stringtranslate.com

Скученность

Демонстрация эффекта скученности. Сосредоточьтесь на "x" и попытайтесь определить центральную (или отдельную) букву, появляющуюся справа. Наличие флангеров должно усложнить задачу.

Скученность (или визуальная скученность) — перцептивный феномен, при котором распознавание объектов, представленных вдали от фовеа, затрудняется присутствием других соседних объектов (иногда называемых «фланкеры»). [1] Было высказано предположение, что скученность возникает из-за обязательной интеграции скученных объектов нейронным механизмом обработки текстуры , [2] но существует несколько конкурирующих теорий о базовых механизмах. [3] [4] [5] [6] [7] Это считается разновидностью группировки [8], поскольку это «форма интеграции в пространстве, когда целевые признаки ложно объединяются с признаками флангеров». [9]

Долгое время считалось, что скученность является преимущественно характеристикой периферического зрения . Тем не менее, хотя она действительно особенно заметна там, она присутствует во всем поле зрения, и только ее пространственная протяженность меняется (регулируется законом Боума; см. ниже). [10] В частности, скученность имеет первостепенное значение для фовеального зрения, [11] перекрывая важность остроты зрения при распознавании образов и чтении, где скученность представляет собой узкое место в обработке. [12] [4] [10]

Скученность заметно присутствует при амблиопии и была впервые упомянута в этом контексте [13] [10] и там же количественно изучена. [14] Дефицит скученности также был обнаружен при нейропсихиатрических расстройствах, таких как шизофрения и аутизм , и может иметь клинические последствия при этих расстройствах. [15] Также предполагается, что травмы головы могут вызывать эффект скученности. [16] У нормально зрячих детей в возрасте до восьми лет скученность более выражена, чем у взрослых, [17], и это может быть причиной более крупного шрифта в детских книгах.

Закон Боума

Степень скученности в основном не зависит от размера буквы или формы, в отличие от того, что имеет место в случае остроты зрения . Вместо этого она очень систематически зависит от расстояния до ее соседей. Если последнее превышает критическое значение, скученность исчезает. В 1970 году Герман Боума описал эмпирическое правило для этого критического расстояния, заявив, что оно составляет примерно половину значения эксцентриситета, при котором видна скученная буква [18] (эксцентриситет измеряется как угол зрения от центра фовеа). Если, например, буква показана на расстоянии 2,5 градуса от центра фовеа — что примерно на границе фовеа — критическое расстояние составляет угол зрения 1,25 градуса. [19] Когда флангеры находятся ближе, таким образом, происходит скученность.

Более новые исследования показывают, что фактор в правиле Боумы (первоначально ½) может довольно сильно варьироваться и часто может быть немного меньше (например, 0,4). [20] Кроме того, в уравнение следует добавить небольшую константу, и есть дополнительные оговорки. [10] В целом, однако, правило Боумы с тех пор доказало свою эффективность в отношении большого количества задач восприятия. Благодаря своей надежности, теперь его часто считают законом восприятия, похожим на другие законы восприятия (такие как закон Вебера , закон Рикко , закон Блоха). [21] [10]

История

Скученность, как мы знаем сегодня, является – за исключением нескольких особых обстоятельств – существенным узким местом [4] для человеческого распознавания образов и может быть продемонстрирована самым простым из способов. Таким образом, поразительно, что это игнорировалось на протяжении столетий; причина ухудшения распознавания образов в основном была, и до сих пор является, неправильно приписана ухудшению остроты зрения. [10]

Восприятие в периферическом зрении уже было описано Ибн аль-Хайсамом в 11 веке как «запутанное и неясное». [22] Позднее Джеймс Юрин в 1738 году описал явление «нечеткого видения», которое в двух примерах можно было рассматривать как результат скученности. [22] В 19 веке офтальмологи Герман Оберт и Ричард Фёрстер в Бреслау/Польша описали восприятие двух соседних точек в непрямом зрении как «довольно странно неопределенное ["ganz eigenthümlich unbestimmt"] как что-то черное, форма которого не может быть далее определена». [23] Обратите внимание, что ни в одном из этих примеров описание не является таким «размытым» или «искаженным», как это часто (и вводящее в заблуждение) наблюдается в современных характеристиках.

