Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Способность человека отделять передний план от фона в визуальных изображениях
Humans' ability to separate foreground from background in visual images
Организация "фигура-фон" – это тип перцептивной группировки, необходимый для распознавания объектов посредством зрения. В гештальт-психологии это известно как выделение фигуры на фоне. Например, черные слова на печатной странице воспринимаются как "фигура", а белый лист – как "фон".
Figure–ground organization is a type of perceptual grouping that is a vital necessity for recognizing objects through vision. In Gestalt psychology it is known as identifying a figure from the background. For example, black words on a printed paper are seen as the "figure", and the white sheet as the "background".
Психология гештальт
Теория гештальта была основана в 20 веке в Австрии и Германии как реакция против атомистической ориентации ассоциационистских и структурных школ. В 1912 году школа гештальта была сформирована Максом Вертхаймером, Вольфгангом Кёлером и Куртом Кофкой. Слово "гештальт" – немецкое слово, которое переводится на английский как "паттерн" или "конфигурация". Гештальт-концепции также могут называться "холизмом". Гештальт-психологи стремились гуманизировать подход, который считался бесплодным. Гештальт-психология утверждает, что целое всегда больше, чем сумма его частей. Концепции, исследованные Вертхаймером, Кёлером и Кофкой в 20 веке, заложили основу для современного изучения восприятия. "Суть гештальт-концепции заключается в том, что "не только движение или процесс как таковой, но и направление и распределение процесса динамически определяются взаимодействием". Сенсорная организация не зависит от изолированных стимулов и локальной стимуляции, а от относительных свойств стимуляции и динамического контекста". Вертхаймер описал холизм как "фундаментальную формулу" гештальт-психологии: "Существуют целостности, поведение которых не определяется поведением их отдельных элементов, а процессы частей сами определяются внутренней природой целостности".
The Gestalt theory was founded in the 20th century in Austria and Germany as a reaction against the associationist and structural schools' atomistic orientation. In 1912, the Gestalt school was formed by Max Wertheimer, Wolfgang Köhler, and Kurt Koffka. The word "gestalt" is a German word translated to English as "pattern" or "configuration." Gestalt concepts can also be referred to as "holism." Gestalt Psychologists were attempting to humanize what was considered a sterile approach. Gestalt psychology establishes that the whole of anything is greater than its parts. The concepts explored by Wertheimer, Köhler, and Koffka in the 20th century established the foundation for the modern study of perception. "The Gestalt concept is that "not only movement, or process as such, but also the direction and distribution of process is determined dynamically by interaction." Sensory organization is not dependent upon isolated stimuli and local stimulation, but upon the relative properties of stimulation and the dynamical context." Wertheimer described holism as the "fundamental formula" of Gestalt psychology: "There are wholes, the behavior of which is not determined by that of their individual elements, but where the part processes are themselves determined by the intrinsic nature of the whole."
Примеры
Рисунок «Ваза Рубина», описанный датским психологом Эдгаром Рубином, иллюстрирует один из ключевых аспектов организации фигуры и фона, определения границ и его влияния на восприятие формы. В рисунке «Ваза Рубина» воспринимаемая форма критически зависит от направления, в котором определяется граница (край) между черными и белыми областями. Если границы между черными и белыми областями определяются как направленные внутрь, то центральная белая область воспринимается как ваза на черном фоне. В этом случае лица не воспринимаются. С другой стороны, если границы определяются как направленные наружу, то воспринимаются два черных профильных лица на белом фоне, а форма вазы не воспринимается. Человеческая зрительная система стабилизируется на одной из интерпретаций вазы Рубина и переключается между ними, явление, известное как многостабильное восприятие. Функциональная нейровизуализация показывает, что когда люди видят изображение Рубина как лицо, наблюдается активность в височной доле, в частности, в области, специализирующейся на распознавании лиц. Дополнительный пример – иллюзия «Моя жена и моя свекровь». Изображение знаменито своей обратимостью. «Наблюдатель может увидеть либо молодую девушку, повернувшую голову вправо, либо пожилую женщину с большим носом и выдающимся подбородком, в зависимости от точки зрения».
