Көріністі қозғалыс иллюзиясы: Фи феномені

Кіріспе

Көрінетін қозғалыстың оптикалық иллюзиясы

Фи құбылысы термині, егер екі жақын орналасқан оптикалық стимул салыстырмалы түрде жоғары жиілікпен кезектесіп көрсетілсе, байқалатын көрінетін қозғалыс үшін тар мағынада қолданылады. Төменгі жиіліктерде көрінетін бета қозғалысынан өзгеше, стимулдардың өзі қозғалмайды. Оның орнына, диффузды, аморфты көлеңке сияқты бір нәрсе стимулдардың алдына секіріп, оларды уақытша жабады. Бұл көлеңке фонның түсіне ұқсас көрінеді. Шындығында, Вертхаймер 1912 жылы бұл терминді енгізген кезде "φ құбылысы" терминін өзінің диссертациясында сипатталған барлық көрінетін қозғалыстарға қолданды, ол "таза φ" деп атаған объектісіз қозғалысты.

Эксперименттік көрсетілім

Вертхаймердің классикалық эксперименттері тахистоскоп арқылы бірінен соң бірі қайта-қайта көрсетілген екі жарық сызығы немесе қисықтарды пайдаланды. Сонымен қатар, Вертхаймердің тезисі «таза қозғалыс» қандай параметрлерде байқалғанын нақты көрсете алмайды. Одан әрі, осы құбылысты қайта өндіру қиын. Эдвин Борингтің 1942 жылы алғаш жарияланған сезім және қабылдау психологиясының тарихы осы шатасуға ықпал етті. Кері фи иллюзиясы – фи құбылысының оң бағытынан орын ауыстырылған теріс бағытқа қарай жойылуы немесе ыдырауы, сондықтан адам сезетін қозғалыс нақты физикалық орын ауыстыруға кері болады. Кері фи иллюзиясы көбінесе қара-ақ үлгілермен бірге жүреді. Кері фи иллюзиясының жарықтық эффектілерге байланысты екеніне сеніледі, ол жарықтығы өзгеріп отыратын бейнелердің тор қабықта жылғалатын кезінде пайда болады. Бұл визуалды рецептивті өріс моделінің механизмдарымен түсіндірілуі мүмкін, онда визуалды стимулдар кеңістікте жинақталады (кеңістіктегі дифференциацияға кері процесс). Бұл кеңістіктік жинақталу контурды сәл бұрмалайды, соның салдарынан қабылданатын жарықтық өзгеріп, көрінеді. Осы рецептивті өріс моделінен төрт болжам расталды. Біріншіден, орын ауыстыру фовеялық рецептивті өрістің енінен асып кеткенде фовеялық кері фи бұзылуы керек. Екіншіден, кері фи иллюзиясы фовеяға қарағанда перифериялық тор қабықта үлкен орын ауыстыруларда болады, себебі перифериялық тор қабықтағы рецептивті өрістер үлкен. Үшіншіден, рецептивті өрістердің кеңістіктік жинақталуын бұрмалаушы линзасы бар экранға проекцияланған кері фи иллюзиясының визуалды бұлыңғырлануы арқылы арттыруға болады. Төртіншіден, кері фи иллюзиясының мөлшері оң және теріс суреттер арасындағы орын ауыстырудың азаюымен бірге өсуі керек. Шындығында, біздің көру жүйесіміз фи құбылысын алға және кері бағытта бірдей өңдейді. Біздің көру жүйесіміз тізбектелген кадрлардағы сәйкес жарықтықтың жеке нүктелері арасындағы фи құбылысын қабылдайды, ал фи қозғалысы жаһандық емес, жарықтыққа байланысты жергілікті, нүктелік принцип бойынша анықталады. === T4 және T5 қозғалыс детекторы жасушалары кері фи мінез-құлқы үшін қажетті және жеткілікті, кері фи қозғалысына жауап ретінде бұрылу реакцияларын тудыру үшін басқа жолдар жоқ. Тангенциалды жасушалар кері фи қозғалысын стимуляциялау кезінде жартылай вольтаждық жауап көрсетеді. Хассенштейн-Райхардт детекторының моделі. T4 дендриттерінде кері фи үшін айқын жауаптар, ал T5 дендриттерінде маргиналды жауаптар байқалады.

Wertheimer's classic experiments used two light lines or curves repeatedly presented one after the other using a tachistoscope. Furthermore, Wertheimer's thesis does not specify precisely under which parameters "pure movement" was observed. Moreover, it is difficult to reproduce the phenomenon. Edwin Boring's influential history of the psychology of sensation and perception, first published in 1942, contributed to this confusion. Reverse phi illusion is the kind of phi phenomenon that fades or dissolves from its positive direction to the displaced negative, so that the apparent motion human perceive is opposite to the actual physical displacement. Reverse phi illusion is often followed by black and white patterns. It is believed that reverse phi illusion is indeed brightness effects, that it occurs when brightness reversing picture moving across our retina. It can be explained by mechanisms of visual receptive field model, where visual stimuli are summated spatially (a process that is reverse to spatial differentiation). This spatial summation blurs the contour to a small extent, and thus changes the brightness perceived. Four predictions are confirmed from this receptive field model. First, foveal reverse phi should be broken down when the displacement is greater than the width of foveal receptive fields. Second, reverse phi illusion exists in the peripheral retina for greater displacements than in the fovea, for receptive fields are greater in the peripheral retina. Third, the spatial summation by the receptive fields could be increased by the visual blurring of the reversed phi illusion projected on a screen with defocus lens. Fourth, the amount of reversed phi illusion should be increasing with the decrease of displacement between positive and negative pictures. Indeed, our visual system processes forward and reversed phi phenomenon in the same way. Our visual system perceives phi phenomenon between individual points of corresponding brightness in successive frames, and phi movement is determined on a local, point for point basis mediated by brightness instead of on a global basis. ===

