Spostrzeganie ruchu2007.pdf

Piotr Jaśkowski — Wykłady z percepcji wzrokowej

Przezroczystość ruchu

w ruchu możemy mieć trudności z rozstrzygnię-

ciem, czy patrzymy na jeden obiekt, czy może dwie

nałożone woalki poruszają się niezależnie od siebie.

Odpowiedź na to pytanie będzie bardzo łatwa, jeśli

spojrzymy na brzeg obserwowanego materiału. Ta-

ki unikalny punkt pozwala jednoznacznie określić,

jak przebiega ruch i czy porusza się jeden czy wię-

cej obiektów. Inaczej mówiąc konieczne jest stwo-

rzenie warunków, w których może pojawiać się

problem apertury, gdzie również końce obiektu nie

mogą być widoczne (problem apertury zostanie

omówiony na wykładach).

Badania laboratoryjne zjawiska przezroczystości

ruchu zmierzają do ustalenia, jak układ wzrokowy

rozstrzyga, ile obiektów się porusza, gdy nie może

skorzystać z wymienionych wyżej wskazówek

(odmienności wyglądu obiektów i obserwacji kra-

wędzi). Tworzona jest sytuacja, w której docierają-

ce informacje nie wykluczają żadnego z rozwiązań i

trzeba przyjąć dodatkowe „założenia”. Jak mogą

zatem wyglądać bodźce w taki badaniu? Mogą

przypominać materiał w kratkę (rys. 6).

Wyobraźmy sobie dwie nałożone na siebie płasz-

czyzny złożone z czarno-białych pasków (nazwijmy

je pasiakami). Jeden pasiak składa się z linii pozio-

mych i porusza się w górę. Nałożony na niego pa-

siak składa się z linii pionowych i porusza się w

prawo. Innymi słowy, każdy pasiak porusza się

prostopadle do linii, które go tworzą (rys. 6).

Wiele zjawisk badanych prze psychologię po-

znawczą przekonuje nas, że spostrzeganie nie daje

wiernego obrazu środowiska zewnętrznego i na pro-

ces ten wpływ ma szereg czynników wewnętrznych

(np. zawartość pamięci, oczekiwania). Ich działanie

jest szczególnie wyraźne, gdy środowisko ze-

wnętrzne nie dostarcza pełnych informacji i umysł

sam musi uzupełnić braki. Dokonuje tego zazwy-

czaj w oparciu o wcześniejsze doświadczenie, czyli

wybiera to co „jest możliwe”, bo już wcześniej się

pojawiło czy to co jest najprawdopodobniejsze

(pojawia się częściej niż alternatywne możliwości).

Rolę odgrywa też to, czego się spodziewamy na

przykład ze względu na kontekst. Często przy nie-

pełnych danych widzimy to, co chcemy widzieć al-

bo o czym intensywnie myślimy. Jednym z przykła-

dów tego typu zjawisk jest zjawisko przezroczysto-

ści ruchu.

Przezroczystość ruchu polega na tym, że ruch

spostrzegany w określonym obszarze pola widzenia

interpretowany jest jako poruszanie się dwóch na-

kładających się obiektów, a nie obiektu jednego. Z

taką sytuacją mamy do czynienia bardzo często.

Przykładem przezroczystości ruchu będzie dostrze-

ganie niezależnego ruchu przejrzystej woalki i ru-

chu znajdującej się za nią twarzy, czy spostrzeganie

ruchu tancerki trzymającej przed sobą półprzezro-

czysty szal (którym również porusza).

W takich wypadkach nie mamy wąt-

pliwości, że obserwujemy dwa rucho-

me obiekty, a nie jeden. Niekiedy jed-

nak rozstrzygnięcie tego, czy widzimy

dwa czy jeden poruszający się obiekt,

może nastręczać trudności. Pierwszym

warunkiem jest znaczne podobieństwo

obiektów. Wyobraźmy sobie nałożenie

na siebie dwóch czarnych woalek i po-

ruszanie nimi. Stwierdzenie, czy poru-

sza się jeden czy dwa obiekty może

być już znacznie trudniejsze. Drugim

niezbędnym warunkiem jest uniemoż-

liwienie obserwatorowi śledzenia kra-

wędzi obiektu. Widząc środek woalki

Rys. 6. Pasy pionowe i poziome poruszają się we wzajemnie

prostopadłych kierunkach (strzałki poziome i pionowe poza „materiałem”

wskazują rzeczywisty ruch pasków, zaś strzałki w środku kwadratu obra-

zują ruch spostrzegany). Jeśli szerokość pasów jest równa, obserwator

widzi ruch jednego „pokratkowanego” obiektu wzdłuż przekątnej

kwadratu (rysunek po lewej stronie). Jeśli szerokość pasów jest różna,

widzi jeden pasiak poruszający się w pionie i jeden w poziomie (rysunek

po prawej).

