Iluzja Ternusa

Rysunek 1 – Efekt ruchu elementu

Rysunek 2 – Efekt ruchu grupowego

Złudzenie Ternusa , powszechnie określane również jako efekt Ternusa , jest iluzją związaną z ludzką percepcją wzrokową obejmującą pozorny ruch . W uproszczonym wyjaśnieniu jednej formy iluzji dwa dyski (określane tutaj jako L dla lewego i C dla środka) są pokazane obok siebie jako pierwsza klatka w sekwencji trzech klatek. Następnie prezentowana jest pusta ramka na bardzo krótki, zmienny czas trwania. W końcowej klatce dwa podobne dyski (C dla środka i R dla prawego) są następnie pokazane w przesuniętej pozycji. W zależności od różnych czynników, w tym odstępów czasu między klatkami, a także odstępów i układu, obserwatorzy dostrzegają albo ruch elementu, w którym L wydaje się przesuwać do R, podczas gdy C pozostaje nieruchomy, albo zgłaszają, że doświadczają ruchu grupowego, w którym L i C wydają się poruszać razem do C i R. Zarówno ruch elementu, jak i ruch grupy można zaobserwować w animowanych przykładach po prawej stronie na rysunkach 1 i 2.

Przegląd

Rysunek 3 – Ramki wyświetlacza ruchu Ternus – Jak pokazano w Dodd (2005)

W 1926 i ponownie w 1938 psycholog Gestalt Joseph Ternus zauważył i zdefiniował „problem fenomenalnej tożsamości”. Badania Ternusa opierały się na wcześniejszych przedsięwzięciach Piklera w tej dziedzinie w 1917 roku. Odkryty przez Ternusa problem fenomenalnej tożsamości wynika z naturalnej zdolności ludzkiego układu wzrokowego do ustalania, a następnie zachowywania bytów przedmiotów, nawet jeśli definiujące je atrybuty obiekty przeszły drastyczne zmiany i nie przypominają już tego, co kiedyś. Efekt, który zaobserwował Ternus, był w rzeczywistości bistabilnym postrzeganiem lub postrzeganiem pozornego ruchu, który odkrył za pomocą wyświetlacza składającego się z trzech klatek wyświetlanych sekwencyjnie.

Kiedy obserwatorom prezentowane są dwa nieruchome bodźce, które są prezentowane w sposób sekwencyjny w dwóch różnych miejscach, bodźce te będą często postrzegane jako samotny obiekt, który po prostu przemieszcza się z miejsca początkowego do innego. Ten pozorny ruch lub pozorny ruch jest bardzo interesujący dla badaczy, ponieważ postrzegany ruch nie wynika ściśle z fizycznego aspektu widzenia, takiego jak stymulacja spowodowana uderzeniem w siatkówkę. Zamiast tego wydaje się, że pozorny ruch wynika z przetwarzania przez system wizualny fizycznych właściwości perceptu. Z tego powodu ruch pozorny jest kluczowym obszarem badań w dziedzinie badań wzroku. Iluzja Ternusa jest chyba jednym z najlepszych przykładów takiego efektu.

Aby obserwować iluzję / efekt Ternusa, obserwatorzy oglądają pokaz pozornego ruchu znany jako pokaz Ternusa. Wyświetlacz Ternus zawiera serię ramek oddzielonych tak zwanym pustym odstępem między bodźcami (ISI). Standardowy wyświetlacz Ternusa składa się z trzech ramek, kolejno prezentowanych obserwatorowi. Jak widać na rysunku 3, rama 1 składa się z trzech równo rozłożonych dysków, które są ułożone poziomo. Ramka 2 to pusty ISI, który oddziela ramki 1 i 3 na zmienny czas trwania. Rama 3 jest po prostu odwrotnością klatki 1 z dyskami po prawej stronie. Oznacza to, że dysk na zewnątrz klatki 1 będzie teraz wyglądał tak, jakby znajdował się w miejscu, w którym pierwotnie znajdował się środkowy dysk jako część klatki 1.

Kiedy te trzy klatki są szybko prezentowane w sposób sekwencyjny, osoby zgłaszają, że obserwując wyświetlacz Ternusa, dostrzegają dwa odrębne rodzaje ruchu. Te różne postrzeganie zależy od czasu trwania ISI. Liczne badania wykazały, że krótkie ISI powodują, że obserwator postrzega elementy centralne jako nieruchome, a jeden element zewnętrzny przeskakuje przez te elementy, co jest znane jako ruch elementu. Badania te potwierdzają również odkrycie, że dłuższe ISI tworzą wrażenie, że wszystkie elementy poruszają się od lewej do prawej, znane jako ruch grupowy, i że te percepty nie mogą występować jednocześnie. Badania sugerują, że te różnice w pozornym ruchu są osiągane poprzez grupowanie elementów wizualnych w taki sposób, że istnieje splot percepcji ruchu i percepcji tożsamości obiektów.

W pośrednich ISI postrzegany ruch jest bistabilny, co oznacza, że ​​dla obserwatora doświadczenie percepcyjne zmienia się w sposób spontaniczny między ruchem elementu a ruchem grupy. Chociaż bistabilność jest obecna, obserwatorzy nadal są w stanie ocenić, który percept pozostawia bardziej trwałe wrażenie. Jak wspomniano powyżej, te dwa percepty nigdy nie są doświadczane jednocześnie. Dzieje się tak, ponieważ pośrednie ISI dają różne procenty ruchu grupowego i ruchu elementu, z których każdy zależy od ich dokładnych wartości.

