Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Рисунок 1: Пример иллюзии Чабба. Центральные области двух прямоугольных полей идентичны, но выглядят по-разному, потому что фоновые поля различны.

Иллюзия Чабба это оптический обман или ошибка в зрительном восприятии , в котором кажущийся контраст объекта существенно варьируется для большинства телезрителей в зависимости от его относительного отличия от области , на которой отображаются. [1] Эти визуальные иллюзии представляют особый интерес для исследователей, поскольку они могут дать ценную информацию о работе зрительных систем человека .

Объект с низкой контрастностью визуальной текстуры, окруженный полем однородной визуальной текстуры, кажется, имеет более высокий контраст, чем когда он представлен в поле с высококонтрастной текстурой. Эта иллюзия была обнаружена Чарльзом Чаббом и его коллегами и опубликована в 1989 году. [2] Эмпирическое объяснение иллюзии Чабба было опубликовано Lotto and Purves в 2001 году [1].

Открытие [ править ]

Рисунок 2: Иллюстрация одновременного контраста

Чабб и его коллеги исследовали эту иллюзию, показывая различные комбинации объектов переднего плана и фоновых полей испытуемым-людям и прося их оценить резкость визуального контраста в каждом объекте переднего плана. Они обнаружили, что субъекты, просматривающие участок случайной визуальной текстуры, внедренный в окружающее фоновое поле, вероятно, сообщали о различном восприятии визуального контраста для центрального целевого участка в зависимости от относительного контраста фонового поля. Кроме того, видимая яркость / тусклость пятна текстуры менялась по мере изменения фона. Например, светлые точки пятна текстуры выглядят более тусклыми на высококонтрастном фоне, тогда как темные точки выглядят светлее на ровном фоне. [2]На эту кажущуюся разницу в восприятии влияют разные наблюдатели и когда фон и центральная мишень помещаются в «неперекрывающиеся полосы пространственных частот», как объясняют Chubb et al. Эта тенденция оказалась статистически значимой . Теории указывают на инструмент восприятия, который катализирует адаптацию контраста (медленная, секунды) для контроля усиления контраста (быстро, ≈100 мс) в раннем корковом или докортикальном «нервном локусе». [3] [2]

Эффект контраста Чабба [ править ]

Иллюзия Чабба похожа на другую визуальную иллюзию - эффект контраста . Эффект контраста - это иллюзия, при которой воспринимаемая яркость или яркость идентичной центральной визуальной целевой формы на более крупном однородном фоне изменяется для испытуемого в зависимости от отношения яркости центральной формы к яркости ее фона. [4] Эта иллюзия одновременного контраста показана 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 яркие (одинаковые по яркости), один на темном фоне кажется светлее, а другой на светлом фоне - темнее.

Боковое торможение [ править ]

Боковое торможение - это одно из предложений для объяснения иллюзии контраста или одновременного контраста. Его сторонники предполагают, что нейроны, сильно стимулированные фоном B, подавляют менее стимулированные нейроны внутреннего прямоугольника. [2] В А , как они предполагают, такого запрета нет. Однако тот факт, что и A, и B кажутся «равномерной легкостью по всей своей площади», предполагает, что процесс латерального торможения более сложен. [5]Chubb et al. утверждают, что принцип бокового подавления основан на предположении, что определяющим фактором воспринимаемой легкости является отношение яркости прямоугольника к яркости фона на краю прямоугольника. [2] Однако учет бокового торможения не согласуется с такими явлениями, как крест Бенари и иллюзия Уайта, а также с эффектами прозрачности и ассимиляции. По сути, это специальное объяснение неясного теоретического интереса.

