Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 1
czasie. W fizyce ruch przedstawia się często za
pomocą wykresu zależności położenia obiektu od
czasu. Tak więc na osi rzędnych odkładamy
SPOSTRZEGANIE
odległość punktu od umownego punktu odniesienia,
natomiast na osi odciętych czas. W ten sposób
RUCHU
uzyskuję się linię na wykresie, której każdy punkt
mówi nam, gdzie znajdował się obiekt w określonej
chwili. Jeśli linia ta jest prostą równoległą do osi
Wynalazek kina
czasu, to znaczy, że obiekt pozostawał nieruchomy:
W 1877 r. E. Muybridge założył się z Lelandem
jego odległość od punktu odniesienia nie zmieniała
Stanfordem o to, czy galopujący koń odrywa
się w czasie (rys. 1a). Gdyby w równych odstępach
wszystkie cztery nogi od ziemi. Żeby rozstrzygnąć
czasu odległość od punktu odniesienia rosła o tę
ten zakład wykonali doświadczenie, które stało się
samą wartość, powiedzielibyśmy, że jest to ruch
zalążkiem idei kina. Wzdłuż toru jazdy konia
jednostajny, tzn. o stałej prędkości. Wówczas
ustawiono aparaty fotograficzne, natomiast linki
wykres ruchu byłby linią prostą nachyloną do osi
wyzwalające migawki tych aparatów przeciągnięto
czasu pod kątem różnym od zera (rys. 1b). Większa
w poprzek drogi. Galopujący koń zrywał jedną
prędkość oznacza większy kąt nachylenia. Jeśli
linkę za drugą, co powodowało wyzwalanie
obiekt porusza się ruchem wahadłowym, wykresem
migawek kolejnych aparatów. Poza ustaleniem
jego ruchu jest sinusoida (rys. 1c). Dlaczego tak
ponad wszelką wątpliwość, że koń odrywa
jest? Rozważmy jeden okres sinusoidy, obrazujący
wszystkie cztery kończyny podczas galopu, obaj
na przykład wahadłowy ruch kulki zawieszonej na
panowie przekonali się, że szybkie wyświetlenie
nitce. Wierzchołek sinusoidy oznacza punkt naj-
kolejnych zdjęć daje złudzenie ruchu. Już 11 lat
większego wychylenia (umownym punktem odnie-
póz
niej słynny wynalazca Thomas Edison
sienia jest pion). Kulka osiÄ…gnÄ…wszy maksymalne
wykorzystał to złudzenie, nakręcając pierwszy film
wychylenie, rozpoczyna ruch w przeciwnym kie-
na celuloidowej taśmie.
runku. Z początku jej prędkość jest niewielka, lecz
Tak więc, kiedy Max Wertheimer w 1912 r.
wzrasta, osiągając maksymalną wartość w momen-
opublikował swoją słynną pracę, która dała
cie przejścia przez punkt odniesienia. Od tej chwili
poczÄ…tek psychologii postaci, ruch pozorny, o
zaczyna maleć aż osiągnie punkt minimalny, kiedy
którym traktowała ta praca, był już całkiem dobrze
to  przez nieskończenie krótką chwilę - prędkość
poznanym zjawiskiem. Co takiego zatem było w tej
jego pozostanie równa zeru.
pracy nowego? Zanim odpowiemy na to pytanie
W zagadnieniach zwiÄ…zanych ze spostrzeganiem
rozważymy kilka zagadnień dotyczących
ruchu ważną rolę odgrywa tzw. ruch
spostrzegania ruchu.
stroboskopowy. W ruchu takim punkt wydaje siÄ™
nie przesuwać w sposób ciągły, lecz skakać z
Ruch
pozycji na pozycję. Innymi słowy, przez określony
czas przebywa w jednym miejscu, następnie
Ruch obiektu polega na zmianie jego położenia w
Max Wertheimer (1880-1943). Niemiecki psycholog urodzony w Pradze. Studiował na w Pradze,
Berlinie i Würzburgu. StopieÅ„ doktora uzyskaÅ‚ w 1904 r. Jego prace z zakresu psychologii opublikowane
w latach, w których był profesorem we Frankfurcie i Berlinie postawiły go w rzędzie najwybitniejszych
psychologów tamtych czasów. W 1933 r., krótko przed dojściem Hitlera do władzy, opuścił Niemcy i
wyemigrował do Stanów Zjednoczonych. Do 1943 roku pracował w New School for Social Research. Jego
praca nt. ruchu phi opublikowana w 1912 roku stała kamieniem węgielnym pod budowę psychologii
postaci. Jego pierwsze doÅ›wiadczenia wykonane we współpracy z Wolfgangiem Köhlerem i Kurtem
Koffką zapoczątkowały nowe holistyczne podejście w badaniach psychologicznych. Pod koniec życia
zajmował się głównie problemem uczenia się.
 Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 2
Jeśli oczy pozostają nieruchome, obraz
poruszajÄ…cego siÄ™ obiektu pobudza coraz to nowe
receptory siatkówki. Informacje te są dalej
dostarczane do komórek kory wzrokowej, które
A
A
stanowiÄ… specyficzne detektory ruchu  reagujÄ…
tylko na bodz
ce poruszajÄ…ce siÄ™ w polu recepcyjnym
w określonym kierunku. Sekular i Ganz (Sekular &
B
B
Ganz, 1963) wykonali bardzo pomysłowe
doświadczenie psychofizyczne potwierdzające
hipotezę, że percepcja ruchu opiera się na takich
właśnie specyficznych detektorach ruchu.