Однако сама скученность, т. е. разница между отдельными буквами и их группами, оставалась незамеченной вплоть до 20 века. В 1924 году гештальт-психолог Вильгельм Корте был первым, кто подробно описал перцепты и явления восприятия формы в непрямом зрении ( периферическом зрении ). [5] Вероятно, примерно в то же время скученность стала проблемой в оптометрии и офтальмологии при тестировании амблиопичных субъектов с помощью офтальмологических таблиц , как это видно из замечания датского офтальмолога Хольгера Элерса в 1936 году. [13] Джеймс А. Стюарт и Герман М. Буриан в Айове были первыми, кто в 1962 году систематически изучал скученность у амблиопичных субъектов. [14] В фовеальном зрении был описан связанный с этим феномен взаимодействия контуров (Мертон Флом, Фрэнк Веймут и Дэниел Канеман , 1963).

Герман Боума в 1970 году открыл знаменитый закон Боума [18], однако эта работа была полностью проигнорирована в течение многих лет. В последующие три десятилетия это явление изучалось в экспериментальной психологии под другими терминами. Только тогда тема скученности привлекла все большее внимание в исследованиях зрительного восприятия (Levi et al. 1985; Strasburger et al., 1991; Toet & Levi, 1992, Pelli et al., 2004). [24] Сегодня это важная тема в зрении и восприятии, и все больше признается, что она является основным ограничением фовеолярного и периферического восприятия формы . [10] [25] [26]