Иллюзия Чабба показывает ошибку скорее в контрасте, чем в яркости. Фон с нулевой яркостью на рисунке 2 ( A ) становится полем с нулевым контрастом в аналогичной части рисунка 1, в то время как поле высокой яркости на рисунке 2 ( B ) становится высококонтрастным текстурным полем. Наблюдатели эмпирически воспринимают текстурный диск в самой левой части рисунка 1 как имеющий более высокий контраст, чем диск справа, даже если они одинаковы. После проведения экспериментов по индукции контраста и осветления, межглазной индукции и индукции между полосами пространственных частот они показали, что латеральный ингибирующий эффект является монокулярным и адаптирован только для пространственной частоты. Chubb et al. поддерживают "модель, в которой выходное усиление такого полосно-избирательного нейронанормализована относительно средней амплитуды ответа соседних нейронов с той же настройкой частоты » [2]

Несовершенный коэффициент пропускания [ править ]

Рисунок 3: Иллюзия Чабба

Визуальные восприятия зависят от взаимодействия зрительной системы человека с любыми бистабильными или мультистабильными стимулами и от частоты их появления. Освещение объектов в точке, отражательная способность этих объектов и коэффициент пропускания медиа между объектом и наблюдателем имеют центральное значение для определения основных факторов, влияющих на наше зрительное восприятие. [1] Это связано с тем, что низкоконтрастное изображение воспринимается как более контрастное при размещении на сером фоне. Серый фон более неоднозначен, чем высококонтрастный фон. Лото и Первес (2001) продемонстрировали, что иллюзию Чабба можно объяснить «степенью, в которой несовершенное пропускание , вероятно, повлияло на свет, который достигает глаза». [1]Действительно, эти наблюдения предлагают полностью эмпирическое объяснение иллюзии Чабба. [6]

Эффект Чабба оценивает, что когда объект просматривается через несовершенно передающую среду, он увеличивает или уменьшает кажущуюся яркость или тусклость целевого пятна, даже когда отношения яркости и пространственные частоты остаются прежними. [1] Lotto и Purves (2001) сомневались, что иллюзорное восприятие яркости объяснялось как следствие бокового торможения . [2] [7] Если бы это было так, воспринимаемая разница в яркости целевых элементов, показанная на рисунке 3 ( A ), в значительной степени не зависела бы от окружающего поля на рисунке 3 ( C), которая имеет более низкий пространственный контраст, чем цель, что соответствует наблюдениям. Несмотря на это, утверждали они, «это рассуждение подрывается тем фактом, что видимый контраст целевого шаблона на рисунке 3 ( D ) в основном не зависит от окружения рисунка 3 ( F )». Поэтому они решили исследовать иллюзию Чабба «полностью эмпирически», как в основном следствие прошлого опыта или, в данном случае, влияния передачи на неоднозначные стимулы. [1]

Общим знаменателем наблюдений Lotto и Purves является объяснительная сила несовершенной передачи. [1] Неидеальный коэффициент пропускания приводит к тому, что наблюдатели испытывают меньшую разницу в спектральном контрасте или яркости от поверхностей объектов. [1] [8]Это связано с тем, что дефекты в среде передачи, такие как атмосферные эффекты, искажают коэффициент пропускания. Например, коэффициент пропускания изменяется при просмотре объектов на расстоянии, в смоге или тумане, а также сквозь ткань, стекло или воду. Эти условия сильно влияют на количество света, попадающего в глаз. Эта гипотеза была проверена путем изменения вероятного вклада несовершенного пропускания путем манипулирования информацией о движении, яркости и цвете. В некоторых случаях относительная яркость двух целевых поверхностей может быть уменьшена, как демонстрируют Lotto и Purves, с соотношения 8: 3 примерно до 7: 5. Если восприятие генерируется эмпирическим путем, то «степень, в которой стимул согласуется с несовершенной передачей ... будет включена в восприятие цели». [1]

Соответствующий поведенческий ответ зависит от оценки относительного вклада освещения, отражения и пропускания в зрительные стимулы. Визуальное восприятие контраста зависит от эффектов несовершенного пропускания, а не от яркости 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 могли бы быть возникают, если фоновый узор просматривается через несовершенно передающую среду. [1]

