Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Демонстрация явления фи с использованием двух черных полос ( SOA  = 102 мс, ISI  = -51 мс)

Термин « фи-феномен» используется в узком смысле для очевидного движения , которое наблюдается, если два соседних оптических стимула попеременно предъявляются с относительно высокой частотой. В отличие от бета-движения , наблюдаемого на более низких частотах, кажется, что сами стимулы не двигаются. Вместо этого диффузная, аморфная тень, похожая на что-то, кажется, прыгает перед стимулами и временно перекрывает их. Кажется, что эта тень имеет цвет фона. [1] Макс Вертхаймер впервые описал эту форму очевидного движения в своей диссертации о абилитации , опубликованной в 1912 году [2], знаменующей рождение гештальт-психологии .[3]

В более широком смысле, особенно если используется феномен множественной формы фи , он применяется также ко всем видимым движениям, которые можно увидеть, если два соседних оптических стимула представлены поочередно. Сюда входит, в частности, бета-движение , которое важно для создания иллюзий движения в кино и анимации . [4] [5] Фактически, Вертхаймер применил термин «φ-феномен» ко всем видимым движениям, описанным в его диссертации, когда он ввел термин в 1912 году, беспредметное движение, которое он назвал «чистым φ». [2] Тем не менее, некоторые комментаторы утверждают, что он зарезервировал греческую букву φ для чистого, беспредметного движения. [6] [7]

Экспериментальная демонстрация [ править ]

«Магни-фи» вариант классической экспериментальной установки с более чем двумя элементами.

В классических экспериментах Вертхаймера использовались две световые линии или кривые, многократно отображаемые одна за другой с помощью тахистоскопа . [8] Если использовались определенные, относительно короткие интервалы между стимулами и расстояние между стимулами было подходящим, то его испытуемые (которыми оказались его коллеги Вольфганг Келер и Курт Коффка [9] ) сообщали, что видели чистое «беспредметное» движение. . [8]

Однако стабильно и убедительно продемонстрировать фи оказывается сложно. Чтобы облегчить демонстрацию этого явления, психологи 21-го века разработали более яркую экспериментальную схему с использованием более чем двух стимулов. В этой демонстрации, называемой «Магни-фи», идентичные диски располагаются по кругу, и в быстрой последовательности один из дисков скрывается по часовой стрелке или против часовой стрелки. Это облегчает наблюдение за движением, похожим на тень, которое открыл Вертхаймер. Демонстрация Magni-phi устойчива к изменениям таких параметров, как время, размер, интенсивность, количество дисков и расстояние просмотра. [8]

Более того, явление может наблюдаться более надежно даже с двумя элементами, если отрицательный межстимульный интервал(ISI) используется (то есть, если периоды, в течение которых видны два элемента, немного перекрываются). В этом случае наблюдатель может видеть два объекта как неподвижные и бессознательно предполагать, что повторное появление стимула с одной стороны означает, что объект, ранее отображаемый в этой позиции, снова появился, а не, как наблюдалось с бета-движением, что объект из противоположная сторона только что перешла на новую позицию. Решающим фактором для этого восприятия является кратковременность прерывания стимула с каждой стороны. Это подтверждается наблюдением, что два параметра должны быть правильно выбраны для создания явления чистого фи: во-первых, абсолютная длительность промежутка с каждой стороны не должна превышать примерно 150 мс, а во-вторых, длительность промежутка не должна превышать 40% периода стимула. [1]

История исследований [ править ]

В своей диссертации 1912 года Вертхаймер ввел символ φ ( фи ) следующим образом: [2]

Помимо «оптимального движения» (позже названного бета-движением) и частичного движения обоих объектов, Вертхаймер описал явление, которое он назвал «чистым движением». В связи с этим он резюмировал описания своих подопытных следующим образом:

Вертхаймер придавал этим наблюдениям большое значение, поскольку, по его мнению, они доказали, что движение можно воспринимать напрямую и не обязательно выводить из раздельного ощущения двух оптических стимулов в немного разных местах в несколько разное время. [2] Этот аспект его диссертации стал важным пусковым механизмом в запуске гештальт-психологии. [8]