The Rubin vase faces–vase drawing that Danish psychologist Edgar Rubin described exemplifies one of the key aspects of figure–ground organization, edge assignment and its effect on shape perception. In the faces–vase drawing, the perceived shape depends critically on the direction in which the border (edge) between the black and white regions is assigned. If the edges between the black and white regions are assigned inward, then the central white region is seen as a vase shape in front of a black background. No faces are perceived in this case. On the other hand, if the edges are assigned outward, then the two black profile faces are perceived on a white background, and no vase shape is perceived. The human visual system will settle on either of the interpretations of the Rubin vase and alternate between them, a phenomenon known as multistable perception. Functional brain imaging shows that, when people see the Rubin image as a face, there is activity in the temporal lobe, specifically in the face selective region. An additional example is the "My Wife and My Mother in Law" illusion drawing. The image is famous for being reversible. "The viewer may either observe a young girl with her head turned to the right or an old woman with a large nose and protruding chin, depending on one's perspective."
Разработка
Восприятие фигуры и фона предшествует всем другим навыкам визуального восприятия и является одним из первых, которые развиваются у младенца. Развитие перцептивной организации начинается в младенчестве у человека. В отношении соотношения врожденного и приобретенного, такие понятия, как "яркость" и "близость" могут развиваться уже при рождении, но распознавание "сходства форм" может стать функциональным только после активации определенным опытом. Дети в возрасте от трех до четырех месяцев реагируют на различия в яркости, а не на различия в сходстве форм. Предполагается, что эскафолдинг (развитие новых навыков с течением времени на основе уже имеющихся) отвечает за развитие перцептивной организации. Окружающая среда играет важную роль в развитии восприятия фигуры и фона. Развитие этого восприятия начинается с того момента, как ребенок может сфокусироваться на объекте. Лица родителей, опекунов и знакомые предметы – первые, на которых ребенок фокусируется и которые он начинает понимать. По мере развития дети учатся различать желаемые объекты от окружающего пространства. Сидение, ползание и ходьба предоставляют множество возможностей для развития этого навыка. В возрасте от 2 до 4 лет этот навык можно дополнительно развивать, обучая ребенка группировать или сортировать предметы.
Figure–ground perception precedes all other visual perceptual skills and is one of the first to develop in a young baby. The development of perceptual organization develops as early as infancy in human beings. In regards to nature versus nurture, concepts such as "lightness" and "proximity" may develop as early as birth, but recognizing "form similarity" may not be functional until activated by particular experiences. Three to four month olds respond to differences in lightness rather than differences in form similarity. It is suggested that scaffolding (the development of new skills over time based on the building of other skills) is responsible for the development of perceptual organization. Environment plays a major role in the development of figure ground perception. The development of figure–ground perception begins the day the baby can focus on an object. The faces of caregivers, parents, and familiar objects are the first to be focused on and understood. As babies develop, they learn to distinguish the objects they desire from their surroundings. Sitting up, crawling, and walking present ample opportunity to develop the skill during development. Between the ages of 2–4 the skill can be further cultivated by teaching the child to group or sort items.
Процесс восприятия
Перцептивное решение, в котором мозг определяет, какой элемент является фигурой, а какой – частью фона в зрительной сцене, может основываться на множестве признаков, все из которых носят вероятностный характер. Например, размер помогает разграничить фигуру и фон, поскольку меньшие области часто (но не всегда) воспринимаются как фигуры. Форма объекта также может способствовать различению фигуры и фона, так как фигуры, как правило, выпуклы. Движение также играет роль: фигура может двигаться на фоне статической среды. Цвет также является признаком, поскольку фон обычно сохраняет единый цвет за потенциально несколькими объектами на переднем плане, чьи цвета могут различаться. Назначение границ также помогает: если граница принадлежит фигуре, она определяет ее форму, в то время как фон находится за этой формой. Однако иногда бывает сложно различить эти два элемента, поскольку граница, которая должна отделять фигуру от фона, не является частью ни одного из них, одинаково определяя и фигуру, и фон. ЛОК (латеральная затылочная кора) играет важную роль в восприятии фигуры и фона. Эта область зрительной коры (расположенная латерально от веретенообразной извилины и простирающаяся в переднем и вентральном направлениях) последовательно демонстрирует более сильную активацию в ответ на объекты по сравнению с не-объектами. Очевидно, что процесс различения фигуры и фона (иногда называемый сегментацией фигуры и фона) по своей сути является вероятностным, и лучшее, что может сделать мозг, – это учесть все релевантные признаки для формирования наиболее вероятного предположения. В связи с этим были предложены байесовские модели сегментации фигуры и фона для моделирования вероятностного вывода, посредством которого мозг может различать фигуру и фон. Субъективные факторы также могут влиять на восприятие фигуры и фона. Например, если у наблюдателя есть намерение воспринимать одну из двух областей как фигуру, это, вероятно, повлияет на его способность объективно анализировать обе области. Кроме того, если взгляд наблюдателя зафиксирован на определенной области, он с большей вероятностью будет воспринимать эту область как фигуру. Хотя субъективные факторы могут изменить вероятность восприятия фигуры с одной конкретной стороны границы, они, как правило, не перевешивают композиционные признаки.
