Экологический подход к зрительному восприятию

В экологической теории зрительного восприятия Дж. Гибсон (1987) развивает основную мысль своей первоначальной теории восприятия, названной перцептивной психофизикой, — мысль о том, что вся информация об окружающем мире целиком и полностью представлена в оптическом потоке. Таким образом, делается вывод, что для построения образа восприятия вполне достаточно сенсорной информации, представленной в оптическом потоке. Эта информация полностью описывает воспринимаемый мир.

Дж. Гибсон настаивает на различении воспринимаемого, знаемого и физического миров.

Физический мир — это тот мир, что существует помимо человека и никак не связан с ним, хотя человек тоже является частью физического мира. Физический мир существует объективно, независимо от наших знаний о нем. Он существовал еще до возникновения человека и будет существовать, если с человечеством что-то случится.

Человек имеет определенные представления о физическом мире. Эти представления формируют знаемый мир. Знаемый мир может меняться по мере развития наших знаний об окружающем нас физическом мире.

Часть знаний о физическом мире мы получаем благодаря нашей способности воспринимать окружающий мир, поэтому необходимо говорить еще и о воспринимаемом мире. Воспринимаемый мир отражает то, как физический мир представлен в нашем восприятии. Не все факты физического мира присутствуют в воспринимаемом нами мире, хотя часть этих фактов и закономерностей может быть представлена в знаемом мире. Например, мы знаем о существовании радиоволн в физическом мире электромагнитных явлений и даже используем эти знания в нашей жизни. Но мы не способны воспринять их. Как уже отмечалось, практически единственным спектром электромагнитных излучений, которые присутствуют в нашем восприятии, является видимый спектр, т. е. наше восприятие мира электромагнитных явлений ограничивается восприятием света и цвета.

В то же время следует отметить, что воспринимаемый мир не является лишь бледным отражением физического мира, каким, по мнению Сократа, является мир вещей по отношению к миру идей. Напротив, воспринимаемый мир обладает и своей спецификой, которая не имеет однозначных коррелятов в физическом мире. Например, в физическом мире отсутствуют человеческая улыбка и сексуальная привлекательность. Это факты только воспринимаемого мира.

Следовательно, рассуждал Гибсон, воспринимаемый нами мир нужно отличать от физического: ведь не все факты физического мира присутствуют в воспринимаемом мире и наоборот. Воспринимаемый, или видимый, мир нельзя отождествлять с простым видимым полем. Видимое поле — лишь часть видимого мира. Оно, в отличие от воспринимаемого мира, ограничено наличной стимуляцией.

Гибсон говорил, что одна из главных ошибок тех исследователей, которые рассуждают о природе восприятия, заключается в том, что они пытаются сразу ответить на вопрос «Как мы воспринимаем?», минуя более важный и значимый вопрос «Что мы воспринимаем?». Поэтому значительная часть его последнего и, по-видимому, главного и основополагающего труда, посвященного зрительному восприятию, «Экологический подход к зрительному восприятию», увидевшего свет в 1979 г. уже после смерти Гибсона, посвящена именно описанию воспринимаемого мира.

Гибсон утверждает, что поскольку воспринимаемый мир отличается от физического, то и способы его описания также должны быть другими. Поэтому он отвергает возможность описания воспринимаемого, видимого мира на языке физической оптики. Для понимания того, что мы воспринимаем, нужен другой язык — язык экологической оптики. Термин экологическая означает, что факты и события воспринимаемого мира не могут быть рассмотрены вне той роли, которую они играют для человека и животного. В связи с этим Гибсон вводит понятие возможностей. Тот или иной факт окружающего нас мира может представлять для нас различные возможности. Например, перепад двух плоскостей может восприниматься как обрыв или как уступ в зависимости от того, в какой степени этот перепад соизмерим с нашим ростом и какую опасность он может в связи с этим представлять для нас. Стул воспринимается нами как средство для сидения не потому, что эта функция стула сохранилась в нашем прошлом опыте, а потому, что его конструкция дает нам такую возможность.

И только подробно обсудив устройство воспринимаемого мира в терминах разработанной им экологической оптики, Дж. Гибсон переходит к вопросу о том, как мы этот мир воспринимаем. Он указывает на то, что зрительное восприятие окружающего нас мира, конечно же, возможно только благодаря свету. Но сам свет представляет собой лишь физическое явление и, следовательно, относится исключительно к физическому, а не воспринимаемому миру. Именно поэтому, по мнению Дж. Гибсона, было бы неправильно сказать, что мы воспринимаем свет. Свет мы не воспринимаем. А воспринимаем мы объемлющий оптический поток. Это не просто свет как физическое явление, это особым образом структурированный для субъекта восприятия свет.