Начиная с середины 20 века в научной литературе возникла путаница относительно того, что именно представляет собой феномен фи. Одна из причин могла заключаться в том, что англоязычным ученым было трудно понять тезис Вертхаймера, который был опубликован на немецком языке. Стиль письма Вертхаймера также своеобразен. [10] Кроме того, тезис Вертхаймера не указывает точно, при каких параметрах наблюдалось «чистое движение». Более того, это явление сложно воспроизвести. Влиятельная история психологии ощущений и восприятия Эдвина Боринга , впервые опубликованная в 1942 году, внесла свой вклад в эту путаницу. [11]Боринг перечислил явления, которые наблюдал Вертхаймер, и отсортировал их по длине межстимульного интервала. Однако Боринг поместил феномен фи в неправильную позицию, а именно как имеющий относительно длинный интервал между стимулами. Фактически, с такими длинными интервалами испытуемые вообще не ощущают движения; они наблюдают только два последовательно появляющихся объекта. [8]

Эта путаница, вероятно, способствовала «повторному открытию» феномена фи под другими названиями, например, как «движение омега», «движение остаточного изображения» и «движение тени». [1]

Иллюзия обратного фи [ править ]

Поскольку кажущееся движение фи воспринимается зрительной системой человека с помощью двух неподвижных и похожих оптических стимулов, предъявляемых друг к другу, последовательно экспонируемых с высокой частотой, существует также обратная версия этого движения, которая представляет собой обратную иллюзию фи. [12] Иллюзия обратного фи - это вид феномена фи, который исчезает или растворяется от своего положительного направления к смещенному отрицательному, так что видимое движение, воспринимаемое человеком, противоположно реальному физическому смещению. Иллюзия обратного фи часто сопровождается черно-белыми узорами.

Считается, что иллюзия обратного фи - это действительно эффекты яркости, которые возникают, когда изменяющее яркость изображение движется по нашей сетчатке. [12] [13]Это можно объяснить механизмами модели зрительного рецептивного поля, в которой зрительные стимулы суммируются в пространстве (процесс, обратный пространственной дифференциации). Это пространственное суммирование слегка размывает контур и, таким образом, изменяет воспринимаемую яркость. Эта модель восприимчивого поля подтверждает четыре прогноза. Во-первых, фовеальный обратный фи должен быть разрушен, когда смещение превышает ширину рецептивных полей фовеа. Во-вторых, иллюзия обратного фи существует в периферической сетчатке для большего смещения, чем в ямке, поскольку рецептивные поля больше в периферической сетчатке. В-третьих, пространственное суммирование рецептивных полей может быть увеличено за счет визуального размытия перевернутой иллюзии фи, проецируемой на экран с расфокусированной линзой. В-четвертых,

В самом деле, наша зрительная система одинаково обрабатывает феномен фи, направленный вперед и назад. Наша зрительная система воспринимает феномен фи между отдельными точками соответствующей яркости в последовательных кадрах, и движение фи определяется на локальной, точечной основе, опосредованной яркостью, а не на глобальной основе. [13]

Нейронный механизм, лежащий в основе чувствительности к феномену обратного фи [14] [ править ]

  • Ячейки детекторов движения T4 и T5 необходимы и достаточны для обратного поведения фи, и нет других путей, чтобы вызвать поворотные реакции для обратного движения фи.
  • Тангенциальные клетки демонстрируют частичный ответ напряжения при стимуляции обратного движения фи.
  • Модель детектора Хассенштейна-Райхардта
  • Имеются существенные ответы на обратный phi в дендритах Т4 и маргинальные ответы на дендриты Т5.

Феномен фи и бета-движение [ править ]

Пример бета-движения

Феномен фи долгое время путали с бета-движением ; однако основатель гештальт-школы психологии Макс Вертхаймер выделил разницу между ними в 1912 году. Хотя феномен Фи и бета-движение можно рассматривать в одной и той же категории в более широком смысле, на самом деле они весьма различны.

Во-первых, разница на нейроанатомическом уровне. Визуальная информация обрабатывается двумя способами: один обрабатывает положение и движение, а другой - форму и цвет. Если объект движется или меняет положение, он может стимулировать оба пути и привести к восприятию бета-движения. В то время как, если объект меняет положение слишком быстро, это может привести к восприятию чистого движения, такого как феномен фи.

Во-вторых, феномен фи и бета-движение также различны в восприятии. Для феномена фи два стимула A и B предъявляются последовательно, вы воспринимаете какое-то движение, проходящее через A и B; в то время как для бета-движения, все еще с двумя стимулами A и B, предъявляемыми последовательно, то, что вы воспринимаете, было бы объектом, фактически переходящим из положения A в положение B.

