Восприятие сенсорных качеств (на материале восприятия света и цвета)

В результате изучения данной главы студент должен:

знать

• • различия фотопического и скотопического зрения;
• • эффекты темновой и световой адаптации;
• • что представляют собой кривые спектральной чувствительности;
• • методику и основные результаты опытов Гехта по измерению абсолютного зрительного порога;
• • факторы, влияющие на величину порога;
• • основные характеристики цвета и их физические корреляты;
• • основные закономерности аддитивного смещения цветов;
• • основные теории цветоощущения;
• • основные виды аномалий цветоощущения (дальтонизма);

уметь

• различать физическую и психологическую природу света и цвета;

владеть

• базовым понятийным аппаратом физики, психофизики и психологии цвета.

В этой и двух последующих главах мы рассмотрим, каким образом могут быть реализованы основные подходы и принципы сенсорной психофизики в исследовании конкретных закономерностей восприятия. Прежде всего проанализируем самые начальные процессы обнаружения сигнала. Здесь мы не станем обсуждать все существующие модальности восприятия. Наше исследование ограничится лишь зрительной модальностью, во-первых потому, что эта модальность восприятия лучше всего изучена в психологии, а во-вторых потому, что зрение, по-видимому, представляет для человека наиболее важный канал получения информации об окружающей действительности.

Световая чувствительность и восприятие яркости

Скотопическое и фотопическое зрение

С физической точки зрения свет представляет собой электромагнитные колебания в узкой части спектра. Длина волны для этих колебаний варьируется примерно от 390 до 720 нм. Эту часть спектра электромагнитных колебаний называют видимой частью спектра. Электромагнитные волны чуть большей длины называются инфракрасными. При их достаточно высокой интенсивности они могут быть восприняты рецепторами нашей кожи как тепловое воздействие. Еще более длинноволновые электромагнитные явления — микроволны и радиоволны — не воспринимаются рецепторами нашего организма и, по-видимому, не оказывают какого-либо значительного воздействия на наш организм. Электромагнитные колебания с длиной волны менее 390 нм также не воспринимаются нашими органами чувств, однако их воздействие на организм оказывается более заметным по сравнению с длинноволновыми электромагнитными явлениями. Некоторые из этих воздействий, как, например, умеренная доза ультрафиолетовых лучей, может оказывать положительное воздействие, связанное с выработкой организмом витамина D. Но в большинстве случае коротковолновое излучение представляет несомненную опасность для нашего организма.

Свет — это не только физическое, но и полусубъективное явление. Многие феномены, связанные с воздействием света на наши органы чувств, не могут быть поняты исключительно из анализа его физических характеристик и требуют представлений о нем именно как о субъективном явлении.

Ощущение света связано с работой двух относительно независимых друг от друга систем зрительного восприятия: скотопического и фотопического зрения.

Скотопическое зрение — это сумеречное зрение. Его физиологической основой является работа зрительных рецепторов, сосредоточенных главным образом на периферии сетчатки. Они называются палочками. Эта система зрения отличается исключительно высокой чувствительностью. Поэтому она в первую очередь настроена на восприятие света в ночное время, когда световой поток крайне ограничен. Скотопическое зрение не приспособлено к тому, чтобы различать отдельные оттенки цвета, кроме того, оно отличается низкой остротой и замедленной динамикой темповой адаптации.

Фотопическое зрение — это дневное зрение. Физиологической основой фотопического зрения является работа зрительных рецепторов, которые получили название колбочек. Колбочки расположены главным образом в центре сетчатки, в области, которая называется зрительной ямкой, или фовеа. Эти рецепторы отличаются значительно меньшей чувствительностью, поскольку они прежде всего приспособлены к восприятию относительно яркого дневного света, источником которого является солнце или яркое искусственное освещение. Фотопическое зрение в отличие от скотопического является цветным. Благодаря ему мы можем различать в норме несколько сот тысяч оттенков цвета. Кроме того, необходимо отметить высокую остроту этого вида зрения, а также его способность обеспечивать быструю темновую адаптацию.

Темновой адаптацией называют процесс привыкания к плохому освещению. Он характеризирует работу как скотопического, так и фотопического зрения. Его динамика представлена на рис. 4.1. Как видно, полная темновая адаптация нашей зрительной системы занимает довольно долгий промежуток времени — более 30 мин. Однако в этом процессе легко различимы две фазы. Первая фаза характеризируется относительно высокой скоростью. Она длится примерно 6−7 мин. Это адаптация колбочек. Вторая фаза — значительно более медленный процесс. Это адаптация палочек. Видно, что именно благодаря этой фазе адаптации чувствительность зрительной системы увеличивается в значительной степени, тогда как адаптация колбочек, хоть и длится намного быстрее — всего несколько минут, но, тем не менее, не обеспечивает высокой степени световой чувствительности.

Рис. 4.1. Эффект темновой адаптации (адаптировано из Шиффман, 2003).

Считается, что такой относительно длительный период темновой адаптации можно объяснить биологическими причинами. В естественной среде для наших животных предков, по сути, единственным фактором темновой адаптации был переход от светлого времени суток к темному, связанный с заходом солнца, который длится как раз приблизительно 30−40 мин.

Помимо темновой адаптации существует еще и световая адаптация. Это довольно быстрый процесс, длящийся от нескольких секунд до нескольких минут. Он, по-видимому, также связан с действием факторов биологической эволюции: такая скорость световой адаптации была необходима нашим предкам, например, при выходе из темного укрытия или при внезапной вспышке молнии.