Элементы теории биологических анализаторов - Позин Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
4. Выделение объекта из фона с помощью бинокулярного зрения. В этом разделе разобран еще один механизм выделения по глубине одного объекта на фоне других.
Психофизиологические данные. В работе 1380] исследовали явление возникновения полос Маха (одновременный контраст) для трехмерного случая, т. е. располагали полоски разной освещенности на разной глубине от наблюдателя («лесенкой»). При наблюдении одним глазом полосы разной освещенности казались расположенными рядом в одной плоскости. В этих условиях при монокулярном наблюдении возникают полосы Маха — подчеркивание перепадов освещенности между соседними полосами. Однако при бинокулярном зрении этот эффект оказался сильно сниженным. Автор заключил, что, возможно, разные по глубине плоскости зрительного пространства представлены в коре головного мозга в разных местах, так что между проекциями полос тормозное взаимодействие (приводящее к подчеркиванию контраста при зрении одпим глазом) ослаблено.
Ричардс [387] провел исследование относительного восприятия удаленности двух стимулов, используя специальную методику кратковременного (на 80 мс) предъявления стимулов. Результаты
этих экспериментов позволили ему выдвинуть следующую гипотезу. В коре имеется три функционально независимых ансамбля бинокулярных нейронов: а) связанных с дивергентной диспаратностью (т. е. диспаратностью точек, более удаленных, чем точка фиксации), б) связанных с нулевой диспаратностью (фиксируемая поверхность), в) связанных с конвергентной диспаратностью (т. е. диспаратностью точек, более близких, чем точка фиксации). Нейроны в ансамбле б) оказывают тормозное воздействие па нейроны других ансамблей.
Психофизиологические данные показывают, следовательно, что проекции в коре разных планов зрительной сцены (плоскости фиксации, ближнего и дальнего плана) разделены и между ними возможно торможение, что может привести, вероятно, к выделению одного плана и подавлению другого, т. е. к «отстройке» объекта от фона. Эти данные согласуются с моделью слияния, онисаннон выше.
Анализ приведенных в этом параграфе электрофизиологических данных позиоляет предположить еще один возможный механизм «отстройки» объекта от фона, связанный с ограниченным диапазоном детектируемых зрительной системой значений диспаратностей.
Л н а л и з электрофизиологических данных о диапазоне воспринимаемых значений диспаратности. Как было сказано выше, максимальное значение детектируемой диспаратности составляет 1,2°. Можно подсчитать, какова глубина области пространства, в которой относительная удаленность объектов воспринимается такими бинокулярными нейронами. Эта глубина может быть вычислена но приближенной формуле [31(5]
AR - ЦД(я* +»2) ,
а — /{lg г]
где R — расстояние до точки фиксации, AR — глубина искомой зоны от точки фиксации, а — половина расстояния между глазами, г| — предельная воспринимаемая величина диспаратности. Как видно, глубина этой зоны сильно зависит от расстояния до точки фиксации (табл. 9.1).
Таблица 9.1
Значение воспринимаемой кошкой глубины (ДЯ) при разных расстояниях до точки фиксации (It)
R (см) 10 20 30 40 60
Л/? (см) 1 5 13 27 90
Как видно из таблицы, величина воспринимаемой глубины (АН) возрастает при увеличении расстояния до точки фиксации (R). Отсюда можно сделать следующие выводы. Во-первых, вывод о том, что при небольшой удаленности рассматриваемого объекта в коре имеется лишь ограниченная часть информации о пространстве, обеспечиваемая бинокулярными нейронами, детектирующими диспаратность, т. е. удаленный фон просто «пе виден». Отсюда следует еще один неожиданный на первый взгляд вывод — опре-делсмтие удаленности по величине бинокулярного параллакса возможно лишь для достаточно удаленных объектов (минимальное расстояние соответствует положению, когда АН Н. И третий вывод — ;>то нелинейная зависимость АЛ от Я 1).
Поскольку объемная форма предметов воспринимается нами ¦без таких нелинейных искажений, то, видимо, есть механизм коррекции. Оп может быть связан с оцепкой величины конвергенции, выполняемой при бинокулярном слиянии. Действительно, чем больше расстояние от глаз до новой точки фиксации, тем на больший угол должны быть разведены глаза при дивергенции и бификсации ;>той повой точки. Таким образом, величина дивергенции может быть использована зрительной системой для изменения «шкалы» оценки относительной глубины по диспаратности.
В ы вод ы. Итак, рассмотренные в этом параграфе данные и их анализ позволяют зафиксировать следующие положения.
1. В зрительной коре разные по глубипе планы сцены представлены возбуждением детекторов диспаратности в разных колонках. Для выделения объекта но глубине на фоне других достаточно вытормозить все колонки, за исключением колонок, где имеются детекторы пулевой и близкой к нулю диспаратности (основной механизм выделепия объекта из фона).
2. На близких расстояниях объект из фона выделяется за счет того, что область пространства, обслуживаемого имеющимися детекторами диспаратпости, сильно сужена (дополнительный механизм выделения объекта из фона).