Разница также заключается в когнитивном уровне, в том, как наша зрительная система интерпретирует движение, что основано на предположении, что зрительная система решает обратную проблему интерпретации восприятия. Для соседних стимулов, производимых объектом, зрительная система должна сделать вывод об объекте, поскольку соседние стимулы не дают полной картины реальности. Наша зрительная система может интерпретировать разные вещи. Следовательно, наша визуальная система должна налагать ограничения на множественные интерпретации, чтобы получить уникальную и аутентичную. Принципы, используемые нашей визуальной системой для установки ограничений, часто имеют отношение к простоте и вероятности. [15]

Модель детектора Хассенштейна – Райхардта [ править ]

Модель обнаружения Хассенштейна – Райхардта

Модель детектора Хассенштейна-Райхардта считается первой математической моделью, предлагающей, чтобы наша зрительная система оценивала движение, обнаруживая временную взаимную корреляцию интенсивностей света из двух соседних точек, короче говоря, теоретическую нейронную схему того, как наша зрительная система отслеживает движение. . Эта модель может объяснить и предсказать фи-феномен и его обратную версию. [14] [16] Эта модель состоит из двух местоположений и двух визуальных входов. Если обнаруживается один вход в одном месте, сигнал будет отправлен в другое место. Два визуальных входа будут асимметрично отфильтрованы по времени, затем визуальный контраст в одном месте умножается на контраст с задержкой по времени в другом месте. Наконец, результат умножения будет вычтен, чтобы получить результат.

Следовательно, два положительных или два отрицательных сигнала будут генерировать положительный выходной сигнал; но если входы - один положительный и один отрицательный, выход будет отрицательным. Математически это соответствует правилу умножения.

Для явления фи детектор движения будет разработан для обнаружения изменения интенсивности света в одной точке сетчатки, а затем наша зрительная система будет вычислять корреляцию этого изменения с изменением интенсивности света в соседней точке сетчатки с коротким замыканием. задерживать. [17]

Модель Райхардта [ править ]

Модель Рейхардта [16] представляет собой более сложную форму простейшей модели детектора Хассенштейна – Рейхардта, которая считается попарной моделью с общей квадратичной нелинейностью. Поскольку метод Фурье считается линейным методом, модель Райхардта вводит мультипликативную нелинейность, когда наши визуальные реакции на изменения яркости в различных местоположениях элементов объединяются. [18] В этой модели один вход фоторецептора будет задерживаться фильтром для сравнения путем умножения с другим входом из соседнего места. Входной сигнал будет фильтроваться два раза зеркально-симметричным образом: один перед умножением и один после умножения, что дает оценку движения второго порядка. [16] [19]Эта обобщенная модель Райхардта допускает произвольные фильтры до мультипликативной нелинейности, а также фильтры постнелинейности. [16] Феномен Фи часто рассматривается как движение первого порядка, но в соответствии с этой моделью перевернутое Фи может быть как первого, так и второго порядка.  [20]

См. Также [ править ]

  • Феномен цветного фи
  • Восприятие движения

Внешние ссылки [ править ]