Структуру объемлющего потока можно описать с помощью зрительных телесных, т. е. трехмерных, углов, общая вершина которых лежит в точке наблюдения (рис. 7.1). Сами телесные углы оказываются различными в зависимости от положения наблюдателя и источника света. Однако важным являются не размеры этих углов, а соотношения между ними. В связи с этим Гибсон развивает идею об инвариантности, т. е. неизменности, глубинных соотношений объемлющего оптического потока.

Неизменность структуры оптического потока обозначает инвариантность его глубинной структуры. Источником инвариантности является в первую очередь относительное постоянство компоновки поверхностей. Иными словами, до тех пор пока неизменной остается сама компоновка воспринимаемых поверхностей, неизменной остается и глубинная структура объемлющего оптического потока, несмотря на возможное движение наблюдателя и источника света, в качестве которого обычно выступает солнце. Последние два фактора, напротив, являются источником вариативности поверхностной структуры объемлющего оптического потока.

Рис. 7.1. Структура объемлющего оптического потока Таким образом, предполагается, что процесс восприятия связан с выделением устойчивых инвариантов в изменчивой, вариативной, структуре оптического потока, по-другому называемого оптическим объемлющим строем. Это достигается за счет активного исследования субъектом окружающего его мира — того мира, который этот субъект способен воспринять.

Такая активность носит исключительно двигательный характер, т. е. связана с поиском и отбором релевантной для зрительного восприятия информацией: движения глаз > движения головы > перемещения наблюдателя в пространстве (локомоции). Результатом такой сложной иерархически организованной системы активности и является вычленение нужных зрительных инвариант, содержащихся в информации, представленной оптическим потоком.

Надо отметить, что Гибсон не только разработал ряд теоретических положений, которые объясняют возможные механизмы зрительного восприятия как акта прямого зрения, но и осуществил ряд экспериментальных исследований, которые были призваны поддержать его теорию. Также в подтверждение его теории свидетельствует ряд фактов, полученных вне его экспериментов, но предполагавших сходную с ним методологию. В частности, в пользу экологической концепции Гибсона, безусловно, свидетельствуют уже рассмотренные нами исследования биологического движения.

Подводя итог этому обсуждению, необходимо отметить, что в целом теория Дж. Гибсона неплохо объясняет факты неискаженного восприятия в условиях обогащенной стимуляции. Тем не менее она с трудом может истолковать факты иллюзорного восприятия. На этот недостаток своей теории обращал внимание и сам Дж. Гибсон. Однако он считал, что задача объяснения иллюзий восприятия не является первоочередной.

Моделирование процесса восприятия

Еще одним примером реализации объектно-ориентированного подхода, описывающего процесс восприятия по принципу «снизу вверх», является информационно-вычислительный подход к зрительному восприятию. Основоположником его считается англо-американский исследователь, специалист в области компьютерного моделирования процессов восприятия Дэвид Марр (1945−1980). Подобно Дж. Гибсону Д. Марр утверждал о необходимости разграничения того, что осуществляется в ходе восприятия, и того, как это осуществляется. Он считал очень важным понять, что делает зрительное восприятие, прежде чем мы сможем обратиться к решению вопроса о том, какие конкретные перцептивные механизмы это обеспечивают.

Таким образом, Д. Марр пришел к заключению о существовании трех уровней представления зрительной сцены, которые различаются сложностью описания. Они могут рассматриваться как стадии построения перцептивного образа.

На первой стадии осуществляется построение первичного наброска. Этот способ представления зрительного образа несет в себе общую информацию о контурах, углах, распределении яркостей и т. п. Затем эта информация используется на второй стадии построения перцептивного образа, результатом которой является формирование 2,5-мерного представления зрительной сцены.

2,5-мерный набросок несет в себе более детальную информацию, включающую выделение глубины и ориентации видимых поверхностей. Но это еще не полное представление зрительной сцены, так как оно не является независимым от наблюдателя. Сам наблюдатель оказывается как бы центром отсчета в этой системе, т. е. зрительная информация остается в сущности ретинальной по своей природе.

Наконец, на третьей стадии осуществляется еще более тонкий анализ зрительной информации. Результатом этого становится построение трехмерной модели зрительной сцены. Это представление уже не зависит от положения наблюдателя и обладает свойством константности.

Надо сказать, что теория Марра, разработанная в первую очередь в рамках теории искусственного интеллекта, не является строго психологической по своему содержанию, но она оказала и продолжает оказывать существенное влияние и на развитие психологических теорий восприятия.