Войти
Рис. 1: Пример иллюзии Чабба. Центральные области двух прямоугольных полей идентичны, но выглядят разными, потому что фоновые поля разные. Иллюзия Чабба - это оптическая иллюзия или ошибка в визуальном восприятии, в котором кажущийся контраст объекта существенно изменяется для большинства зрителей в зависимости от его относительного контраста с полем, в котором он отображается. Эти визуальные иллюзии представляют особый интерес для исследователей, потому что они могут дать ценную информацию относительно работы человеческих зрительных систем .
Объект с низкой контрастностью визуальной текстуры, окруженный полем однородной визуальной текстуры, кажется, имеет более высокую контрастнее, чем при представлении на поле с высококонтрастной текстурой. Эта иллюзия была обнаружена Чарльзом Чаббом и его коллегами и опубликована в 1989 году. Эмпирическое объяснение иллюзии Чабба было опубликовано Lotto and Purves в 2001 году.
Рисунок 2: Иллюстрация одновременного контраста Чабб и его коллеги исследовали эту иллюзию, показывая различные комбинации объектов переднего плана и фоновых полей испытуемым людям и прося их оценить резкость визуального контраста в каждом объекте переднего плана. Они обнаружили, что субъекты, просматривающие участок случайной визуальной текстуры, внедренный в окружающее фоновое поле, вероятно, сообщали о различном восприятии визуального контраста для центрального целевого пятна в зависимости от относительной контрастности фонового поля. Кроме того, видимая яркость / тусклость пятна текстуры менялась по мере изменения фона. Например. яркие точки пятна текстуры выглядели более тусклыми на высококонтрастном фоне, тогда как темные точки выглядели светлее на ровном фоне. На эту кажущуюся вариацию восприятия влияют разные наблюдатели и когда фон и центральная мишень помещаются в «неперекрывающиеся пространственные частотные полосы», как объясняют Chubb et al. Эта тенденция была признана статистически значимой. Теории указывают на инструмент восприятия, который катализирует адаптацию контраста (медленная, секунды) для контроля усиления контраста (быстро, ≈100 мс) на раннем кортикальном или докортикальном «нервном локусе».
Иллюзия Чабба похожа на другую визуальную иллюзию, эффект контраста. Эффект контраста представляет собой иллюзию, при которой воспринимаемая яркость или яркость идентичной центральной визуальной целевой формы на более крупном однородном фоне изменяется для испытуемого в зависимости от отношения яркости центральной формы к яркости ее фона.. Эта иллюзия, одновременный контраст, проиллюстрирована на рисунке 2. На нем центральная цель ярче. То есть отношение яркости верхнего центрального прямоугольника (A ) к яркости его фонового поля больше единицы. В нижнем прямоугольнике (B ) фоновое поле ярче. То есть соотношение меньше единицы. Хотя два центральных целевых пятна одинаково яркие (одинаковые по яркости), один на темном фоне кажется светлее, а другой на светлом фоне - темнее.
Боковое ингибирование - это одно из предложений, объясняющих контраст иллюзию или одновременное контрастирование. Его сторонники предполагают, что нейроны, сильно стимулированные фоном B, подавляют менее сильно стимулированные нейроны внутреннего прямоугольника. Они предполагают, что в A такого запрета нет. Однако тот факт, что и A, и B выглядят «равномерно легкими по всей своей площади», предполагает, что процесс латерального торможения является более сложным. Chubb et al. Утверждают, что принцип бокового подавления основан на предположении, что определяющим фактором воспринимаемой легкости является отношение яркости прямоугольника к яркости фона на краю прямоугольника. Однако учет бокового торможения не согласуется с такими явлениями, как крест Бенари и иллюзия Уайта, а также с эффектами прозрачности и ассимиляции. По сути, это специальное объяснение неясного теоретического интереса.