C
C
Obserwatorzy wpatrywali siÄ™ przez kilka minut w
paski przesuwające się w jednym kierunku. Następnie
badano progi oświetlenia, przy których widoczny
będzie ruch pasków w tym samym kierunku co
pasków adaptujących (tzn. tych, w które się
D
D uprzednio wpatrywali) oraz w kierunku przeciwnym.
Wyniki wskazywały, że progi te są podwyższone dla
kierunku zgodnego z kierunkiem ruchu pasków
czas
czas
adaptujących. Według autorów świadczy to o
istnieniu detektorów ruchu, które reagują tylko na
Rys. 1. Przedstawianie ruchu obiektu na wykresie.
Współrzędne każdego punktu linii reprezentującej obraz jeden kierunek ruchu bodz
ca i których wrażliwość
graficzny ruchu określają w jakim położeniu był punkt w
obniża się po długotrwałym pobudzaniu tego typu
określonej chwili czasu. (A) Obiekt pozostaje w spoczynku.
bodz
cem.
(B) Obiekt porusza siÄ™ ruchem jednostajnym. (C) Obiekt
Doświadczenie Sekulara i Ganza stanowi
porusza się ruchem wahadłowym. (D) Obiekt porusza się
ruchem stroboskopowym.
laboratoryjny przykład zjawiska znanego jako
powidok ruchu. Ogólnie powidoki ruchu to zmiany
w spostrzeganiu wywołane uprzednim długotrwałym
przeskakuje do następnego, gdzie pozostaje przez
wpatrywaniem się w ruchomy bodziec. Na przykład,
jakiÅ› czas itd. Wykres takiego ruchu pokazuje rys. 1d.
Oczywiście nie jest fizycznie możliwe, by poruszają- powidokiem ruchu jest tzw. złudzenie
wodospadowe. Jeśli przez długi czas przyglądamy
cy się punkt  nie zajmował pozycji przejściowych -
się spadającej wodzie, a następnie przeniesiemy
ruch stroboskopowy jest wrażeniem obserwatora, a
wzrok na jakiÅ› obszar, gdzie znajdujÄ… siÄ™ nieruchome
nie rzeczywistym ruchem.
obiekty, ulegniemy złudzeniu, że obiekty te, wbrew
Opisane przykłady ruchu obiektów odnoszą się do
wszelkiemu zdrowemu rozsÄ…dkowi, poruszajÄ… siÄ™
ruchu prostoliniowego. W rzeczywistości, ruch może
pionowo w górę.
odbywać się oczywiście po dowolnej krzywej w
przestrzeni. Jego opis wówczas się komplikuje.
Ruch pozorny
Psychofizjologia spostrzegania
To, co widzimy na ekranie w kinie w czasie
ruchu
wyświetlania filmu, to w rzeczywistości sekwencja
szybko po sobie następujących nieruchomych
System wzrokowy człowieka jest wyposażony w
obrazków. U podstaw techniki kinowej leży
bardzo precyzyjny mechanizm, dzięki któremu
właściwość naszego systemu wzrokowego, który ruch
możemy spostrzegać przedmioty będące w ruchu,
stroboskopowy, czyli przeskoki oglÄ…danego obiektu z
wydzielać je z tła i uniezależniać od ruchu głowy oraz
pozycji na pozycjÄ™, bez zajmowania pozycji
ruchu oczu.
położenie
położenie
 Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 3
pośrednich, w określonych warunkach spostrzega
Czy można widzieć tylko ruch?
jako ruch ciągły.
Steinman i wsp. (2000) sugeruje następujące
Zjawisko ruchu pozornego zostało odkryte przez
wyjaÅ›nienie dla zjawiska ruchu ß i Ć. WedÅ‚ug teorii
psychologów postaci i uznane za doniosły dowód na
Goodale a i Milnera (1992) istniejÄ… dwie drogi
to, że całość to nie suma części: wydaje się, że
wzrokowe, które biorą swój początek w korze V1. W
nieruchomy obiekt pokazywany w różnych pozycjach
tzw. drodze grzbietowej, wiodÄ…cej do kory
w określonych odstępach czasu porusza się z jednej
ciemieniowej, przetwarzana jest lokalizacja i ruch
pozycji na drugą, czyli posiada nową własność 
bodz
ca. W drodze brzusznej, prowadzącej do płata
ruch.