Piotr Jaśkowski — Wykłady z percepcji wzrokowej

Załóżmy też, że niewidoczny jest ruch końców linii.

Czy zdawać nam się będzie, że widzimy, zgodnie z

rzeczywistością, dwa pasiaki poruszające się w

kierunkach prostopadłych, czy też jeden wzór

powstały z nałożenia obu płaszczyzn, poruszający się

w kierunku wypadkowym, czyli po przekątnej?

Okazuje się, że zależy to od kilku czynników.

Jednym z nich jest to, czy oba pasiaki składają się z

linii o jednakowej grubości. Jeśli tak, prawdopodobne

jest, że dostrzeżemy jeden wzór poruszający się po

przekątnej. Jeśli linie będą różne, będziemy mieć

raczej wrażenie dwóch pasiaków poruszających się

niezależnie od siebie w kierunkach prostopadłych.

Będziemy tu odnosili wrażenie przezroczystości

ruchu.

W innych badaniach, które przeprowadzili Stoner,

Albright i Ramachandran (1990) z użyciem podobne-

go materiału wykryto kolejny czynnik mający wpływ

na to, co zobaczy obserwator, a mianowicie stopień

przezroczystości pasiaka. Znaczenie tego czynnika

zostanie zbadane podczas doświadczenia przeprowa-

dzonego na zajęciach. Wiemy, że dwa identyczne pa-

siaki poruszające się w dwóch niezależnych

kierunkach spostrzegane są jako jeden wzór

poruszający się w kierunku wypadkowym. Co się

jednak stanie, gdy miejsca przecięć obu pasiaków

b ę d ą sugerować ich

przezroczystość, tj. że przez „gór-

ny” pasiak widać poruszający się

pasiak dolny? Czy w takiej sytuacji

zobaczymy niezależny ruch dwóch

płaszczyzn, czy ruch jednego

wzoru z wypadkową prędkością?

Aby odpowiedzieć na to pytanie,

Stoner i wsp. wyświetlali bodźce

pokazane na rysunku 8. Widoczny

wzór powstał z nałożenia dwóch

pasiaków: linie jednego z nich są

ustawione pod kątem 45º na lewo

od pionu, a drugiego pod kątem 45º

na prawo od pionu. Jasności pasów

obu wzorów są identyczne.

Natomiast od próbki do próbki

zmianie ulegała jasność miejsca

przecięcia, przyjmując jedną z

kilku z góry ustalonych wartości od

czerni do bieli. Zadaniem obserwatora było

określenie, czy widzi ruch jednego wzoru, czyli ruch

wypadkowy (w tym przypadku w górę) czy ruch

dwóch pasiaków, czyli ruch składowych (w tym przy-

padku na boki). We wspomnianych badaniach okaza-

ło się, że niezależny ruch pasiaków składowych był

znacznie częściej widziany wtedy, gdy warunki

sprzyjajły spostrzeganiu przezroczystości, czyli

punktu przecięcia był nieco ciemniejszy niż linie (rys.

8A). Jeśli miejsce przecięcia było „za ciemne” (rys.

8B) lub „za jasne” (rys. 8C), badani częściej stwier-

dzali, że widzą jeden poruszający się obiekt.

Jak można wyjaśnić to zjawisko? Dlaczego sto-

pień jasności pewnych elementów bodźca miałby

mieć wpływ na to, czy nasz umysł stwierdzi „widzę

dwa poruszające się obiekty” czy „porusza się jeden

obiekt”? Prawdopodobnie dzieje się tak dlatego, że w

sytuacji braku rozstrzygających wskazówek, umysł

podejmuje decyzję na podstawie tego „co jest możli-

we” z punktu widzenia dotychczasowego doświad-

czenia. Człowiek w ciągu życia wielokrotnie styka się

z sytuacjami, gdzie może widzieć poruszające się nie-

zależnie od siebie dwa obiekty w tym samym wycin-

ku pola widzenia. Żeby dostrzec taki ruch, przynajm-

niej bliższy bodziec musi być półprzezroczysty. Czy

Rys. 7. Prostokąt po lewej stronie przykrywaj ący czarny okrąg wydaje się

półprzezroczysty. Inaczej jest w przypadku prostokąta w środku i po prawej

stronie.

Rys. 8. Bodźce zastosowane przez Stonera i wsp. Linie poruszały się w

kierunku prostopadłym do ich orientacji. Od próbki do próbki zmieniała się

jasność miejsca przecięcia linii o różnej orientacji.

Piotr Jaśkowski — Wykłady z percepcji wzrokowej

jednak zdarza się tak, że dwa nałożone na siebie

półprzezroczyste obiekty w miejscu nałożenia były

jaśniejsze? Takie sytuacje się nie zdarzają i dlatego

umysł poza naszą świadomością i wolą, podejmuje

decyzję, że porusza się tylko jeden obiekt, a nie dwa.