Иллюзия Чабба показывает ошибку в контрасте, а не в яркости. Фон с нулевой яркостью на рисунке 2 (A ) становится полем с нулевым контрастом в аналогичной части рисунка 1, в то время как поле с высокой яркостью на рисунке 2 (B ) становится высококонтрастное текстурное поле. Наблюдатели эмпирически воспринимают текстурный диск в крайней левой части рисунка 1 как имеющий более высокий контраст, чем диск справа, даже несмотря на то, что они одинаковы. После проведения экспериментов по индукции контраста и осветления, межглазной индукции и индукции между полосами пространственных частот они показали, что латеральный тормозящий эффект является монокулярным и адаптирован только для пространственной частоты. Chubb et al. поддерживают "модель, в которой выходное усиление такого полосно-избирательного нейрона нормализовано относительно средней амплитуды отклика соседних нейронов с той же настройкой частоты. "
Рисунок 3: Иллюзия Чабба Визуальные восприятия зависят от взаимодействия зрительной системы человека с любыми бистабильными или мультистабильными стимулами и от частоты их появления. Освещение объектов в точке, отражательная способность этих объектов и коэффициент пропускания медиа между объектом и наблюдателем являются центральными для определения основных факторов, влияющих на наше зрительное восприятие. Это связано с тем, что низкоконтрастное изображение воспринимается как более контрастное при размещении на сером фоне. Серый фон более неоднозначен, чем высококонтрастный фон. Лото и Первес (2001) продемонстрировали, что иллюзию Чабба можно объяснить «степенью, в которой несовершенный коэффициент пропускания, вероятно, повлиял на свет, который достигает глаза». Действительно, эти наблюдения предлагают полностью эмпирическое объяснение иллюзии Чабба.
Эффект Чабба оценивает, что когда объект рассматривается через несовершенно передающую среду, он увеличивает или уменьшает видимую яркость или тусклость целевого патча, даже если отношения яркости и пространственные частоты остаются прежними. Lotto и Purves (2001) сомневались, что иллюзорное восприятие яркости можно объяснить последствиями бокового торможения. Если бы это было так, воспринимаемая разница в яркости целевых элементов, показанная на рисунке 3 (A ), в значительной степени не зависела бы от окружающего поля на рисунке 3 (C ), который демонстрирует более низкий пространственный контраст, чем цель, что соответствует наблюдениям. Несмотря на это, утверждали они, «это рассуждение подрывается тем фактом, что видимый контраст целевого шаблона на Рисунке 3 (D ) в основном не зависит от окружения Рисунка 3 (F ) ". Поэтому они решили исследовать иллюзию Чабба «полностью эмпирически», как в основном следствие прошлого опыта или, в данном случае, влияния передачи на неоднозначные стимулы.
Общий знаменатель лото и Наблюдения Purves объясняют несовершенный коэффициент пропускания. Неидеальный коэффициент пропускания приводит к тому, что наблюдатели ощущают меньшую разницу в спектральном контрасте или яркости от поверхностей объектов. Это связано с тем, что дефекты в среде передачи, такие как атмосферные воздействия, искажают коэффициент пропускания. Например, коэффициент пропускания меняется при просмотре объектов на расстоянии, в смоге или тумане, а также сквозь ткань, стекло или воду. Эти условия сильно влияют на количество света, попадающего в глаз. Эта гипотеза была проверена путем изменения вероятного вклада несовершенного пропускания путем манипулирования информацией о движении, яркости и цвете. В некоторых случаях относительная яркость двух целевых поверхностей может быть уменьшена, как демонстрируют Lotto и Purves, с соотношения 8: 3 примерно до 7: 5. Если восприятие генерируется эмпирическим путем, то «степень соответствия стимула несовершенной передаче... будет включена в восприятие цели».
Соответствующая поведенческая реакция зависит от оценки относительного вклада освещенность, коэффициент отражения и пропускание визуальных стимулов. Визуальное восприятие контраста зависит от эффектов несовершенного пропускания, а не от яркости объекта. Стимул Чабба, показанный на рисунке 1 (B ), согласуется с искажениями пропускания по двум причинам: узорчатые элементы фона непрерывны с узорчатыми элементами мишени, а яркость целевых элементов соответствует значения, которые возникли бы, если бы фоновый узор просматривался через несовершенно передающую среду.
