Марк Чангизи - Революция в зрении: Что, как и почему мы видим на самом деле
Рис 8.
Следить за ковшом из кабины экскаватора — все равно что смотреть на мир одним глазом, расположенным во рту. Для согласованной работы оператору следовало бы иметь глаза на длинных стебельках и наблюдать за ковшом с двух сторон кабины.
Вернемся к водителю экскаватора в специальных очках, которые передают ему видео с камер, установленных по обе стороны кабины. Водитель не будет видеть две отдельные картинки. Вместо этого на сцену неожиданно выйдет способность его зрительной системы создавать полезные иллюзии с использованием сигналов от различных входов, и наш экскаваторщик будет воспринимать единое обобщенное изображение ковша и того, что находится за ковшом. Более того, поскольку синхронная обработка двух изображений — именно то, к чему наша зрительная система очень хорошо приспособлена, водитель свыкнется с такими очками довольно быстро, после недолгой тренировки или даже без нее. Разумеется, ему будут видеться сразу две рукоятки ковша, но это как раз та разновидность иллюзий, которую наш мозг умеет интерпретировать как надо.
А теперь давайте мысленно проведем этот эксперимент над собой. Представьте, что сзади парят две камеры (одна по левую сторону, вторая по правую) и передают два изображения в надетые вами стереоочки (рис. 9). Что вы увидите? Вы увидите самих себя сзади, как если бы ваше тело было персонажем, за которого вы играете в компьютерной видеоигре "от третьего лица”! С точки зрения ваших глаз вы сами будете пусть и автономным, но все-таки “придатком”, чем-то вроде носа. Спустя некоторое время вы снова начнете сознавать, что видимый вами человек — это и есть вы, просто теперь вы смотрите на мир из новой виртуальной точки обзора (еще более виртуальной, чем прежняя, между глаз), находящейся позади вашего тела. То, что вы воспринимаете постороннее тело как себя и не имеете точек обзора непосредственно на этом вашем теле, может поначалу казаться странным, но то же самое происходит с нами, когда мы играем в видеоигры с интерфейсом “от третьего лица”.
В том, чтобы иметь позади себя пару камер, есть кое-какие преимущества, которые нельзя заметить, играя в видеоигры. Во-первых, вы будете видеть не только себя, но и сквозь себя. Когда мы играем в видеоигры, ничего подобного не происходит. Во-вторых, вы будете видеть свое тело прозрачным и сразу в двух ракурсах (слева и справа), и это обеспечит вам более полную зрительную информацию о взаимодействии с окружающим миром. В-третьих, в большинстве компьютерных игр “от третьего лица” вы видите своего персонажа будто бы через камеру, установленную на штативе и устойчивую к броскам и прыжкам, то и дело совершаемым вашим героем. Кому-то это может показаться преимуществом, но я придерживаюсь иного мнения. Наша реальная зрительная система способна интерпретировать изменения потока зрительной информации, происходящие во время подобных движений. Вы знаете, что двигаетесь, не потому что вы видите, как двигается ваше тело, а потому что картина видимого вами мира смещается. И, как мы узнаем в следующей главе, если эти изменения ведут себя так, как положено, зрительная система умеет правильно воспринимать то, что происходит в настоящий момент.
Может, нам лучше было бы смотреть на мир из-за собственной спины, а не так, как мы на самом деле его видим? Ну, даже если это было бы действительно лучше, есть немало веских причин, по которым глаза, порхающие сзади, причиняли бы серьезное неудобство. И пусть нам даже удалось бы приобрести такой взгляд на мир, не прибегая к помощи длинных глазных стебельков, — думаю, это значило бы поменять шило на мыло: что-то мы смогли бы делать лучше, а в чем-то проиграли бы. С такой зрительной системой “от третьего лица” мы не видели бы свои руки, нос и рот так же хорошо, как прежде, и не могли бы столь же четко координировать их взаимодействие с окружающим миром. Зато мы видели бы то, что обычно видеть не способны — себя целиком, — и, вероятно, успешнее управляли бы теми движениями, в которых участвует все тело. (Может быть, вам наконец бы удалось сделать это проклятое “колесо”, которое никак не получалось в детстве.) Это было бы особенно полезно для тех людей, чья координация движений нарушена вследствие травмы или болезни: подобно тому, как визуомоторная информация, получаемая от рук, способствует восстановлению их движений после травмы, так и наблюдение со стороны за собственным телом могло бы помочь восстановить общую координацию.
Рис. 9.
