Новая статья о роли бинокулярных признаков в зрительном поиске вышла в "Attention, Perception, and Psychophysics"
В февральском номере “Attention, Perception, and Psychophysics” за 2017 года вышла статья Б. Цзоу, И. Уточкина, Й. Лю и Дж. Вольфа “Binocularity and visual search – Revisited”.
В феврале 2017 года в журнале “Attention, Perception, and Psychophysics” вышла статья Бочао Цзоу, Игоря Уточкина, Йе Лю и Джереми Вольфа “Binocularity and visual search – Revisited”. В ней описывается серия , значительно уточняющих выводы исследования Дж. Вольфа и С. Францель, опубликованного ими в 1988 году в том же журнале (статья называлась “Binocularity and visual search”).
Как и в оригинальной статье Вольфа и Францель, исследовалось, до какой степени бинокулярные признаки способны привлекать к себе внимание при зрительном поиске. К бинокулярным признакам относятся такие ощущения, которые возникают при рассматривании двух немного различных (диспаратных) изображений двумя глазами. Самым типичным бинокулярным феноменом является ощущение глубины и объема. Однако этот признак не рассматривался в исследовании, являясь предметом других многочисленных работ в области зрительного поиска. Зато, вслед за Вольфом и Францель, рассматривались два других бинокулярных признака: бинокулярный блеск (binocular luster) и бинокулярное соревнование (binocular rivalry). Бинокулярный блеск возникает при предъявлении разным глазам однотонных с разной яркостью – в этом случае субъективно воспринимается нечто вроде блика или блеска. Бинокулярное соревнование – феномен, который обычно наблюдается при предъявлении двум глазам кардинально различающихся по структуре стимулов (например, решетка, состоящая из черных и белых вертикальных линий, в один глаз и такая же, но горизонтальная решетка в другой глаз). При этом наблюдатель осознанно воспринимает попеременно то один, то другой стимул, или даже часть изображения из одного глаза, а часть – из другого, причем переход от осознания одного изображения (части изображения) к другому происходит непредсказуемо.
Wolfe & Franzel, 1988
В оригинальном исследовании Вольф и Францель тестировали, насколько эффективно испытуемые ищут блестящие объекты среди матовых и соревнующиеся объекты среди стабильных. В экспериментах по зрительному поиску эффективность определяется через прирост времени реакции (ВР), вызванный добавлением дополнительных нецелевых объектов – дистракторов. Если каждый добавочный дистрактор увеличивает ВР не более чем на ~0-4 мс, то такой поиск считается эффективным (можно говорить о том, что цель обнаруживается практически мгновенно среди любого количества дистракторов). Если же прирост ВР составляет от ~20 мс на дистрактор, то это неэффективный поиск (скорее всего, он требует последовательного внимательного просматривания каждого объекта или хотя бы небольших групп объектов). В интервале между эффективным и неэффективным поиском (прирост ВР ~4-20 мс на объект) лежит область умеренной эффективности, свидетельствующей о т.н. управляемом поиске, при котором целевой объект если и не обнаруживается немедленно, то, по крайней мере, работают механизмы, которые содействуют приоритетному и неслучайному отбору целевого объекта среди всех остальных. Вольф и Францель обнаружили, что поиск блестящей цели среди матовых дистракторов происходит весьма эффективно, а поиск соревнующейся цели среди стабильных дистракторов – неэффективно.
Что означают результаты Вольфа и Францель? Теоретически высокоэффективный поиск указывает на то, что признак, отличающий цель от дистрактора, обрабатывается ранним предвнимательным механизмом, который делает свою работу быстро и параллельно по всему зрительному полю. Если такой признак есть только у одного объекта, то на предвнимательном уровне он будет особым образом активирован и немедленно привлечет к себе внимание. Если же поиск неэффективен, это значит, что он не обрабатывается предвнимательно и может быть обнаружен только с помощью более медленного и последовательного механизма сфокусированного внимания. Однако факт высокой эффективности поиска не всегда означает существование особого предвнимательного признака. В связи с этим Вольф и Францель применили еще один важный диагностический критерий – асимметрию зрительного поиска. Если цель с наличием гипотетического признака обнаруживается эффективно среди дистракторов без этого признака, а цель без признака обнаруживается среди дистракторов с признаком – неэффективно (т.е. симметричные задачи дают несимметричные результаты), то такой признак считается предвнимательным (Treisman & Souther, 1985). Вольф и Францель обнаружили, что поиск матовой цели среди блестящих дистракторов действительно гораздо менее эффективен, чем поиск блестящей цели среди матовых дистракторов; однако поиск стабильной цели среди соревнующихся дистракторов не дал заметной асимметрии по отношению к поиску соревнующейся цели среди стабильных дистракторов. Вольф и Францель, таким образом, заключили, что блеск можно считать одним из базовых признаков, обрабатываемых на предвнимательном уровне и управляющих непроизвольным вниманием, а бинокулярное соревнование – нет.
