Войти
Визуальное пространство - это восприятие пространства осведомленным наблюдателем. Это субъективный аналог пространства физических объектов. У философии, а затем и у психологии, долгая история писаний, описывающих визуальное пространство и его связь с пространством физических объектов. Неполный список будет включать Рене Декарт, Иммануил Кант, Герман фон Гельмгольц, Уильям Джеймс, и это лишь некоторые из них.
Расположение и форму физических объектов можно точно описать с помощью инструментов геометрии. Для практических целей мы занимаем евклидово. Он трехмерный, и его можно измерить с помощью таких инструментов, как линейки. Его можно количественно оценить с помощью систем координат, таких как декартовых x, y, z или полярных координат с углами места, азимута и расстояния от произвольной точки отсчета.
Восприятия, аналоги в сознательном опыте осознающего наблюдателя объектов в физическом пространстве, составляют упорядоченный ансамбль или, как пояснил Эрнст Кассирер, Визуальный Пространство нельзя измерить линейками. Исторически философы использовали самоанализ и рассуждение для его описания. С развитием Психофизики, начиная с Густава Фехнера, были предприняты усилия по разработке подходящих экспериментальных процедур, которые позволяют разрабатывать и проверять объективные описания визуального пространства, включая геометрические описания.. Пример иллюстрирует взаимосвязь между концепциями объекта и визуального пространства. Наблюдателю показывают две прямые линии, которых просят провести их так, чтобы они казались параллельными. Когда это будет сделано, линии будут параллельны в визуальном пространстве. Тогда возможно сравнение с фактическим измеренным расположением линий в физическом пространстве. Хорошая точность может быть достигнута с помощью этих и других психофизических процедур у людей-наблюдателей или поведенческих процедур у обученных животных.
Поле зрения, Область или размер физического пространства, отображаемого на сетчатке, следует отличать от перцептивного пространства, в котором расположены зрительные восприятия, которое мы называем визуальным пространством. Путаница вызвана использованием Sehraum в немецкой литературе для обоих. Нет сомнений в том, что Эвальд Геринг и его последователи имели в виду визуальное пространство в своих произведениях.
Основное различие было сделано Рудольф Карнап между тремя видами пространства, которые он назвал формальным, физическим и перцептивным. Математики, например, имеют дело с упорядоченными структурами, ансамблями элементов, для которых сохраняются правила логико-дедуктивных отношений, ограниченных только тем, что они не противоречат друг другу. Это формальные пространства. Согласно Карнапу, изучение физического пространства означает изучение взаимосвязи между эмпирически детерминированными объектами. Наконец, существует область того, что ученики Канта знают как Anschauungen, непосредственные сенсорные переживания, часто неуклюже переводимые как «апперцепции », которые принадлежат пространствам восприятия.
Геометрия - это дисциплина, посвященная изучению пространства и правил, связывающих элементы друг с другом. Например, в евклидовом пространстве теорема Пифагора предоставляет правило для вычисления расстояний от декартовых координат. В двумерном пространстве постоянной кривизны, таком как поверхность сферы, правило несколько сложнее, но применяется везде. На двумерной поверхности футбольного мяча правило еще сложнее и имеет разные значения в зависимости от местоположения. В помещениях с хорошим поведением такие правила, используемые для измерения и называемые Метрики, классически обрабатываются математикой, изобретенной Риманом. Пространство объектов принадлежит к этому классу.
В той мере, в какой оно доступно для научно приемлемых зондов, визуальное пространство, как определено, также является кандидатом для таких соображений. Первый и замечательно прозорливый анализ был опубликован Эрнстом Махом в 1901 году. Под заголовком «О физиологическом, отличном от геометрического пространства» Мах утверждает, что «оба пространства являются тройными многообразиями», но первое «... ни одно из них не образовано. везде и во всех направлениях одинаково, ни безграничны, ни безграничны ". Заметная попытка строгой формулировки была сделана в 1947 г. Рудольфом Люнебургом, который предшествовал своему эссе по математическому анализу зрения глубоким анализом основных принципов. Когда признаки достаточно единичны и различны, не возникает проблем с соответствием между отдельным элементом A в пространстве объектов и его коррелятом A 'в визуальном пространстве. Можно задавать вопросы и отвечать на них, например: «Если визуальные восприятия A ', B', C 'коррелируют с физическими объектами A, B, C, и если C находится между A и B, то C' находится между A 'и B' ? " Таким образом можно приблизиться к метричности визуального пространства. Если упражнение будет успешным, можно многое сказать о характере отображения физического пространства на визуальном пространстве.
На основе отрывочных психофизических данных предыдущих поколений Люнебург пришел к выводу, что визуальное пространство было гиперболическим с постоянной кривизной, что означает, что элементы могут перемещаться в пространстве без изменения формы. Один из основных аргументов Люнебурга заключается в том, что, согласно общему наблюдению, преобразование с участием гиперболического пространства превращает бесконечность в купол (небо). Предложение Люнебурга породило дискуссии и попытки подтвердить эксперименты, которые в целом не одобряли его.
