Последовательные изображения: природа и механизмы возникновения

Введение

Послеобраз – это изображение, которое продолжает восприниматься глазом после прекращения воздействия исходного изображения. Послеобраз может быть нормальным явлением (физиологическим послеобразом) или патологическим (палинопсией). Иллюзорная палинопсия может представлять собой патологическое усиление физиологических послеобразов. Послеобразы возникают из-за того, что фотохимическая активность в сетчатке продолжается даже после исчезновения исходного стимула. Далее в статье речь пойдет о физиологических послеобразах. Распространенным физиологическим послеобразом является тусклое пятно, которое кажется парящим перед глазами после кратковременного взгляда на яркий источник света, например, вспышку фотокамеры. Палинопсия – часто встречающийся симптом при визуальном снеге.

Отрицательные последствия

Отрицательные послеизображения генерируются в сетчатке, но могут изменяться, как и другие сигналы сетчатки, посредством нейронной адаптации ганглиевых клеток сетчатки, которые передают сигналы из сетчатки глаза в остальную часть мозга. Обычно любое изображение перемещается по сетчатке небольшими движениями глаз, известными как микросаккады, прежде чем произойдет значительная адаптация. Однако, если изображение очень яркое и кратковременное, или если изображение большое, или если глаз остается неподвижным, эти небольшие движения не смогут удерживать изображение на неадаптированных участках сетчатки. Послеизображения можно увидеть при переходе из яркой среды в тусклую, например, при входе в помещение в яркий солнечный день. Они сопровождаются нейронной адаптацией в затылочной доле мозга, которая функционирует аналогично регулировке цветового баланса в фотографии. Эти адаптации стремятся поддерживать постоянство зрения при изменяющемся освещении. Рассматривание однородного фона во время продолжающейся адаптации позволит увидеть послеизображение, поскольку локальные области зрения все еще обрабатываются мозгом с использованием адаптаций, которые больше не требуются. Трихроматическая теория цветового зрения Янга-Гельмгольца постулировала, что в глазу существует три типа фоторецепторов, каждый из которых чувствителен к определенному диапазону видимого света: S-конусы (коротковолновые), M-конусы (средневолновые) и L-конусы (длинноволновые). Однако трихроматическая теория не может объяснить все явления, связанные с послеизображениями. В частности, послеизображения имеют дополнительный цвет по отношению к адаптирующему стимулу, что трихроматическая теория не учитывает. Неспособность трихроматической теории объяснить послеизображения указывает на необходимость теории оппонентов, такой как теория, предложенная Эвальдом Херингом (1878) и далее развитая Хурвичем и Джеймсоном (1957). Стимул, вызывающий положительное изображение, обычно быстро вызывает отрицательное послеизображение посредством процесса адаптации. Чтобы испытать это явление, можно посмотреть на яркий источник света, а затем отвести взгляд в темное место, например, закрыв глаза. Сначала можно увидеть угасающее положительное послеизображение, за которым, вероятно, последует отрицательное послеизображение, которое может длиться значительно дольше. Также можно увидеть послеизображения от случайных объектов, которые не являются яркими, но они длятся лишь доли секунды и остаются незамеченными большинством людей.

Negative afterimages are generated in the retina but may be modified like other retinal signals by neural adaptation of the retinal ganglion cells that carry signals from the retina of the eye to the rest of the brain. Normally, any image is moved over the retina by small eye movements known as microsaccades before much adaptation can occur. However, if the image is very intense and brief, or if the image is large, or if the eye remains very steady, these small movements cannot keep the image on unadapted parts of the retina. Afterimages can be seen when moving from a bright environment to a dim one, like walking indoors on a bright snowy day. They are accompanied by neural adaptation in the occipital lobe of the brain that function similar to color balance adjustments in photography. These adaptations attempt to keep vision consistent in dynamic lighting. Viewing a uniform background while adaptation is still occurring will allow an individual to see the afterimage because localized areas of vision are still being processed by the brain using adaptations that are no longer needed. The Young Helmholtz trichromatic theory of color vision postulated that there were three types of photoreceptors in the eye, each sensitive to a particular range of visible light: short wavelength cones, medium wavelength cones, and long wavelength cones. Trichromatic theory, however, cannot explain all afterimage phenomena. Specifically, afterimages are the complementary hue of the adapting stimulus, and trichromatic theory fails to account for this fact. The failure of trichromatic theory to account for afterimages indicates the need for an opponent process theory such as that articulated by Ewald Hering (1878) and further developed by Hurvich and Jameson (1957). A stimulus which elicits a positive image will usually trigger a negative afterimage quickly via the adaptation process. To experience this phenomenon, one can look at a bright source of light and then look away to a dark area, such as by closing the eyes. At first one should see a fading positive afterimage, likely followed by a negative afterimage that may last for much longer. It is also possible to see afterimages of random objects that are not bright, only these last for a split second and go unnoticed by most people.

На пустой форме

Послеображение – это оптическая иллюзия, заключающаяся в том, что изображение продолжает восприниматься после прекращения воздействия исходного изображения. Длительное рассматривание цветного пятна вызывает послеображение комплементарного цвета (например, жёлтый цвет вызывает голубоватое послеображение). Эффект "послеображение на пустой форме" относится к классу эффектов, известных как эффекты контраста. В этом эффекте пустая (белая) форма демонстрируется на цветном фоне в течение нескольких секунд. Когда цвет фона исчезает (становится белым), внутри формы воспринимается иллюзорный цвет, похожий на исходный фон. Механизм этого эффекта до сих пор неясен и может быть обусловлен одним или двумя из следующих механизмов:

Во время демонстрации пустой формы на цветном фоне цветной фон вызывает иллюзорный комплементарный цвет ("индуцированный цвет") внутри пустой формы. После исчезновения цветного фона внутри "пустой формы" может появиться послеображение "индуцированного цвета". Таким образом, ожидаемый цвет формы будет комплементарен "индуцированному цвету" и, следовательно, похож на цвет исходного фона. После исчезновения цветного фона индуцируется послеображение фона. Этот индуцированный цвет имеет комплементарный цвет по отношению к оригинальному фону. Возможно, что это фоновое послеображение вызывает одновременный контраст на "пустой форме". Одновременный контраст – это психофизическое явление, заключающееся в изменении воспринимаемого цвета (или ахроматического стимула) из-за присутствия окружающего среднего цвета (или яркости).