  • Бета-движение и феномен Фи.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Вебьёрн Экролл, Франц Фаул, Юрген Гольц: Классификация ощущений очевидного движения на основе временных факторов. В: Journal of Vision. Volume 8, 2008, Issue 31, pp. 1–22 ( онлайн ).
  2. ^ a b c d Макс Вертхаймер: Experimentelle Studien über das Sehen von Bewegung. Zeitschrift für Psychologie, Volume 61, 1912, pp. 161–265 ( онлайн ; PDF-Datei; 8,61 МБ).
  3. ^ Wagemans, Йохан; Старейшина, Джеймс Х .; Кубовы, Михаил; Палмер, Стивен Э .; Петерсон, Мэри А .; Сингх, Маниш; фон дер Хейдт, Рюдигер (2012). «Век гештальт-психологии в визуальном восприятии: I. Перцептивная группировка и организация фигуры и фона» . Психологический бюллетень . 138 (6): 1172–1217. DOI : 10.1037 / a0029333 . ISSN  1939-1455 . PMC  3482144 . PMID  22845751 .
  4. ^ Фридрих Кенкель: Untersuchungen über den Zusammenhang zwischen Erscheinungsgröße und Erscheinungsbewegung bei einigen sogenannten optischen Täuschungen. В: Ф. Шуман (ред.): Zeitschrift für Psychologie. Том 67, Лейпциг, 1913 г., стр. 363
  5. ^ Марта Бласснигг: Время, память, сознание и опыт кино: пересмотр идей о материи и духе. Edision Rodopi, Амстердам / Нью-Йорк 2009, ISBN 90-420-2640-5 , стр. 126 ( онлайн ). 
  6. ^ Скучно, Эдвин Г. (1949). Ощущение и восприятие в истории экспериментальной психологии . Нью-Йорк: Appleton-Century-Crofts. С.  595 . Проверено 24 октября 2019 .
  7. ^ Секулер, Роберт (1996). «Восприятие движения: современный взгляд на монографию Вертхаймера 1912 года». Восприятие . 25 (10): 1243–1258. DOI : 10,1068 / p251243 . ISSN 0301-0066 . PMID 9027927 . S2CID 31017553 .   
  8. ^ a b c d e Роберт М. Штейнман, Зигмунт Пизлоб, Филип Дж. Пизлоб: Фи - это не бета, и почему открытие Вертхаймера положило начало гештальт-революции. В: Исследование зрения. Volume 40, 2000, pp. 2257–2264 ( онлайн ).
  9. ^ Смит, Барри (1988). «Гештальт-теория: очерк философии» . В Смит, Барри (ред.). Основы теории гештальта . Вена: Philosophia Verlag. С. 11–81. Архивировано из оригинала на 2012-02-22 . Проверено 12 октября 2019 .
  10. ^ Шипли, Торн, изд. (1961). Классика психологии . Нью-Йорк: Философская библиотека. С.  1032 , сноска 1 . Проверено 22 октября 2019 .
  11. ^ Эдвин Скучно: ощущение и восприятие в истории экспериментальной психологии. Appleton-Century-Crofts, Нью-Йорк, 1942 г. ( онлайн ).
  12. ^ a b Анстис, Стюарт М .; Роджерс, Брайан Дж. (1975-08-01). «Иллюзорное изменение визуальной глубины и движения при изменении контраста». Исследование зрения . 15 (8): 957 – IN6. DOI : 10.1016 / 0042-6989 (75) 90236-9 . ISSN 0042-6989 . PMID 1166630 . S2CID 18142140 .   
  13. ^ a b Анстис, С.М. (1970-12-01). «Движение фи как процесс вычитания». Исследование зрения . 10 (12): 1411 – IN5. DOI : 10.1016 / 0042-6989 (70) 90092-1 . ISSN 0042-6989 . PMID 5516541 .  
  14. ^ а б Леонхардт, Альёша; Мейер, Матиас; Серб, Этьен; Эйхнер, Хуберт; Борст, Александр (2017). «Нейронные механизмы, лежащие в основе чувствительности к обратному движению фи в лету» . PLOS ONE . 12 (12): e0189019. DOI : 10.1371 / journal.pone.0189019 . ISSN 1932-6203 . PMC 5737883 . PMID 29261684 .   
  15. ^ Штейнман, Роберт М .; Пизло, Зигмунт; Пизло, Филип Дж. (1 августа 2000 г.). «Фи - это не бета, и почему открытие Вертхаймера положило начало гештальт-революции» . Исследование зрения . 40 (17): 2257–2264. DOI : 10.1016 / S0042-6989 (00) 00086-9 . ISSN 0042-6989 . PMID 10927113 . S2CID 15028409 .   
  16. ^ a b c d Фитцджеральд, Джеймс Э .; Кацов, Александр Юрьевич .; Clandinin, Thomas R .; Шнитцер, Марк Дж. (2011-08-02). «Симметрии в статистике стимулов формируют форму оценщиков зрительного движения» . Труды Национальной академии наук . 108 (31): 12909–12914. DOI : 10.1073 / pnas.1015680108 . ISSN 0027-8424 . PMC 3150910 . PMID 21768376 .   
  17. ^ Вернер, Райхардт (2012). Розенблит, Уолтер А. (ред.). Автокорреляция, принцип оценки сенсорной информации центральной нервной системой . MIT Press. DOI : 10.7551 / mitpress / 9780262518420.001.0001 . ISBN 978-0-262-31421-3.
  18. ^ Гилрой, Ли А .; Хок, Ховард С. (2004-08-01). «Мультипликативная нелинейность в восприятии видимого движения» . Исследование зрения . 44 (17): 2001–2007. DOI : 10.1016 / j.visres.2004.03.028 . ISSN 0042-6989 . PMID 15149833 .  
  19. ↑ Борст, Александр (ноябрь 2000 г.). «Модели обнаружения движения» . Природа Неврологии . 3 (11): 1168. DOI : 10.1038 / 81435 . ISSN 1546-1726 . PMID 11127831 . S2CID 8135582 .   
  20. ^ Wehrhahn, Кристиан (2006-08-01). "Перевернутая фи" . Журнал видения . 6 (10): 1018–25. DOI : 10.1167 / 6.10.2 . ISSN 1534-7362 . PMID 17132074 .