Основой проблемы, недооцененной математиком Люнебургом, является вероятный успех математически жизнеспособной формулировки отношения между объектами в физическом пространстве и восприятием в визуальном пространстве. Любое научное исследование визуального пространства окрашено тем, какой у нас доступ к нему, а также точностью, повторяемостью и общностью измерений. Можно задать проницательные вопросы о сопоставлении визуального пространства с пространством объектов, но ответы в основном ограничены диапазоном их достоверности. Если физическая обстановка, которая удовлетворяет критерию, скажем, очевидного параллелизма, меняется от наблюдателя к наблюдателю, от дня к дню, или от контекста к контексту, то же самое происходит с геометрической природой и, следовательно, математической формулировкой визуального пространства.
Несмотря на все эти аргументы, существует большое соответствие между расположением элементов в пространстве объектов и их корреляциями в визуальном пространстве. Для нас достаточно достоверно очень эффективно ориентироваться в мире, отклонения от такой ситуации достаточно заметны, чтобы требовать особого рассмотрения. агнозия зрительного пространства является признанным неврологическим заболеванием, и многие общие искажения, называемые геометрически-оптическими иллюзиями, широко демонстрируются, но имеют незначительные последствия.
Ее основатель, Густав Теодор Фехнер определил миссию дисциплины психофизики. как функциональные отношения между ментальным и материальным мирами - в данном конкретном случае визуальным и объектным пространствами - но он признал промежуточный шаг, который с тех пор превратился в главное предприятие современной нейробиологии. Различая внутреннюю и внешнюю психофизику, Фехнер признал, что физический стимул порождает восприятие посредством воздействия на сенсорную и нервную системы организма. Следовательно, не отрицая того, что его суть - это дуга между объектом и восприятием, исследование может касаться нейронного субстрата зрительного пространства.
Топография изображения сетчатки сохраняется через зрительный путь к первичной зрительной коре. Две основные концепции, восходящие к середине XIX века, задают параметры обсуждения здесь. Иоганнес Мюллер подчеркнул, что в нейронном пути важна связь, которую он устанавливает, а Германн Лотце, исходя из психологических соображений, провозгласил принцип местного знака. Сложенные вместе в современных нейроанатомических терминах, они означают, что нервное волокно из фиксированного места на сетчатке сообщает своим целевым нейронам в головном мозге о наличии стимула в том месте в поле зрения глаза, которое там отображается. Упорядоченный набор местоположений сетчатки сохраняется на пути от сетчатки к мозгу и обеспечивает то, что уместно называется «ретинотопическим» картированием в первичной зрительной коре. Таким образом, в первую очередь деятельность мозга сохраняет относительное пространственное упорядочение объектов и закладывает основы нейронного субстрата зрительного пространства.
К сожалению, на этом простота и прозрачность заканчиваются. С самого начала визуальные сигналы анализируются не только на предмет их положения, но также, отдельно в параллельных каналах, на многие другие атрибуты, такие как яркость, цвет, ориентация, глубина. Ни один нейрон или даже нейронный центр или цепь не представляют одновременно природу целевой функции и ее точное местоположение. Унитарное отображение объектного пространства в когерентное визуальное пространство без внутренних противоречий или несоответствий, которые мы, как наблюдатели, автоматически переживаем, требует концепций совместной деятельности в нескольких частях нервной системы, что в настоящее время недоступно для нейрофизиологических исследований.
Хотя детали процесса, посредством которого возникает ощущение визуального пространства, остаются непрозрачными, поразительное открытие дает надежду на будущее понимание. Было продемонстрировано, что в структуре мозга, называемой гиппокамп, нервные единицы проявляют активность только тогда, когда животное находится в определенном месте в окружающей среде.
Физическое пространство и его содержимое взаимозависимы только в астрономическом масштабе. Это главное положение общей теории относительности не имеет значения для зрения.. Для нас расстояния в пространстве объектов не зависят от природы объектов.
Но в визуальном пространстве все не так просто. Как минимум, наблюдатель оценивает относительное расположение нескольких светлых точек в темном визуальном поле, упрощенном расширении пространства объектов, которое позволило Люнебургу сделать некоторые утверждения о геометрии визуального пространства. В более богато текстурированном визуальном мире различные визуальные восприятия несут с собой предшествующие перцептивные ассоциации, которые часто влияют на их относительное пространственное расположение. Идентичные разделения в физическом пространстве могут выглядеть совершенно по-разному (совершенно по-разному в визуальном пространстве) в зависимости от особенностей, которые их разграничивают. Это особенно верно в отношении измерения глубины, поскольку устройство, с помощью которого присваиваются значения в третьем визуальном измерении, фундаментально отличается от устройства для высоты и ширины объектов.
Даже в монокулярном зрении, которое физиологически имеет только два измерения, сигналы размера, перспективы, относительного движения и т. Д. Используются для определения разницы в глубине восприятия. Рассматриваемая как математическая / геометрическая проблема, расширение двумерного объектного многообразия в трехмерный визуальный мир «некорректно», то есть не поддается рациональному решению, но вполне эффективно решается человеком-наблюдателем.
Проблема становится менее некорректной, когда бинокулярное зрение позволяет фактическое определение относительной глубины с помощью стереоскопии, но его связь с оценкой расстояния в двух других измерениях неточно (см.: стереоскопическая передача глубины ). Следовательно, несложное трехмерное визуальное пространство повседневного опыта является продуктом множества перцептивных и когнитивных слоев, наложенных на физиологическое представление физического мира объектов.