В объяснении прозрачности иллюзии Чабба утверждается, что изменение стимула на Рисунке 1 ( B ) таким образом, чтобы сделать его менее согласованным с просмотром через несовершенную среду, должно уменьшить или обратить иллюзию вспять. Испытания подтверждают эту гипотезу. Это объяснение ставит под сомнение гипотезу, согласно которой изменение яркости, движения или спектрального распределения поля, окружающего цель, не повлияет на восприятие. [1]

Эмпирические данные также противоречат гипотезе о том, что «иллюзии яркости», вызванные переходами контуров в стимуле, объясняют иллюзию Чабба, предложенную Андерсоном (1997). [1] [9]

Иллюзии Чабба в предсказании шизофрении [ править ]

Визуальные иллюзии можно разделить на физиологические / патологические, перцептивные и неоднозначные (бистабильные / мультистабильные). Отклонение от естественного восприятия объектов (стимул) побуждает оценивать теории восприятия. [10] Визуальное восприятие при шизофрении отличается уменьшенными контекстными корректировками и более точным восприятием стимула в задачах, включающих «пространственные контекстуальные эффекты». [11] Согласно Юнис и др., «Контекстные иллюзии возникают из-за адаптивной склонности зрения подчеркивать относительные различия между чертами, 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 эффективность 15 участников с хронической шизофренией, 13 участников психиатрического профиля, включая лиц с личностными и биполярными расстройствами, а также 20 здоровых людей, не имеющих психического статуса. Им был представлен небольшой изолированный участок-мишень или небольшой участок с высококонтрастным фоном, за которым следовало удаленное эталонное пятно. Затем участников попросили отметить, какой участок, по их мнению, был выше по контрасту на основе их наблюдений. [12]

Иммунитет группы шизофреников к контрастной иллюзии был исключительным: 12 из 15 правильных суждений, в то время как здоровые участники продемонстрировали серьезное неправильное восприятие центральных стимулов. Это показывает, что люди с шизофренией способны более точно воспринимать «абсолютные характеристики» «индивидуальных особенностей». [12] В то время как контекстные модуляции в отношении яркости, размера и ориентации были одинаковыми между группами, слабые контекстные модуляции коррелируют с худшими симптомами и социальным функционированием. [13] [11]

Нарушения зрения при шизофрении могут привести к когнитивным и социальным проблемам. [11] Результаты улучшенной работы помогают нам установить скрытые нарушения зрения. Действительно, наблюдается быстрый рост использования контекстных визуальных задач (иллюзий Чабба) в клинических испытаниях и исследованиях шизофрении, проводимых при поддержке NIH. (Gold et al., 2012). [11]

Старость [ править ]

Как у людей, так и у животных наблюдается снижение тормозной функции коры головного мозга в стареющей зрительной системе. Это снижение ингибирования объясняет снижение ориентации и настройки направления старых зрительных нейронов. LR Betts et al. (2005) продемонстрировали, что пожилые люди могли различать движения высококонтрастных стимулов быстрее, чем молодые люди, и что торможение отвечает 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 меньшего торможения. Стимулы, используемые для экспериментов, были основаны на параметрах, используемых Дакином, Карлином и Хемсли (2005), которые использовали иллюзию Чабба для проверки снижения торможения у шизофреников. Однако их исследование показало, что контрастная чувствительность на самом деле не снижалась с возрастом, поскольку участники старшего возраста показали большее несоответствие воспринимаемого контраста объекта по отношению к фону, чем участники более молодого возраста. [14]

См. Также [ править ]

  • Эффект контраста
  • Иллюзия тени шашки
  • Пространственная частота

Ссылки [ править ]