The perceptual decision in which the brain decides which item is the figure and which are part of the ground in a visual scene can be based on many cues, all of which are of a probabilistic nature. For instance, size assists in distinguishing between the figure and the ground, as smaller regions are often (but not always) figures. Object shape can assist in distinguishing figure from ground because figures tend to be convex. Movement also helps; the figure may be moving against a static environment. Color is also a cue because the background tends to continue as one color behind potentially multiple foreground figures, whose colors may vary. Edge assignment also helps; if the edge belongs to the figure, it defines the shape while the background exists behind the shape. However, it is sometimes difficult to distinguish between the two because the edge that would separate figure from ground is part of neither, equally defining both the figure and the background. The LOC (lateral occipital cortex) is highly important for figure–ground perception. This region of the visual cortex (located lateral to the fusiform gyrus and extending anteriorly and ventrally) has consistently shown stronger activation in response to objects versus non objects." Evidently, the process of distinguishing figure from ground (sometimes called figure–ground segmentation) is inherently probabilistic, and the best that the brain can do is to take all relevant cues into account to generate a probabilistic best guess. In this light, Bayesian figure–ground segmentation models have been proposed to simulate the probabilistic inference by which the brain may distinguish figure from ground. Subjective factors can also influence figure–ground perception. For instance, if a viewer has the intention to perceive one of the two regions as the figure, it will likely alter their ability to analyze the two regions objectively. In addition, if a viewer's gaze is fixated on a particular region, the viewer is more likely to view the fixated region as the figure. Although subjective factors can alter the probability of seeing the figure on one particular side of an edge, they tend not to overpower compositional cues.
Художественные приложения
Организация «фигура — фон» используется художниками и дизайнерами для композиции двухмерного изображения. Обращение фигуры и фона может применяться как намеренная техника визуального дизайна, при которой цвета переднего и заднего плана существующего изображения преднамеренно меняются местами для создания новых образов.
Figure–ground organization is used to help artists and designers in composition of a 2D piece. Figure–ground reversal may be used as an intentional visual design technique in which an existing image's foreground and background colors are purposely swapped to create new images.
Невизуальные
Восприятие фигуры и фона может быть расширено от визуального восприятия до включения не визуальных концепций, таких как мелодия/гармония, субъект/фон и позитивное/негативное пространство. Концепция фигуры и фона полностью зависит от наблюдателя, а не от самого объекта. В типичных звуковых ситуациях, с которыми сталкиваются люди, сигналы звуковой фигуры и фона часто перекрываются как во времени, так и по частотному содержанию. В этих ситуациях слуховые объекты формируются путем интеграции звуковых компонентов как во времени, так и по частоте. Исследование 2011 года предполагает, что слуховая система обладает механизмами, чувствительными к таким межчастотным и межвременным корреляциям. Результаты этого исследования продемонстрировали значительную активацию в внутрипариетальной борозде (IPS) и верхней височной борозде, связанную с нисходящим, стимул-обусловленным разделением фигуры и фона. В шумных помещениях или на вечеринках человек способен сосредоточиться на разговоре с одним человеком (фигура), заглушая фоновый шум (фон). Это также известно как "эффект коктейльной вечеринки". Разделение фигуры и фона в слухе не является автоматическим; скорее, оно требует внимания и использует ресурсы, общие для зрения и слуха.
Figure–ground perception can be expanded from visual perception to include non visual concepts such as melody/harmony, subject/background and positive/negative space. The concept of figure and ground fully depends on the observer and not on the item itself. In the typical sonic scenarios people encounter, auditory figure and ground signals often overlap in time as well as in frequency content. In these situations, auditory objects are established by integrating sound components both over time and frequency. A 2011 study suggests that the auditory system possesses mechanisms that are sensitive to such cross frequency and cross time correlations. Results of this study demonstrated significant activations in the intraparietal sulcus (IPS) and the superior temporal sulcus related to bottom up, stimulus driven figure–ground decomposition. In crowded rooms or parties, a person is able to zero in on the conversation they are having with one person (figure) while drowning out the background noise (ground). This can also be referred to as the "cocktail party effect." Figure–ground segregation in hearing is not automatic; rather, it requires attention and draws on resources that are shared across vision and audition.