skroniowego przetwarzane są inne atrybuty, tj. kształt
W najprostszym wydaniu w zjawisku ruchu
i kolor. Jeśli jakiś obiekt się porusza, stymuluje
pozornego obserwuje się dwa punkty świetlne
zwykle obie drogi, co prowadzi do powstania
zapalające się na przemian. Jeśli przełączenia są
wrażenia ruchu takiego jak ruch pozorny ß. Jednak
bardzo szybkie (> 40 razy na sekundÄ™), widzimy dwa
gdy zmiany sÄ… bardzo szybkie, aktywacji ulega tylko
stacjonarne migotające punkty. Jeśli z kolei są bardzo
droga grzbietowa, ponieważ zmiany pozycji bodz
ca
powolne (< 2 razy na sekundę, czyli rzadziej niż co
są za szybkie dla możliwości przetwarzania drogi
500 ms), widzimy dwa na przemian zapalajÄ…ce siÄ™
brzusznej. Ta koncepcja, przynajmniej w pewnym
punkty świetlne. Jednak przy odpowiednio dobranej
zakresie, znajduje potwierdzenie w badaniach
odległości między punktami i odstępie między
neuropsychologicznych. George Riddoch, angielski
kolejnymi przełączeniami, widzi się, że obiekt
neurolog, kapitan Korpusu Medycznego Armii
przesuwa się ruchem płynnym z jednej pozycji na
Królewskiej w 1917 roku opisał przypadek pacjenta,
drugą. Odnosimy zatem wrażenie, że obiekt
który w czasie I wojny światowej został zraniony
przechodzi z jednej pozycji na drugą ruchem ciągłym,
strzałem w głowę. Strzał ten spowodował
czyli widzimy go w punktach, w których nigdy w
uszkodzenie płata potylicznego i w następstwie tego
rzeczywistości nie był! Ten typ ruchu pozornego,
ślepotę w pewnym obszarze pola widzenia. Mimo
zwany ruchem ß, obserwujemy przy czÄ™stotliwoÅ›ci
tego uszkodzenia pacjent spostrzegał jednak
przełączania 10 razy na sekundę. To właśnie zjawisko
poruszające się przedmioty w tym obszarze, chociaż
jest bazą, na której opiera się technika filmowa.
nie potrafił określić innych atrybutów poruszającego
Ciekawym typem ruchu pozornego jest tzw. ruch Ć.
się obiektu. Opis tego, co widział pacjent Riddocha,
Powstaje on przy częstotliwości przełączania
odpowiada ruchowi Ć  widział ruch, lecz nie
wiÄ™kszej niż ruch ß. Przy takich prÄ™dkoÅ›ciach odnosi
widział obiektów.
się wrażenie, że oba punkty pozostają nieruchome
Riddoch popełnił jednak błąd przypuszczając, że
choć migocą. Równocześnie jednak odnosi się
fragment mózgu odpowiedzialny za spostrzeganie
wrażenie, że  coś się porusza. Kiedy oba obiekty są
ruchu musi znajdować się w obrębie kory
prezentowane na jasnym tle, obserwator ma trudności
prążkowanej. Sugestia Riddocha została prawie
z ustaleniem, co się porusza pomiędzy obiektami,
natychmiast odrzucona przez Holmesa, który
stwierdzając na ogół, że to  coś czarnego (Steinman
stwierdził, że jest ona z pewnością nieprawdziwa,
et al., 2000). Wertheimer kładł duży nacisk na ten typ
ponieważ we wszystkich badanych przez Holmesa
ruchu pozornego, ponieważ uważał, że w tym
przypadkach uszkodzenie kory prążkowanej
zjawisku widzi się  czystą postać ruchu jako
prowadziło do całkowitej ślepoty.
elementarnego składnika percepcji wzrokowej,
Krytyka Holmesa spowodowała, że w zasadzie do
argumentując, że w tej sytuacji ruch nie może być
końca lat siedemdziesiątych XX wieku, nikt
 wywnioskowany ze zmian pozycji, ponieważ
poważnie nie brał pod uwagę możliwości istnienia
widoczne obiekty pozostajÄ… na swoich miejscach
odrębnej struktury w obrębie kory wzrokowej, w
(Palmer, 1999; Steinman et al., 2000).
której przetwarzany jest ruch bodz
ca. Teraz
wiadomo, że za spostrzeganie ruchu odpowiedzialna
jest głównie kora V5 w obrębie drogi grzbietowej w
 Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 4
płacie ciemieniowym.
Problem korespondencji
System wzrokowy staje wobec problemu wyboru
jednego z wielu możliwych rozwiązań. Dzieje się tak
dlatego, że informacje dostarczane z siatkówek są
niewystarczajÄ…ce do rozwiÄ…zania problemu.
Postawiony przed takimi problemami system
wzrokowy czasami wybiera błędne rozwiązania, tj.
iluzoryczne rozwiÄ…zanie. Czasem natomiast
rozwiązanie jest niestabilne i wówczas raz nam się
jawi jedno, raz inne rozwiÄ…zanie.
Również w odniesieniu do spostrzegania ruchu
można wytworzyć bodz
ce, które sugerują zmianę
Rys. 3. Złudzenie  dyliżansowe . Jeśli kąt obrotu
pomiędzy dwoma kolejnymi klatkami filmu (czarna
pozycji obiektów w czasie, czyli ruch, jednak nie
strzałka) jest duży w stosunku do kąta pomiędzy dwoma
sÄ…siednimi szprychami, problem korespondencji zostaje
AB
ABbłędnie rozwiązany i powstaje złudzenie, że koło obraca się
w przeciwnym kierunku.
zatem na określeniu, skąd dokąd przemieścił się
obiekt. Jakie czynniki mogą pomóc w rozwiązaniu
tego problemu? Jednym z najważniejszych wydaje się
C
C
odległość: jeśli nie ma innych wskazówek, system
wzrokowy zakłada, że dany obiekt przechodzi w
najbliższy mu obiekt. Tę regułę można by nazwać
 zasadą bliskości . Gdyby zatem na rysunku 2b
kropki ustawione byłyby nie w linii poziomej lecz w
linii nieco odchylonej w prawo od pionu, wówczas
Rys. 2. Problem korespondencji. (A) i (B) pokazujÄ… dwie
system wzrokowy rozwiązałby problem
kolejne klatki filmu. Czy będzie się nam wydawało, że
korespondencji w następujący sposób: górna kropka
kropki obróciły się zgodnie czy przeciwnie do kierunku
ruchu wskazówek zegara (C). przechodzi w prawą, dolna w lewą. Takie
rozwiÄ…zanie problemu korespondencji jest przyczynÄ…
pozwalają na określenie skąd dokąd przesunął się
powstawania złudzenia  dyliżansowego 1. Załóżmy,
określony obiekt. Rozważmy sytuację na rys. 2.