Zou, Utochkin, Liu, & Wolfe, 2017
Основная идея для критики оригинальных выводов Вольфа и Францель в работе Цзоу и соавторов заключалась в том, что, продуцируя бинокулярные признаки, Вольф и Францель недостаточно контролировали, что происходит с первичными монокулярными характеристиками стимулов, из которых эти бинокулярные получаются при взгляде двумя глазами. Например, в экспериментах Вольфа и Францель с бинокулярным блеском испытуемые искали блестящую цель, образованную светлым стимулом в одном глазу и темным в другом среди матовых дистракторов, образованных либо двумя светлыми, либо двумя темными стимулами. Таким образом, возможно, что эффективный поиск обеспечивался тем, что суммарная яркость блестящих стимулов отличалась от яркости дистракторов, а вовсе не блеском. С другой стороны, неэффективный поиск соревнующихся стимулов мог быть вызван тем, что объект с уникальным признаком «соревнование», образованный предъявлением вертикальной решетки в один глаз и горизонтальной – в другой, мог «теряться» среди стабильных вертикальных и горизонтальных дистракторов (образованных предъявлением решеток одной и той же ориентации обоим глазам) потому, что расположенные случайным образом горизонтальные и вертикальные дистракторы контрастировали друг с другом так же, как соревнующийся объект контрастировал со стабильными. То есть на предвнимательном уровне одновременно могли обнаруживаться и контрасты в ориентациях, и контрасты в стабильности, что не давало конкурентного преимущества ни одному из признаков в привлечении внимания.
Цзоу и соавторы построили свои эксперименты таким образом, чтобы должным образом проконтролировать возможные артефакты яркости (для блеска) и ориентации (для соревнования). Например, в экспериментах с бинокулярным соревнованием, они использовали не просто решетки определенной ориентации, а паттерны типа шахматной доски, т.е. в каждом объекте перемежались «кусочки» с горизонтальными и вертикальными ориентациями. Таким образом, ни один объект на экране не был явно вертикальным или явно горизонтальным, т.е. ориентационные контрасты были удалены, т.е. наличие или отсутствие соревнования оставалось единственным информативным признаком. В экспериментах с бинокулярным блеском, чтобы нивелировать артефакты, связанные с разной яркостью матовых и блестящих стимулов, суммарная яркость каждого стимула (т.е. сумма монокулярных яркостей) варьировалась случайным образом так, что любой стимул – хоть матовый, хоть блестящий – мог принять любой оттенок от почти черного до белого.
Использовав такие стимулы, Цзоу и коллеги получили результаты, отличные от тех, что были описаны в оригинальной работе Вольфа и Францель. Оказалось, что поиск «соревнующегося» шахматного паттерна среди стабильных паттернов существенно эффективнее, чем такой же поиск с простыми решетками у Вольфа и Францель, а поиск стабильного паттерна среди соревнующихся становится очень неэффективным, т.е. наблюдается значительная асимметрия поиска. С другой стороны, поиск блестящей цели среди матовых дистракторов при контроле яркостей оказывается менее эффективным, чем в оригинальных экспериментах Вольфа и Францель, и также дает асимметричные результаты с задачей поиска матовой цели среди блестящих дистракторов. При этом характеристики ВР таковы, что и поиск соревнующихся целей, и поиск блестящих целей можно охарактеризовать как умеренно эффективные.
Таким образом, Цзоу и соавторы пересматривают первоначальные выводы Вольфа и Францель. При должном контроле ориентационных и яркостных артефактов бинокулярное соревнование начинает вести себя более похоже на предвнимательный признак (поиск довольно эффективен и есть асимметрия), а блеск оказывается более слабым признаком, поскольку дает более существенный прирост ВР. Таким образом, получается, что любая бинокулярная информация действительно может быть в той или иной степени обработана на предвнимательном уровне и использоваться для дальнейшего управления вниманием при поиске объектов и восприятии сцен.
Полная библиографическая ссылка на статью:
Zou B., Utochkin I.S., Liu Y., Wolfe J. M. (2017). Binocularity and visual search – Revisited. Attention, Perception & Psychophysics, 79 (2), 473-483.
Статья доступна бесплатно онлайн.