T4 and T5 motion detectors cells are necessary and sufficient for reversed phi behavior, and there are no other pathways to produce turning responses for reversed phi motion. Tangential cells show partial voltage response with the stimulation of reversed phi motion. Hassenstein Reichardt detector model. There is substantial responses for reversed phi in T4 dendrites, and marginal responses in T5 dendrites.

Phi құбылысы және бета қозғалысы

Phi құбылысы ұзақ уақыт бойы бета қозғалысымен шатастырылды; алайда, гештальт психологиясы мектебінің негізін қалаушы Макс Вертхаймер 1912 жылы олардың арасындағы айырмашылықты анықтады. Phi құбылысы мен бета қозғалысын кең мағынада бір санатқа жатқызуға болады, бірақ олар шын мәнінде мүлдем ерекшеленеді. Біріншіден, айырмашылық нейроанатомиялық деңгейде. Көрнекі ақпарат екі арна арқылы өңделеді, біреуі орын мен қозғалысты, ал екіншісі пішін мен түсті өңдейді. Егер объект қозғалса немесе орнын өзгертіп жатса, ол екі арнаны да ынталандырып, бета қозғалысын сезінуге әкелуі мүмкін. Ал егер объект орнын тым жылдам өзгертсе, онда фи құбылысы сияқты таза қозғалысты қабылдау туындауы мүмкін. Екіншіден, фи құбылысы мен бета қозғалысы қабылдау тұрғысынан да әртүрлі. Phi құбылысы үшін екі стимул A және B бірінен соң бірі ұсынылады, сіз көретін нәрсе – A және B үстінен өтетін қозғалыс; ал бета қозғалысы үшін, әлі де екі стимул A және B тізбектеп ұсынылса, сіз көретін нәрсе – A орнынан B орнына өтетін нақты объект. Айырмашылық сонымен қатар танымдық деңгейде де жатыр, біздің көру жүйеміз қозғалысты қалай түсіндіреді деген сұраққа байланысты, бұл көру жүйесі қабылдауды түсіндірудің кері проблемасын шешеді деген болжамға негізделген. Объектінің тудырған жақын стимулдары үшін көру жүйесі объектіні анықтауы керек, себебі жақын стимулдар шындықтың толық картинасын бермейді. Көру жүйеміздің түсіндірудің бірнеше жолы бар. Сондықтан, көру жүйеміз бірегей және нақты түсіндіруді алу үшін көптеген түсіндірулерге шектеу қоюы керек. Көру жүйеміз шектеулерді белгілеу үшін қолданатын принциптер көбінесе қарапайымдық пен ықтималдықпен байланысты.

Хассенштейн-Райхардт детекторының моделі

Хассенштейн–Райхардт детектор моделі – біздің көру жүйеміздің екі жақын орналасқан нүктеден жарық интенсивтілігінің уақыт бойынша өзара корреляциясын анықтау арқылы қозғалысты қалай бағалайтынын көрсететін алғашқы математикалық модель, қысқасы – көру жүйеміздің қозғалысты қадағалауының теориялық нейрондық схемасы. Бұл модель фи құбылысын және оның кері нұсқасын түсіндіріп, болжауға мүмкіндік береді. Модель екі локациядан және екі көру кірісінен тұрады. Егер бір локацияда кіріс тіркелсе, сигнал екінші локацияға жіберіледі. Екі көру кірісі уақыт бойынша асимметриялық түрде сүзіліп, содан кейін бір локациядағы көру контрасты екінші локациядағы уақыт бойынша кешіктірілген контрастқа көбейтіледі. Ақырында, көбейту нәтижесінен шығыс алу үшін азайту операциясы жасалады. Сондықтан, екі оң немесе екі теріс сигнал оң шығыс береді, ал кірістердің бірі оң, екіншісі теріс болса, шығыс теріс болады. Бұл математикалық көбейту ережесімен сәйкес келеді. Фи құбылысы үшін қозғалыс детекторы тор қабығындағы бір нүктедегі жарық интенсивтілігінің өзгеруін анықтайды, содан кейін көру жүйеміз осы өзгерісті тор қабығындағы көрші нүктедегі жарық интенсивтілігінің өзгеруімен уақыт бойынша корреляциялайды, бұл процеске қысқа уақыттық кешігу кіреді.

Рейхардт моделі

Рейхардт моделі. Бұл модельде фоторецептордың бір кірісі, көршілес орналасқан кіріспен көбейтіліп салыстырылу үшін сүзгі арқылы кешіктіріледі. Кіріс көбейтуден бұрын және көбейтуден кейін, айна симметриялы түрде екі рет сүзгіленеді, бұл екінші дәрежелі қозғалыс бағалауын қамтамасыз етеді. Бұл жалпыланған Рейхардт моделі көбейтуге дейінгі кез келген сүзгілерді, сондай-ақ көбейтуден кейінгі сүзгілерді де қолдануға мүмкіндік береді.