że oglądamy film, na którym dyliżans pędzi co koń
Rys. 2a i b pokazuje dwie kolejne  klatki filmu: na
wyskoczy. W określonych warunkach obracające się
jednej dwie kropki ustawione sÄ… w linii poziomej, na
koło ze szprychami wydaje się obracać niezgodnie z
drugiej  pionowo. Czy jeśli pokażemy te dwie
kierunkiem jazdy dyliżansu. Ponieważ takie zjawisko
klatki na przemian z częstotliwością odpowiednią do
nie występuje w rzeczywistości, możemy
powstania zjawiska ruchu pozornego, będziemy
przypuszczać, że jest to złudzenie związane z tym, że
widzieli ruch kropek zgodny ze wskazówkami zegara
film to sekwencja zdjęć pokazywanych kolejno jedno
czy przeciwny? Aby rozwiązać ten problem, system
po drugim z odpowiednią szybkością. Dwa kolejne
wzrokowy musi wiedzieć lub zgadnąć, który obiekt
1
przechodzi w który. Jeśli brakuje jakichś wskazówek,
W języku angielskim złudzenie to jest znane pod nazwą
wagon wheel illusion. Proponuję jednak nazwę  złudzenie
osoba badana ma trudności z określeniem kierunku
dyliżansowe , ponieważ najczęściej można je zaobserwować
ruchu, a system wzrokowy staje przed problemem
oglądając pędzący dyliżans na filmach z gatunku westernów.
korespondencji. Problemem korespondencji polega
 Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 5
sytuacji, które nie występują w przyrodzie, gdzie ruch
pozorny jest raczej rzadko spotykany. Jednak system
wzrokowy musi stanąć wobec konieczności
A
A
rozwiÄ…zania problemu korespondencji nawet w
1
1
1
odniesieniu do ruchu ciągłego. Takie wymagania
stawia mu tzw. problem apertury2, odmiana proble-
2
2
2
mu korespondencji. Powstaje on wtedy, gdy
oglądamy ruch obiektu przez otwór w jakiejś
B
B nieprzezroczystej płaszczyz
nie. Może się wówczas
zdarzyć, że nie widzimy końców poruszającego się
1
1
1
przedmiotu i korespondencja jest niejednoznaczna.
Pokazuje to rysunek 4. Jeśli linia między chwilami t1 i
2
2
2
t2 przesunie siÄ™ z pozycji 2 do 1, system wzrokowy
nie jest w stanie  zgadnąć , jak naprawdę przesunął
się oglądany przedmiot (nawet jeśli porusza się
C
C
ruchem ciągłym!) i musi przyjąć pewne dodatkowe
1
1
1
1
założenie, np. że każdy ruch odbywa się z
najmniejszą możliwą prędkością. Z takim
2
2
2
2
założeniem, rozwiązaniem problemu jest ruch
prostopadły do orientacji przedmiotu. Problem
apertury znika, jeśli pojawią się jakiekolwiek punkty
pozwalajÄ…ce na jednoznaczne rozwiÄ…zanie
Rys. 4. Problem apertury. Jeśli przesuwający się pręt jest
korespondencji, np. końce przedmiotu.
oglądany przez aperturę, tak że nie widać jego końców,
wówczas system wzrokowy staję przed problemem, który
punkt  przechodzi w który. Na rysunku (A) pokazano
Przezroczystość ruchu
możliwe rozwiązania. (B) System wzrokowy, przyjmując
założenie o minimalnej prędkości: spostrzegany ruch Układ wzrokowy często staje przed problemem,
wydaje się prostopadły do orientacji obiektu. (C) Problem
czy informacje na temat ruchu obiektów pochodzą od
korespondencji znika, jeśli np. widoczny jest jeden koniec
jednego czy od wielu obiektów. Rozważmy na przy-
poruszajÄ…cego siÄ™ przedmiotu.
kład dwie przenikające się wzajemnie ruchome
płaszczyzny, na których znajdują się przypadkowo
zdjęcia filmu przedstawiają koła w dwóch chwilach
rozsiane punkty. Jeśli zaczniemy przesuwać
czasu. I pojawia się problem korespondencji: która
względem siebie te przezrocza, zobaczymy dwie
szprycha przeszła w którą? Okazuje się, że gdy kąt, o
przenikające się ruchome płaszczyzny. Układ wzro-
jaki obróciło się koło pomiędzy chwilami wykonania
kowy musi w takiej sytuacji równocześnie ustalić
kolejnych klatek filmu, był duży w stosunku do
reprezentację  sprzecznych (na przykład jednocze-
odstępu pomiędzy szprychami, wydaje się, że koło
śnie w prawo i w lewo) ruchów punktów należących
porusza się wstecz, ponieważ problem
do obu płaszczyzn w tym samym obszarze
korespondencji zostaje błędnie rozwiązany: każda
przestrzeni. Mówi się w takiej sytuacji o
szprycha nie przechodzi  w samÄ… siebie w nowej
przezroczystości ruchu.
