМИД 16243017 .
- ^ Кин, Брайан П.; Джозеф, Джейми; Сильверстайн, Стивен М. (1 апреля 2014 г.). «При шизофрении нарушаются поздние, а не ранние стадии восприятия формы Канижи» . Нейропсихология . 56 : 302–311. doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2014.02.001 . ПМЦ 4103877 . ПМИД 24513023 .
- ^ Jump up to: а б Карас, Рене; Маккендрик, Эллисон М. (14 мая 2009 г.). «Старение изменяет объемную модуляцию воспринимаемого контраста» . Журнал видения . 9 (5): 11,1–9. дои : 10.1167/9.5.11 . ISSN 1534-7362 . ПМИД 19757889 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Эмпирическое объяснение: иллюзия Чабба , из лаборатории Дейла Первса.
- Управление усилением контрастности
| Иллюзии |
|  |
|---|---|---|
| Популярная культура |
| |
| Связанный | ||