Тень (затененность и освещенность)

Тень (затененность и освещенность) — это признак глубины, который часто используется в изобразительном творчестве при рисовании в оттенках серого цвета, так как для создания объема и формы предмета применяются сочетания черного, белого и серого. Считается, что наибольшей светимостью обладает та поверхность, которая ближе к источнику света. По мере удаления от источника света светимость поверхностей уменьшается и возрастает их затененность. В силу этого затененность объекта может свидетельствовать о его пространственной форме и рельефе.

Однако большую информацию о рельефе объекта несет не сама затененность, а знание наблюдателя о положении и направлении источника света. В одном из экспериментов американского ученого Кевина Бербаума и его коллег было показано, что правильная интерпретация положения источника света и направления его распространения является важной детерминантой при суждении о глубине и пространственной форме объекта^[1]. В эксперименте была поставлена цель показать, что восприятие чередования света и тени, т. е. того, что задает рельеф поверхности, напрямую зависит от знания наблюдателя, откуда падает свет на эту поверхность. Для этого Бербаум с коллегами использовали поверхность, рельеф которой мог быть обратимым за счет варьирования направления источника света. Тестовой установкой стала окрашенная белой краской поверхность с 12 выемками, имеющими форму усеченного конуса (рис. 6.13). С одной стороны, глядя на эту поверхность, наблюдатель видит ряд одинаковых по форме и размеру углублений, с обратной стороны — столько же конусообразных усеченных выступов (размеры показаны на рис. 6.13). Данная поверхность предъявлялась испытуемому на расстоянии 182 см, через искусственный зрачок.

В эксперименте варьировались разные условия освещения тестовой поверхности:

• • освещение могло быть верхним (потолочным) и боковым (на уровне глаз испытуемого). В условиях прямого освещения тестовая установка освещалась напрямую лампой, расположенной либо на потолке (верхний свет), либо сбоку (боковой свет);
• • освещение могло быть прямым и непрямым. В случае непрямого освещения на пути прямого света и тестовой установки ставился непрозрачный матовый экран, а напротив источника света устанавливалось зеркало таким образом, чтобы отраженный свет падал на тестовую поверхность с противоположной от источника света стороны (рис. 6.13).

Как для верхнего, так и для бокового освещения направление света могло быть прямым и непрямым. В течение всей экспериментальной серии зеркало закрывалось черной ширмой от наблюдателя, а перед началом эксперимента и во время перерыва закрывалось черной тканью. Такие условия были организованы специально, чтобы создать у наблюдателя установку о направлении источника света, а в течение экспериментальных проб в реальности менять это направление с помощью зеркала и проследить, как будет меняться восприятие рельефа в таких условиях. Также в эксперименте варьировались условия наблюдения за счет использования двух выпуклых линз, инвертирующих изображение по глубине: впадины выглядят выступами и наоборот.

На протяжении всего эксперимента испытуемый, глядя на тестовую поверхность напрямую через зрачок или через инвертирующие линзы, вмонтированные в зрачок, должен быть давать отчет, что он видит: последовательность впадин или выступов. Результаты указаны в табл. 6.3.

Рис. 6.13. Экспериментальная установка в эксперименте Бербаума.

с коллегами.

Таблица 6.3

Частоты ошибок в восприятии рельефа в эксперименте Бербаума с коллегами.

В условиях прямого освещения и прямого видения через зрачок все испытуемые выносили правильные суждения о рельефе поверхности: все углубления виделись как впадины, все выпуклости как выступы (рис. 6.14).

Рис. 6.14. Знание о направлении источника света позволяет интерпретировать рельеф по глубине.

В условиях непрямого освещения как при наблюдении через зрачок, так и при использовании инвертирующих линз у большинства испытуемых возникало ощущение обратного рельефа: вместо впадин испытуемый видел выступы, и наоборот. Этот эффект сохранялся даже в том случае, когда выступы отбрасывали тень на тестовой поверхности и интерпретация наблюдателем распределения света и тени напрямую зависела от знания наблюдателя о видимом направлении источника света (хотя в условиях непрямого освещения тестовая поверхность освещалась светом с противоположной от источника света стороны).

Авторы эксперимента сначала предположили, что глубина впадин тестовой установки незначительная, поэтому наблюдатель не берет во внимание направление тени, и провели еще ряд дополнительных опытов. Чтобы проверить это предположение, они установили железный стержень на пути направления распространения источника света таким образом, чтобы этот стержень отбрасывал тень на тестовую поверхность и тем самым указывал наблюдателю истинное направление освещения. Однако даже в этих условиях тестовая поверхность продолжала восприниматься в обратном рельефе. Бербаум с коллегами сделали вывод, что распределение света и тени не является эффективным источником о глубине и пространственной форме объекта, если наблюдатель точно знает расположение источника света и направление его распространения.

В большинстве случаев источник света находится вверху, будь то Солнце или люстра, поэтому наблюдатель неосознаваемо использует стереотипное расположение источника света, вынося суждение о глубине (рис. 6.15). Знание о расположении источника света мы приобретаем в процессе жизненного опыта взаимодействия с окружающей средой, и оно может быть изменено в процессе тренировки^[2].

Рис. 6.15. Стереотипное суждение о распределении света и тени.

• [1] Berbaum К., Bever Т., Chung С. S. Light source position in the perception of object shape //Perception. 1983. Vol. 12. P. 411−416.
• [2] Adams W.J., Graf Е. W., ErnstМ. О. Experience can change the «light-from-above» prior//Nature Neuroscience. 2004. Vol. 7 (10). P. 1057−1058.