pozycji, lecz w poprzedzajÄ…cÄ… jÄ… szprychÄ™ w nowej
Przezroczystość ruchu polega więc na tym, że
pozycji (rys. 3).
ruch spostrzegany w określonym obszarze pola wi-
dzenia interpretowany jest jako poruszanie siÄ™ nie
Problem apertury
jednego, lecz dwóch nakładających się obiektów. O
Problem korespondencji przedstawiony w
2
Angielskie słowo aperture przełożyć można jako otwór, szczelina.
poprzednim podrozdziale może wydawać się nader
Ponieważ jednak w języku polskim istnieje słowo apertura, jest ono
tu stosowane jako najbardziej podobne do oryginalnego.
sztuczny, ponieważ dotyczy bardzo szczególnych
 Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 6
przezroczystości ruchu możemy mówić
również w przypadku ruchu  materiału
w kratkÄ™ . Wyobraz
my sobie dwie
nałożone na siebie płaszczyzny złożone
z czarno-białych pasków (nazwijmy je
pasiakami). Niech każdy pasiak porusza
się prostopadle do linii, które go tworzą
(rys. 5). Załóżmy też, że niewidoczny
jest ruch końców linii. Czy zdawać nam
się będzie, że widzimy, zgodnie z
Rys. 5. Pasy pionowe i poziome poruszajÄ… siÄ™ we wzajemnie
rzeczywistością, dwa pasiaki
prostopadłych kierunkach (strzałki poziome i pionowe poza  materiałem
poruszające się w kierunkach wskazują rzeczywisty ruch pasków, zaś strzałki w środku kwadratu obra-
zują ruch spostrzegany). Jeśli szerokość pasów jest równa, obserwator
prostopadłych, czy też jeden wzór
widzi ruch jednego  pokratkowanego obiektu wzdłuż przekątnej
powstały z nałożenia obu płaszczyzn,
kwadratu (rysunek po lewej stronie). Jeśli szerokość pasów jest różna,
poruszajÄ…cy siÄ™ w kierunku
widzi jeden pasiak poruszajÄ…cy siÄ™ w pionie i jeden w poziomie (rysunek
po prawej).
wypadkowym, czyli po przekÄ…tnej?
Okazuje się, że zależy to od kilku
czynników. Jednym z nich jest to, czy oba pasiaki
poruszającego się w prawą stronę (matryca punktów
składają się z linii o jednakowej grubości. Jeśli tak,
sparowanych), efekt ruchu znikał: wydawało się, że
prawdopodobne jest, że dostrzeżemy jeden wzór
punkty po prostu migotajÄ… (patrz rys. 6).
poruszający się po przekątnej. Jeśli linie będą różne,
W kolejnej pracy Qian i Andersen (1994b) zbadali
będziemy mieć raczej wrażenie dwóch pasiaków
odpowiedzi komórek znajdujących się w pierwszo-
poruszających się niezależnie od siebie w kierunkach
rzędowej korze wzrokowej (V1) i wspomnianej
prostopadłych. Będziemy tu odnosili wrażenie
wcześniej korze V5 (odpowiedzialnej za spostrzega-
przezroczystości ruchu.
nie ruchu) małpy (Macacca mulatta) na bodz
ce
Okazuje się jednak, że nie wszystkie poruszające
 sparowane i  niesparowane i stwierdzili, że na
się w przeciwnych kierunkach płaszczyzny wywołają
poziomie kory V1 komórki wrażliwe na kierunek
powstanie zjawiska przezroczystości ruchu, nawet
ruchu jednakowo odpowiadajÄ… na oba typy bodz
ców.
jeśli elementy obu wzorów są identyczne. Wykazali
Dopiero na poziomie kory V5 komórki zdecydowanie
to Qian, Andersen i Adelson
(1994a) z MIT. W swoich
doświadczeniach zastosowali
bodz
ce 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
l ewo (mat r yca punkt ów
niesparowanych)  obserwator
postrzegał dwie ruchome
Rys. 6 Bodz
ce używane przez Qiana i wsp. przy badaniu zjawiska
przezroczystości ruchu. Po lewej stronie matryce punktów niesparowanych. Przy
przenikające się płaszczyzny.
każdym punkcie strzałką pokazano kierunek ruchu. Jakkolwiek na rysunku
Kiedy jednak każdy punkt
zaznaczono punkty poruszajÄ…ce siÄ™ w lewo kolorem niebiekim, a w prawo
poruszajÄ…cy siÄ™ w lewÄ… stronÄ™,
czarnym, w rzeczywistości wszystkie punkty miały jednakową barwę. Po prawej
posiadał w bliskiej odległości stronie matryce punktów sparowanych. W pobliżu każdego punktu
poruszajÄ…cego siÄ™ w prawÄ… stronÄ™ znajduje siÄ™ punkt poruszajÄ…cy siÄ™ w stronÄ™
s woj ego kont r par t ner a,
lewą. Matryce wyświetlane są w obu przypadkach na bardzo krótki czas.
 Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 7
stronie. Stoner, Albright i Ramachandran (1990)
zbadali, jak pozorna przezroczystość pasiaka wpływa
Doświadczenie 1
na spostrzegany ruch. Wiemy, że dwa identyczne pa-
Zjawisko przezroczystości występuje również w siaki poruszające się w dwóch niezależnych
kierunkach spostrzegane są jako jeden wzór
przypadku obiektów stacjonarnych. Na przykład
poruszajÄ…cy siÄ™ w kierunku wypadkowym. Co siÄ™
odnosimy wrażenie, że szary prostokąt przedstawiony
jednak stanie, gdy miejsca przecięć obu pasiaków będą
na rys. 7 po lewej stronie jest przezroczysty, natomiast
inaczej ma się sprawa w przypadku prostokąta w sugerować ich przezroczystość, tj. że przez  górny
pasiak widać poruszający się pasiak dolny. Czy w
środku rysunku. Jak widać, aby powstało wrażenie
takiej sytuacji zobaczymy niezależny ruch dwóch
przezroczystości konieczne jest, aby w obszarze
płaszczyzn, czy ruch jednego wzoru z wypadkową
obiektu  półprzezroczystego , fragment obiektu
prędkością? Aby odpowiedzieć na to pytanie, Stoner i
 zasłanianego miał taką luminancję, jak gdyby
wsp. wyświetlali bodz
ce pokazane na rysunku 8.
światło przechodzące przez obiekt przezroczysty
Widoczny wzór powstał z nałożenia dwóch pasiaków:
zostało osłabione. Tak jest tylko na rysunku po lewej
linie jednego z nich sÄ… ustawione pod kÄ…tem 45º na
lewo od pionu, a drugiego pod kÄ…tem 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
Rys. 7. ProstokÄ…t po prawej stronie przykrywajÄ…cy czarny okrÄ…g wydaje siÄ™ czerni do bieli. Zadaniem obserwatora
półprzezroczysty. Inaczej jest w przypadku prostokąta w środku i po prawej
było określenie, czy widzi ruch
stronie.
wypadkowy (w górę) czy ruch
skł adowych (na boki). Jeśli
przezroczystość determinuje to, czy
AB C
AB C
widzimy niezależny ruch pasiaków
składowych czy ruch wypadkowy, ruch
składowych powinniśmy widzieć wtedy,
gdy warunki sprzyjajÄ… spostrzeganiu
przezroczystości, czyli gdy jasność
punktu przecięcia jest mniejsza niż
jasność linii (rys. 8B). Jeśli miejsce
przecięcia jest za ciemne lub za jasne,
powinniśmy raczej obserwować ruch
Rys. 8. Bodz
ce zastosowane przez Stonera i wsp. Linie poruszały się w
wypadkowy.
kierunku prostopadłym do ich orientacji. Od próbki do próbki zmieniała
się jasność miejsca przecięcia linii o różnej orientacji.
żywiej odpowiadają na matryce niesparowanych injuries due to gunshot injuries, Brain, 40, 461-535.
Qian, N. & Anderesen R. A. (1994a). Transparency
punktów. Tak jest  twierdzą autorzy  ponieważ
motion perception as detection of unbalanced
do poziomu kory V1  sparowane i  niesparowane
motion signals. II. Physiology. Journal of
bodz
ce ruchowe są przetwarzane równolegle. Poza
Neuroscience, 14, 7367-7380.
korą V1 natomiast dochodzi do tłumienia, jeśli Qian, N., Anderesen R. A. & Adelson E. H. (1994b).
Transparency motion perception as detection of
poruszające się punkty posiadają różne kierunki w
unbalanced motion signals. I. Psychophysics.
niewielkich regionach pola widzenia.
Journal of Neuroscience, 14, 7357-7366.
Palmer, S.E. (1999). Vision science. Photons to
phenomenology. MIT Press, Cambridge,
Literatura
Massachuesetss.
Sekular, R., Ganz, L. (1963). Aftereffects of seen
Goodale, M.A., Milner, A.D. (1992),Separate visual
motion with a stabilized retina image, Science, 139,
pathways for perception and action, Trends in
419-420.
Neuroscience, 15, 97-112.
Steinman, R.M., Pizlo, Z. & Pizlo, F.J. (2000). Phi is
Holmes, G. (1917), The symptoms of acute cerebellar
 Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 8
not beta, and why Wertheimer s discovery
launched the Gestalt revolution. Vision Research,
40, 2257-2264.
Stoner, G. R., Albright, T.D., Ramachandran, V.S.
(1990). Transparency and coherence in human motion
perception. Nature, 344, 153-155.
Rys. 5-1. Figura Müller-Lyera. Odcinek miÄ™dzy zakoÅ„-
ZA
UDZENIA WZRO-
czeniami strzałki wydaje się dłuższy na górnym rysunku
niż na dolnym.