Ссылки

  1. ^ Levi D (февраль 2008 г.). «Скученность — существенное препятствие для распознавания объектов: мини-обзор». Vision Research . 48 (5): 635–654. doi :10.1016/j.visres.2007.12.009. PMC 2268888.  PMID 18226828  .
  2. ^ Паркс Л.; Ланд Дж.; Ангелуччи А.; Соломон Дж.А.; Морган М. (2001). «Обязательное усреднение переполненных сигналов ориентации в человеческом зрении». Nature Neuroscience . 4 (7): 739–744. doi :10.1038/89532. PMID  11426231. S2CID  10975462.
  3. ^ Тайлер, CW; Ликова, LT (2007). «Скученность: нейроаналитический подход». Journal of Vision . 7 (2:16): 1–9. doi : 10.1167/7.2.16 . PMID  18217831.
  4. ^ abc Levi, Dennis M. (2008). «Скученность — существенное препятствие для распознавания объектов: мини-обзор». Vision Research . 48 (5): 635–654. doi :10.1016/j.visres.2007.12.009. PMC 2268888. PMID 18226828  . 
  5. ^ ab Strasburger, H. (2014). «Танцующие буквы и галочки, которые бесцельно жужжат – О происхождении скученности». Восприятие . 43 (9): 963–976. doi : 10.1068/p7726 . PMID  25420335. S2CID  26136221.
  6. ^ Розенхольц, Р. (2016). «Возможности и ограничения периферического зрения». Annual Review of Vision Science . 2 : 437–457. doi : 10.1146/annurev-vision-082114-035733 . PMID  28532349. S2CID  207728323.
  7. ^ Страсбургер, Х. (2020). «О функции коркового картирования (Препринт)». bioRxiv . doi :10.1101/621458. S2CID  149700090.
  8. ^ Herzog, MH; Sayim, B.; Chicherov, V.; Manassi, M. (2015). «Скученность, группировка и распознавание объектов: вопрос внешнего вида». Journal of Vision . 15 (6:5): 1–18. doi :10.1167/15.6.5. PMC 4429926. PMID 26024452  . 
  9. ^ Викстед, Джон (2018). Справочник Стивенса по экспериментальной психологии и когнитивной нейронауке, Ощущение, восприятие и внимание, четвертое издание , том 2. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons. стр. 833. ISBN 9781119170044.
  10. ^ abcdefg Страсбургер, Ганс (2020). «Семь мифов о скученности и периферическом зрении». i-Perception . 11 (2): 1–45. doi :10.1177/2041669520913052. PMC 7238452. PMID  32489576 . 
  11. ^ Фовеолярное зрение относится к ситуации, когда наблюдатель фиксирует визуальный объект и, в зависимости от последнего, использует для обработки зрительной информации все, что находится между крошечной областью наивысшей остроты зрения (при измерении остроты зрения) и всей фовеолярной областью и более (при чтении ).
  12. ^ Пелли, Д.Г.; Тиллман, КА; Фримен, Дж.; Су, М.; Бергер, Т.Д.; Маджай, Н.Дж. (2007). «Скученность и эксцентричность определяют скорость чтения». Journal of Vision . 7 (2:20): 1–36. doi : 10.1167/7.2.20 . PMID  18217835.
  13. ^ ab Ehlers, Holger (1936). «Движения глаз во время чтения». Acta Ophthalmologica . 14 : 56–63. doi :10.1111/j.1755-3768.1936.tb07306.x. S2CID  73409510.
  14. ^ ab Stuart, JA; Burian, HM (1962). «Исследование трудности разделения: ее связь с остротой зрения в нормальных и амблиопичных глазах». American Journal of Ophthalmology . 53 : 471–477. doi : 10.1016/0002-9394(62)94878-X. PMID  13917936.
  15. ^ Kraehenmann, Rainer; Vollenweider FX; Seifritz E; Kometer M (2012). «Дефицит скученности на зрительной периферии у пациентов с шизофренией». PLOS ONE . 7 (9): e45884. Bibcode : 2012PLoSO ...745884K. doi : 10.1371/journal.pone.0045884 . PMC 3458825. PMID  23049884. 
  16. ^ Милличап, Гордон (2009). Справочник по синдрому дефицита внимания и гиперактивности: руководство для врачей по СДВГ, второе издание . Нью-Йорк: Springer Science+Business Media. стр. 17. ISBN 9781441913968.
  17. ^ Аткинсон, Дж.; Пимм-Смит, Э.; Эванс, К.; Хардинг, Г.; Брэддик, О. (1986). «Зрительная скученность у маленьких детей». Выявление и измерение нарушений зрения у детей, не умеющих говорить . Серия трудов Documenta Ophthalmologica. Том 45. С. 201–213. doi :10.1007/978-94-009-4263-9_27. ISBN 978-94-010-8393-5.
  18. ^ ab Bouma, Herman (1970). «Эффекты взаимодействия при парафовеальном распознавании букв». Nature . 226 (5241): 177–178. Bibcode :1970Natur.226..177B. doi :10.1038/226177a0. PMID  5437004. S2CID  29459715.
  19. ^ Для иллюстрации: Большой палец, удерживаемый на расстоянии вытянутой руки, образует угол зрения около 2,5 градуса. Два соседних больших пальца на расстоянии вытянутой руки, таким образом, примерно соответствуют размеру фовеа. В группе людей это может быть размер головы другого человека
  20. ^ Пелли, Денис Г.; Паломарес, М.; Маджадж, Нью-Джерси (2004). «Скученность не похожа на обычную маскировку: различение интеграции признаков и обнаружения». Журнал Vision . 4 (12): 1129–111136–116935. doi : 10.1167/4.12.12 . PMID  15669917.
  21. ^ Пелли, Д.Г.; Тиллман, Кэтрин А. (2008). «Незаполненное окно распознавания объектов». Nature Neuroscience . 11 (10): 1129–1135. doi :10.1038/nn.2187. PMC 2772078 . PMID  18828191. 
  22. ^ ab Strasburger, H.; Wade, NJ (2015). «Джеймс Юрин (1684–1750): пионер исследований краудинга?». Journal of Vision . 15 (1:9): 1–7. doi : 10.1167/15.1.9 . PMID  25589293.
  23. ^ Обер, HR; Фёрстер, CFR (1857 г.). «Beiträge zur Kenntniss des indirecten Sehens. (I). Untersuchungen über den Raumsinn der Retina». Архив офтальмологии . 3 :1–37.
  24. ↑ Рис. 19 в: Strasburger, Hans (2020). «Семь мифов о скученности и периферическом зрении». i-Perception . 11 (2): 1–45. doi :10.1177/2041669520913052. PMC 7238452. PMID  32489576 . 
  25. ^ Страсбургер, Х.; Рентшлер, И.; Юттнер, М. (2011). «Периферическое зрение и распознавание образов: обзор». Journal of Vision . 11 (5): 1–82. doi : 10.1167/11.5.13 . PMC 11073400. PMID  22207654 . 
  26. ^ Уитни, Д.; Леви, Д.М. (2011). «Визуальное скопление: фундаментальное ограничение сознательного восприятия и распознавания объектов». Тенденции в когнитивных науках . 15 (4): 160–168. doi :10.1016/j.tics.2011.02.005. PMC 3070834. PMID  21420894 .