В объяснении пропускания иллюзии Чабба утверждается, что изменение стимула на Рисунке 1 (B ) таким образом, что делает его менее совместимым с просмотром через несовершенную среду, должно уменьшать или обращать вспять иллюзию. Испытания подтверждают эту гипотезу. Это объяснение ставит под сомнение гипотезу, согласно которой изменение яркости, движение или спектральное распределение поля, окружающего цель, не повлияет на восприятие.
Эмпирические результаты также противоречат гипотезе о том, что « иллюзии яркости, вызванные стимулом, объясняют иллюзию Чабба, предложенную Андерсоном (1997).
Визуальные иллюзии можно разделить на физиологические / патологические, перцепционные и неоднозначные (бистабильные / мультистабильные). Отклонение от естественного восприятия объектов (стимул) способствует оценке теорий восприятия. Визуальное восприятие при шизофрении отличается уменьшенными контекстными настройками и более точным восприятием стимула в задачах, включающих «пространственные контекстные эффекты». Согласно Юнис и др., «Контекстные иллюзии возникают из-за адаптивной склонности зрения подчеркивать относительные различия между чертами, а не их абсолютные характеристики». В то время как наличие высококонтрастного фона уменьшает видимый контраст мелких деталей переднего плана у здоровых людей, пациенты с шизофренией более точно воспринимают контраст между фоном и передним планом. Чтобы проверить это, Keane et al. измерили эффективность 15 участников с хронической шизофренией, 13 участников психиатрического профиля, включая лиц с личностными и биполярными расстройствами, и 20 здоровых людей, не имеющих психического статуса. Им был представлен небольшой изолированный участок-мишень или небольшой участок с высококонтрастным фоном, за которым следовало удаленное эталонное пятно. Затем испытуемых попросили отметить, какой участок, по их мнению, был выше по контрасту на основе их наблюдений.
Иммунитет шизофренической группы к иллюзии контраста был исключительным: 12 из 15 точных суждений, в то время как здоровые участники демонстрировали серьезные неправильные представления о центральные раздражители. Это показывает, что люди с шизофренией способны более точно воспринимать «абсолютные характеристики» «индивидуальных особенностей». В то время как контекстные модуляции в отношении яркости, размера и ориентации были одинаковыми между группами, слабые контекстные модуляции коррелируют с худшими симптомами и социальным функционированием.
Зрительные дефекты при шизофрении могут приводить к когнитивным и социальным проблемам. Результаты улучшенной работы помогают нам определить скрытые нарушения зрения. Действительно, наблюдается быстрый рост использования контекстных визуальных задач (иллюзий Чабба) в клинических испытаниях и исследованиях шизофрении, проводимых при поддержке Национального института здоровья. (Gold et al., 2012).
Имеется снижение кортикальной тормозной функции в стареющей зрительной системе как у людей, так и у животных. Это снижение ингибирования объясняет снижение ориентации и настройки направления старых зрительных нейронов. L.R. Betts et al. (2005) продемонстрировали, что пожилые люди могли различать движения высококонтрастных стимулов быстрее, чем молодые люди, и что торможение было ответственно за различия в пространственном подавлении. Карас и МакКендрик (2009) использовали иллюзию Чабба, чтобы проверить, влияет ли высококонтрастный фон на зрительное восприятие участников старшего возраста меньше, чем участников младшего возраста, из-за уменьшения торможения. Стимулы, используемые для экспериментов, были основаны на параметрах, используемых Дакином, Карлином и Хемсли (2005), которые использовали иллюзию Чабба для проверки снижения торможения у шизофреников. Однако их исследование показало, что контрастная чувствительность на самом деле не снижалась с возрастом, поскольку участники старшего возраста показали большее расхождение в воспринимаемом контрасте объекта с учетом фона, чем участники младшего возраста.