KOWE
stej różnorodności i zmienności, postrzegany świat
jest stabilny. Widzimy więc barwę, orientację, wiel-
W powyższym tekście zapoznaliśmy się ze zjawi-
kość i kształt obiektów bardzo precyzyjnie i to nieza-
skiem spostrzegania i niespostrzegania przezroczy-
leżnie od kontrastu, oświetlenia, kąta widzenia itd.
stości ruchu w zależności od jasności punktów prze-
Zjawisko to nazywamy stałością percepcyjną. Na
cięcia linii. Jest to jeden z przykładów tego, iż widzi-
przykład stałość białości odnosi się do faktu, że
my to, co wydaje się możliwe i prawdopodobne dla
obiekt wydaje nam się biały niezależnie od zmian
naszego systemu wzrokowego. Innymi przykładami
oświetlenia. Tak więc śnieg wydaje nam się biały
tej zasady są niektóre złudzenia wzrokowe (na przy-
zarówno za dnia, jak i wieczorem. Podobnie liście
kład tzw. pokój Amesa). W tym rozdziale zajmiemy
wydają nam się zielone niezależnie od pory dnia.
się statycznym złudzeniem odkrytym przez Franza
Problem w tym, że rozkład długości fal światła odbi-
Müller-Lyera w 1889 r. i nazwanym jego imieniem.
tego od liści zmienia się wraz z oświetleniem, a
Przedstawione zostało ono na rysunku 5-1. Ocenia-
przecież to długość fali świetlnej decyduje o tym,
jąc odległość między końcami strzałki, stwierdzamy,
jakÄ… barwÄ™ spostrzegamy.
że jest ona większa na rysunku górnym niż na dol-
Innym przykładem jest prawo stałości kształtu.
nym. A
atwo się jednak przekonać, mierząc te odle-
Mówi ono, że kształt obiektu jest niezależny od kąta,
głości za pomocą linijki, że są one równe. Dlaczego
pod którym się patrzy na ów obiekt. Typowym przy-
ulegamy takiemu złudzeniu? Jakie mechanizmy per-
kładem jest skrzydło okna lub drzwi, które zachowu-
ceptualne za nim siÄ™ kryjÄ…?
ją swój kształt, mimo że obserwujemy je z różnych
pozycji. Na rysunku 5-2 pokazano z kolei sześcian w
Zasada stałości percepcyjnej
różnych ujęciach. W rzeczywistości mamy do czy-
Do naszych oczu docierają rozmaite obrazy, które
nienia raczej z trapezoidami i równoległościanami:
zmieniajÄ… siÄ™ z chwili na chwilÄ™. Mimo tej oczywi-
Rys. 5-2 Zjawisko stałości kształtu. Wydaje się, że płaskie kształty złożone z różnych czwo-
rokątów przedstawiają prostopadłościan widziany z różnych perspektyw.
 Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 9
Rys. 5-3 Na bazie dwóch identycznych równoległoboków przedstawionych w górnej części rysun-
ku sporządzono rysunki dwóch prostopadłościanów. Ściana górna prawego wydaje się szersza niż
lewego, choć w rzeczywistości są identyczne.
tylko niektóre kąty na tym rysunku są naprawdę pro- niezwykle trudno postrzegać dwuwymiarowe rysun-
ste. Rzeczą interesującą jest to, że zjawisko stałości ki jako wyłącznie płaskie figury bez nadawania im
kształtu jest procesem automatycznym i jako takie trójwymiarowej interpretacji.
nie podlega supresji wolicjonalnej, tj. nie możemy Stałość kształtu jest z pewnością wynikiem działa-
 zmusić naszego systemu wzrokowego, aby inaczej nia wielu czynników. Jednym z oczywistych jest
zinterpretował rysunek taki jak 5-2: wszystkie figury znajomość przedmiotów i kształtów. Tym niemniej
jawią się nam jako sześciany, może poza tą, która prawo stałości kształtu działa również w odniesieniu
znajduje się skrajnie po prawej stronie. do nieznanych obiektów.
StaÅ‚ość ksztaÅ‚tu jest Å›ciÅ›le zwiÄ…zana z pozornÄ… WedÅ‚ug Gregory ego (1963) za zÅ‚udzenie Müller-
głębią oglądanego obiektu. Ilustruje to rysunek 5-3. Lyera odpowiedzialna jest percepcyjna stałość wiel-
Na bazie dwóch identycznych równoległoboków, kości. Kiedy jakiś przedmiot znajduje się w niewiel-
znajdujących się po lewej stronie, zbudowano rów- kiej odległości od oka, jego obraz siatkówkowy jest
noległościany. Mimo że powierzchnie górnych ścian duży (rys. 5-4). W miarę oddalania go od oka, jego
tych brył są faktycznie jednakowe, powierzchnie obraz siatkówkowy maleje. A
atwo siÄ™ o tym przeko-
górne obu brył wydają się nam zupełnie różne. Wy- nać, wyciągając przed siebie kciuk i patrząc jednym
daje się, że bryła po lewej stronie przedstawia wąski okiem na jakiś sporej wielkości przedmiot znajdują-
równoległościan rozciągający się daleko w głąb: cy się w innej części pokoju, na przykład na grubą
subiektywnie jest on węższy niż równoległościan po książkę stojącą na półce. Jeśli kciuk znajdzie się
prawej stronie zbudowany na fizycznie identycznym odpowiednio blisko oka, zasłoni całą książkę. Jego
równoległoboku. Przykład ten dowodzi, że jest nam obraz siatkówkowy jest większy niż obraz siatków-
D
B´
S
´
B1
D
Rys. 5-4. Wielkość obrazu powstającego na siatkówce w zależności od odległości obserwowanego przedmio-
tu. Jak widać, przedmioty B1 i D mają te same wielkości. Jednakże ich obrazy siatkówkowe są różne. Z kolei
przedmiot S jest mniejszy niż D, jednak jego obraz na siatkówce jest równie duży.
 Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 10
A B
C D
Rys. 5-5. Prawa zachowania stałości wielkości. A. Obiekt  odległy jest dwukrotnie mniejszy niż
 bliski , jednak nie wydaje się nam aż tyle mniejszy. B. Widzimy to jednak, gdy obiekt  odległy usta-
wimy obok  bliskiego . C. Gdy jednak obiekt  odległy jest równie duży jak  bliski , wydaje się
większy. Jest to tzw. złudzenie Ponzo. D. Znika on, gdy usunie się linie ukośne sugerujące perspektywę.
kowy dużo większej od niego książki. być przez obserwatora automatycznie uznane za ele-
Mimo tego faktu, w dużym zakresie odległości menty wprowadzające perspektywę. Ta perspektywa
postrzegana wielkość obiektu wydaje nam się stała, natomiast sugeruje błędny osąd odległości. Idea ta
niezależna od wielkoÅ›ci jego obrazu na siatkówce. zostaÅ‚a zilustrowana na rys. 5-6. Figury Müller-
Wśród najważniejszych czynników mających Lyera według hipotezy Gregory ego są dwuwymia-
wpływ na stałość wielkości jest przypuszczalnie po- rowymi rzutami trójwymiarowych kształtów. Zatem
zorna odległość i tło. Rys. 5-5 pokazuje, że informa- wskutek działania mechanizmu stałości wielkości
cje o odległości, kiedy są właściwie używane, poma- elementy znajdujące się bardziej w głębi, w większej
gają w zachowaniu stałości wielkości na dwuwymia- pozornej odległości od nas, wydają się większe. Me-
rowym obrazku oraz że brak wskazówek na temat chanizm percepcyjnej stałości wielkości, który jest
odległości powoduje, że efekt ten znika (złudzenie ważnym mechanizmem kompensującym  na przy-
Ponzo, rys. 5-5d). kład kompensuje zmniejszanie się wielkości obrazu
To zjawisko zostało wykorzystane przez Gregory - siatkówkowego wraz z odległością lub zmianę bar-
ego do wyjaÅ›nienia zÅ‚udzenia Müller-Lyera. Twier- wy przy zmieniajÄ…cym siÄ™ oÅ›wietleniu  w tym
dzi on, że strzałki na końcach linii z rys. 5-1 mogą przypadku zadziałał błędnie.
 Piotr Jaśkowski  Wykłady z percepcji wzrokowej 11
Rys. 5-6. WyjaÅ›nienie zÅ‚udzenia Müller-
Lyera za pomocą zjawiska stałości
wielkości. Na dolnych rysunkach figury
Müller-Lyera z rysunku górnego zostaÅ‚y
 wmontowane w rysunki perspekty-
wiczne wyobrażające na przykład kra-
wędzie trójwymiarowej konstrukcji sta-
lowej. Perspektywa powoduje pozorne
powiększenie długości krawędzi na ry-
sunku po prawej stronie, aby skom-
pensować jego pozornie większą odleg-
łość od obserwatora.
Na rys. 5-7 pokazano jednak figurÄ™ Müller- poważne wÄ…tpliwoÅ›ci, czy potrafiÄ… interpretować
Lyera, której powstanie niełatwo wyjaśnić za po- strzałki jako wskazówki perspektywiczne, dostrze-
gajÄ… tÄ™ iluzjÄ™! Dla wyjaÅ›nienia zÅ‚udzenia Müller-
. W tym przypadku powstaje złudzenie podobne do Lyera zaproponowano jeszcze inne wyjaśnienia,
zÅ‚udzenia Müller-Lyera, jednakże trudno znalez
ć które nie będą tu omawiane.
dla niej jakiś  trójwymiarowe wyjaśnienie. Po- Rysunki 5.8 i kolejne obrazują kilka innych złu-
nadto stwierdzono, że również zwierzęta, takie jak dzeń.
gołębie (Mallot & Mallot, 1970) lub muchy
(Geigger & Poggio, 1975), co do których istnieją
A B C
Rys. 5-7. Wariant figury Müller-Lyera, której nie
daje się wyjaśnić za pomocą zasady stałości wielko-
ści. Kropki w okręgach A i B są w takiej samej odle-
głości, jak kropki w okręgach B i C, choć nasz zmysł
wzroku temu przeczy.
and stimulus generalization. In W. C. Steb bins
(Ed.), Animal psychophysics . New York: Apple-
Literatura:
ton-Century-Crofts.
Geigger, G., & Poggio, T. (1975). The Müller-Lyer
Morgan, M. J., Hole, G. J., & Glennerster, A.
figure and the fly. Science, 190, 479-480.
(1990). Biases and sensitivities in geometrical
Gregory, R. L. (1963). Distortion of visual space as
illusions. Vision Research, 30(11), 1793-1810.
inappropriate constancy scaling. Nature, 199,
678-680.
Mallot, R. W., & Mallot, M. K. (1970). Perception
Rys. 5-8. Figura Zollnera. Dłuższe linie na rysunku są w rzeczywistości równole-
głe. Złudzenie spowodowane jest wrażeniem perspektywy wprowadzanym przez
krótkie ukośne kreski.
Rys. 5-9. Poziome linie na rysunku są w rzeczywistości równole-
głe.
Rys. 5-10. Dwie odmiany figury Zollnera. Poziome linie
na rysunku są w rzeczywistości równoległe. Złudzenie
spowodowane jest wrażeniem perspektywy wprowadza-
nym przez promieniście rozchodzące się linie.