Представьте, что у вас есть глазные стебельки, которые позволяют подвесить глаза с двух сторон позади вас. Или лучше вообразите, что у вас со спины установлены две камеры, которые передают зрительную информацию через специальные очки, а) и б) Вот что видят ваши глаза: левый глаз видит ваше тело с правой стороны своего поля зрения, а правый глаз, наоборот, с левой стороны, в) А вот как выглядит единое, обобщенное восприятие. Вы видите два собственных изображения, каждое из которых прозрачно. Точка, из которой вы смотрите, кажется вам расположенной сзади от вас.
Хотите вы или не хотите покупать за 1999 долларов 95 центов мой прибор самонаблюдения “от третьего лица”, главная мысль здесь такова: необходимость видеть одновременно и выступающие части своего тела, и то, что скрывается за ними, могла быть главной причиной расположения наших глаз по бокам головы и, как следствие, наличия бинокулярной области. Все это, однако, не отвечает на другой вопрос: почему, хотя почти у всех животных глаза находятся по бокам от плоскости симметрии, у одних они смотрят в разные стороны (обеспечивая панорамное зрение), а у других (вроде нас с вами) направлены вперед, позволяя видеть только то, что прямо по курсу, зато создавая обширную бинокулярную область? В надежде найти ответ нам придется разобраться с тем, что еще примечательного есть в бинокулярной области, благодаря которой мы можем смотреть сквозь себя (для этого достаточно, чтобы в нее помещались выступающие части нашего тела). В этом смысле интересующий нас вопрос можно сформулировать так: почему наша бинокулярная область шире нашего носа? Или так: чем бинокулярная область полезна при разглядывании окружающего мира? Мы уже обсуждали “рентгеновские” способности, которые позволяют нам смотреть сквозь себя, и кто знает, не распространяются ли они дальше нашего тела? Можем ли мы пронизывать взглядом не только свои носы, но и другие предметы? И если да, то не здесь ли таится ключ к пониманию того, почему наши глаза направлены вперед?
Видеоигры для циклопов
Мало кто из нас хорошо представляет, что это такое — быть циклопом. Вы можете, когда вам угодно, закрыть один глаз, но обычно этого не делаете, и уж конечно вы не станете делать это надолго — сложным акробатическим упражнениям люди посвящают куда больше времени. Но если вам приходилось играть в видеоигры с интерфейсом “от первого лица”, у вас определенно имеется значительный циклопический опыт: независимо от того, сколько у вас глаз, в такие игры вы играете по-циклопьему (рис. 10). Это связано с тем, что в видеоиграх нам приходится иметь дело с одним-единственным изображением — как если бы мы смотрели на мир всего одним глазом. Следовательно, можно предположить, что в подобных играх циклопы имели бы преимущество — ведь они привыкли быть циклопами и, значит, им не пришлось бы приспосабливаться!
В свете циклопической природы этих видеоигр имеет смысл поиграть: вдруг нам удастся отыскать, подсказки насчет того, чем бинокулярное зрение так полезно для нас (не считая способности смотреть сквозь себя)? Играя в видеоигры, мы могли бы задаться вопросом: “Чего нам не хватает?" и таким образом определить плюсы бинокулярного фения.
Поскольку обычно люди считают, что наличие двух глаз связано с восприятием объема и глубины (явление, называемое стереопсисом), имеет смысл поинтересоваться, а так ли трудно оценивать расстояния между предметами в одноглазом мире видеоигр. Ответом на этот вопрос будет “нет”. Степень реалистичности изображения настолько высока, что дает массу способов определить расстояние между различными участками арены действия. И это касается даже отдельных скриншотов. Когда же вы действительно играете в игру, перемещая своего персонажа, расстояния определить и того проще благодаря еще одному заметному свойству объемных картин, называемому параллаксом движения: предметы в вашем поле зрения, которые находятся ближе к вам, двигаются быстрее тех, что расположены дальше.
Наша способность искусно маневрировать в хорошо прорисованном виртуальном мире наводит на мысль, что стереопсис не так важен, как зачастую думают. И в самом деле, его значение для реальной жизни оказалось на удивление трудно выяснить. Потеряв один глаз, люди лишаются не только бинокулярности, но и существенной части своего поля зрения вообще, однако даже они сами не чувствуют себя зрительно неполноценными. Известны одноглазые летчики, гонщики, хирурги и пираты. Ученые не смогли найти достоверных доказательств даже тому, что с такими людьми чаще случаются дорожно- транспортные происшествия.