  1. ^ Б с д е е г ч я J к л м лото, Р. Бо; Purves, Дейл (июль 2001 г.). «Эмпирическое объяснение иллюзии Чабба» (PDF) . Журнал когнитивной неврологии . 13 (5): 547–55. CiteSeerX  10.1.1.488.377 . DOI : 10.1162 / 089892901750363154 . PMID  11506656 . Архивировано из оригинального (PDF) 07 сентября 2006 года . Проверено 27 марта 2013 .
  2. ^ Б с д е е г ч Чаббом, C; Сперлинг, G; Соломон, Дж. А. (декабрь 1989 г.). «Взаимодействие текстур определяет воспринимаемый контраст» . Труды Национальной академии наук США . 86 (23): 9631–5. DOI : 10.1073 / pnas.86.23.9631 . PMC 298552 . PMID 2594791 .  
  3. ^ Бах, Майкл. «Контроль усиления контрастности» . www.michaelbach.de . Проверено 30 марта 2017 .
  4. Перейти ↑ Wallach, H (1948). «Постоянство яркости и природа ахроматических цветов». J Exp Psychol . 38 (3): 310–24. DOI : 10.1037 / h0053804 . PMID 18865234 . 
  5. ^ Grossberg, S .; Тодорович, Д. (1988). «Нейродинамика восприятия 1-D и 2-D яркости: единая модель классических и недавних явлений» . Восприятие психофизики . 43 (3): 241–77. DOI : 10.3758 / bf03207869 . PMID 3347487 . 
  6. ^ Первс, Dale (2001). «Почему мы видим вещи так, как мы: свидетельство полностью эмпирической стратегии видения» . Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci . 356 (1407): 285–97. DOI : 10.1098 / rstb.2000.0772 . PMC 1088429 . PMID 11316481 .  
  7. Перейти ↑ Adelson, EH (1999). Иллюзии восприятия света и легкости . Новые когнитивные нейронауки . MIT Press. п. 339. ISBN. 978-0-262-07195-6.
  8. ^ Метелли, F; ДаПос, О; Каведон, А (1985). «Сбалансированная и несбалансированная, полная и частичная прозрачность» . Восприятие психофизики . 38 (4): 354–66. DOI : 10.3758 / BF03207164 . PMID 3831912 . 
  9. Перейти ↑ Anderson, BL (1997). «Теория иллюзорной легкости и прозрачности в монокулярных и бинокулярных изображениях: роль контуров стыков» (PDF) . Восприятие . 26 (4): 419–453. DOI : 10,1068 / p260419 . PMID 9404492 .  
  10. ↑ Вскоре, Чун Сионг; Дубей, Рахит; Ананьев, Егор; Се, По-Чан (01.01.2017). Чжао, Ци (ред.). Вычислительная и когнитивная неврология зрения . Когнитивные науки и технологии. Springer Singapore. С. 221–233. DOI : 10.1007 / 978-981-10-0213-7_10 . ISBN 9789811002113.
  11. ^ a b c d e Ян, Юнис; Тадин, Дудже; Glasser, Davis M .; Хонг, Сан Ук; Блейк, Рэндольф; Парк, Сохи (2012-11-15). «Обработка визуального контекста при шизофрении» . Клиническая психологическая наука . 1 (1): 5–15. DOI : 10.1177 / 2167702612464618 . PMC 3756604 . PMID 23997995 .  
  12. ^ a b Дакин, Стивен; Карлин, Патрисия; Хемсли, Дэвид (2005-10-25). «Слабое подавление визуального контекста при хронической шизофрении». Текущая биология . 15 (20): R822–824. DOI : 10.1016 / j.cub.2005.10.015 . ISSN 0960-9822 . PMID 16243017 .  
  13. ^ Кин, Брайан П .; Джозеф, Джейми; Сильверштейн, Стивен М. (2014-04-01). «Поздние, а не ранние стадии восприятия формы Канижи нарушены при шизофрении» . Нейропсихология . 56 : 302–311. DOI : 10.1016 / j.neuropsychologia.2014.02.001 . PMC 4103877 . PMID 24513023 .  
  14. ^ a b Карась, Рене; Маккендрик, Эллисон М. (14 мая 2009 г.). «Старение изменяет объемную модуляцию воспринимаемого контраста» . Журнал видения . 9 (5): 11.1–9. DOI : 10.1167 / 9.5.11 . ISSN 1534-7362 . PMID 19757889 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Эмпирическое объяснение: иллюзия Чабба , из лаборатории Дейла Первеса.
  • Контроль усиления контрастности