Ruch elementów

Rysunek 4 – Ruch elementu

Ruch elementu można zaobserwować, gdy ISI są prezentowane przez mniej niż 50 milisekund. Chociaż najczęstszym przedziałem czasowym używanym do osiągnięcia tej iluzji jest zwykle około 20 milisekund. Ruch elementów charakteryzuje się tym, że zewnętrzny dysk na wyświetlaczu Ternusa jest postrzegany jako „przeskakujący” przez pozostałe dwa dyski na wyświetlaczu, które są następnie uważane za (wewnętrzne) dyski; ustawiając się w miejscu po prawej stronie. Efekt ten można zobaczyć w ruchu na przykładzie u góry strony na rysunku 1.

Według Braddicka z jego badań w 1980 r. ruch elementu można przypisać procesowi ruchu krótkiego zasięgu o niskim poziomie, sygnalizującemu zerowy ruch lub brak ruchu dla dwóch elementów w środku wyświetlacza między ramką 1 a ramką 3, gdy krótkie ISI są pokazane. W odpowiedzi na to proces ruchu dalekiego zasięgu wyższego poziomu przekazuje sygnał ruchu elementu. Oznacza to, że zewnętrzny element wydaje się przeskakiwać na drugą stronę wyświetlacza iz powrotem.

Ruch grupowy

Rysunek 5 – Ruch grupowy

Gdy ISI (ramka 2) na wyświetlaczu ruchu Ternusa jest wyświetlany przez stosunkowo długi okres co najmniej 50 milisekund, można zaobserwować ruch grupowy. Im dłuższy odstęp między ramkami lub ISI, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia efektu ruchu grupowego.

Ruch grupowy daje postrzegającemu złudzenie, że wszystkie dyski na wyświetlaczu poruszają się jednocześnie w prawo, a następnie z powrotem. Podobnie jak w przypadku ruchu elementów, efekt ten można zobaczyć na rycinie 3, a także zademonstrować na rycinie 2. Braddick w 1980 stwierdził, że występowanie ruchu grupowego na dłuższych ISI można przypisać procesowi ruchu krótkiego zasięgu, sygnalizującemu ruch w centralnych elementach wyświetlacz ruchu, który z kolei prowadzi do procesu dalekiego zasięgu, aby zasygnalizować, że trzy elementy poruszają się zgodnie.

czynniki

Od czasu odkrycia iluzji Ternusa przeprowadzono wiele badań nad tym, jak i dlaczego ona występuje. Jak można wywnioskować z powyższych badań, jednym z najbardziej krytycznych czynników wydaje się być długość ISI, ponieważ wydaje się, że jest to ciężki wyznacznik, w którym percept staje się widoczny dla obserwatora, jednak istnieje wiele innych czynników. Wydaje się, że rozsądna liczba badań w tej dziedzinie jest dobrze poparta empirycznie, na przykład pomysł, że niższy poziom (procesy krótkiego zasięgu) i wyższy poziom (procesy długiego zasięgu) są zaangażowane w określanie, która iluzja jest postrzegana.

Badanie przeprowadzone przez Scott-Samuel & Hess wykazało, że na postrzeganie ruchu elementów wpływają zmiany w wyglądzie przestrzennym na wyświetlaczu Ternusa, co sugeruje, że pozorny ruch jest całkowicie pośredniczony przez proces ruchu dalekiego zasięgu. Badania przeprowadzone przez Kramera i Yantisa w 1997 roku wykazały, że grupowanie percepcyjne elementów również wydaje się mieć ważne implikacje. Kramer i jego współpracownicy stwierdzili wzrost liczby obserwatorów dostrzegających ruch grupy, gdy elementy na wyświetlaczu wydawały się tworzyć logiczną grupę, w przeciwieństwie do sytuacji, gdy były ułożone niezależnie.

Yantis odkrył, że postrzegana ciągłość elementu na krótko przerwanego w percepcji zależy od wczesnych mechanizmów neuronowych w układzie wzrokowym, takich jak widzialna trwałość, a także od reprezentacji trójwymiarowego układu powierzchni.

Jak wspomniano wcześniej, badania nawiązywały do ​​idei, że mechanizmy ruchu wysokiego poziomu determinują ostateczną decyzję, w której pojawia się percept, jednak ostatnie badania przeprowadzone przez He & Ooi sugerują, że na tę ostateczną decyzję ma również wpływ uwzględnienie wielu czynników grupujących, takich jak bliskość, podobieństwo i wspólną powierzchnię między elementami sceny.

Chociaż istnieje wiele pomysłów związanych z czynnikami sprawczymi, wydaje się, że nawet obecnym badaniom brakuje rozstrzygającego wyjaśnienia, dlaczego występuje efekt Ternusa i nie odkryto jeszcze dokładnie, jakie mechanizmy są za to odpowiedzialne. Petersik i jego zespół w 2006 roku zasugerowali, że intensywne badania obrazowania mózgu nad każdym perceptem są drogą naprzód i najbardziej prawdopodobnym sposobem na znalezienie odpowiedzi. Z drugiej strony Grossberg i Rudd (1992, Psychol. Rev., 99, 78–121) opracowali neuronowy model percepcji ruchu, który symuluje wiele przykładów pozornego ruchu dalekiego zasięgu, w tym zarówno Ternus, jak i Ternus z odwróconym kontrastem iluzje.