Podobnie jest ze zbyt ciemnymi przecięciami pasków.

Czy dwa jasnoszare półprzezroczyste obiekty mogą

po nałożeniu dać czerń? Obserwator z doświadczenia

wie, że tak się nie zdarza. Jego mózg, znów bez

udziału świadomości, może być skłonny do uznania,

że widzi raczej jeden wzór w ruchu, niż dwa nałożone

obiekty.

Nie chcąc tworzyć wrażenia, że „materiał w krat-

kę” to jedyny typ bodźca wykorzystywany w bada-

niach nad przezroczystością ruchu, podajmy inne

przykłady. Do tego typu badań wykorzystuje się rów-

nież płaszczyzny z rozsianymi na nich punktami.

Rozważmy na przykład dwie przenikające się

wzajemnie ruchome płaszczyzny, na których znajdują

się przypadkowo rozsiane punkty. Jeśli zaczniemy

przesuwać względem siebie te przezrocza,

zobaczymy dwie przenikające się ruchome

płaszczyzny. Układ wzrokowy musi w takiej sytuacji

równocześnie ustalić reprezentację “sprzecznych” ru-

chów punktów (na przykład jednocześnie w prawo i

w lewo) należących do dwóch płaszczyzn w tym

samym obszarze przestrzeni. Jeśli widzimy dwie

płaszczyzny, mówi się w takiej sytuacji o

przezroczystości ruchu.

Okazuje się jednak, że nie wszystkie

poruszające się w przeciwnych kierunkach

płaszczyzny wywołają powstanie zjawiska

przezroczystości ruchu, nawet jeśli elementy obu

wzorów są identyczne. Wykazali to Qian, Andersen i

Adelson (1994a) z MIT. W swoich doświadczeniach

zastosowali bodźce w postaci matryc złożonych z

przypadkowo rozsianych punktów. Jeśli punkty

poruszały się w przeciwnych kierunkach — np.

połowa punktów poruszała się w prawo, a połowa w

lewo (matryca punktów niesparowanych) —

obserwator postrzegał dwie ruchome przenikające się

płaszczyzny. Kiedy jednak każdy punkt poruszający

się w lewą stronę, posiadał w bliskiej odległości

swojego kontrpartnera, poruszającego się w prawą

stronę (matryca punktów sparowanych), efekt ruchu

znikał: wydawało się, że punkty po prostu migotają

(patrz rys. 9).

W kolejnej pracy Qian i Andersen (1994b) zbadali

odpowiedzi komórek znajdujących się w pierwszo-

rzędowej korze wzrokowej (V1) i korze V5

(odpowiedzialnej za spostrzeganie ruchu) małpy

( Macacca mulatta ) na bodźce “sparowane” i

“niesparowane” i stwierdzili, że na poziomie kory V1

komórki wrażliwe na kierunek ruchu jednakowo

odpowiadają na oba typy bodźców. Dopiero na

poziomie kory V5 komórki zdecydowanie żywiej

odpowiadają na matryce niesparowanych punktów.

Tak jest — twierdzą autorzy — ponieważ do

poziomu kory V1 “sparowane” i

“niesparowane” bodźce ruchowe

są przetwarzane równolegle. Poza

korą V1 natomiast dochodzi do

tłumienia, jeśli poruszające się

punkty posiadają różne kierunki w

niewielkich regionach pola

widzenia.

Literatura

Rys. 9 Bod źce używane przez Qiana i wsp. przy badaniu zjawiska

przezroczystości ruchu. Po lewej stronie matryce punktów niesparowanych. Przy

każdym punkcie strzałką pokazano kierunek ruchu. Jakkolwiek na rysunku

zaznaczono punkty poruszające się w lewo kolorem niebiekim, a w prawo

czarnym, w rzeczywistości wszystkie punkty miały jednakową barwę. Po prawej

stronie matryce punktów sparowanych. W pobliżu każdego punktu

poruszającego się w prawą stronę znajduje się punkt poruszający się w stronę

lewą. Matryce wyświetlane są w obu przypadkach na bardzo krótki czas.

Qian, N. & Anderesen R. A. (1994a).

Transparency motion perception as

detection of unbalanced motion signals.

II. Physiology. Journal of

Neuroscience , 14 , 7367-7380.

Qian, N., Anderesen R. A. & Adelson

E. H. (1994b). Transparency motion

perception as detection of unbalanced

motion signals. I. Psychophysics.

Piotr Jaśkowski — Wykłady z percepcji wzrokowej

Journal of Neuroscience , 14 , 7357-7366.

Stoner, G. R., Albright, T.D., Ramachandran, V.S.

(1990). Transparency and coherence in human motion

perception. Nature , 344 , 153-155.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: