Чтение онлайн

Скажем, у зайца сектор стереоскопии всего десять градусов, по пять с той и другой стороны от продольной оси тела. Панорамность же – 315 градусов, почти вся сфера вокруг как на ладони: подберись – хищник! Зато у кошки стереосектор занимает 120 градусов, а панорамность – 280.

 

Рис. 64. Области стереоскопического зрения (заштрихованы) и панорамного восприятия предметов у мирного травоядного кролика и хищной кошки

Нам, людям, природа дала 120 градусов стереоскопичности и 180 панорамности. Человек, выходит, хищник? Увы, мы в отряде приматов, а там, как своими собственными глазами видели участники экспедиции знаменитой Джейн Гудолл, шимпанзе едят обезьянок поменьше, таких, как молодые павианы...

Но, с другой стороны, у человека нет ни когтей, ни клыков, и стереоскопичность служит ему отличную службу, помогая увидеть врагов с их защитной, мимикрирующей окраской. Мы порой искренне восхищаемся мимикрией насекомых: ах, взгляните на фотографию: бабочка прямо-таки слилась с корою дерева! То-то и есть, что на фотографию... «Военные хитрости» насекомых годятся против тех врагов, которые лишены стереоскопического зрения и видят мир монокулярно, а как раз таково большинство насекомоядных птиц. Пестрая текстура коры и пестрая текстура крыльев бабочки или жука действительно неотличимы друг от друга при «одноглазом» видении. Фотография дает нам точку зрения птицы.

А будет рассматривать обоими глазами человек ту же бабочку на дереве – мимикрия не поможет (оттого-то мы и знаем, кстати, что мимикрия насекомых существует). Благодаря параллаксу выпуклое тельце бабочки окажется представленным на обеих сетчатках по-разному, и объемность насекомого сразу бросится в глаза.

 

Рис. 65. Стереоскопические картинки Белы Юлеша. Если вы сумеете слить вместе по горизонтали пары этих картинок (для этого надо немного потренироваться, сводя глаза, – начните с нижней пары), то увидите, как пестрый квадратик выскочит из плоскости и повиснет над книжным листом. На этой особенности стереоскопического зрения основаны способы распознавания фальшивых денег

Известный биофизик Бела Юлеш, сотрудник компании «Белл Лэбретриз», продемонстрировал этот факт стереоскопического зрения очень изящным и простым опытом. Он взял два одинаковых фотоотпечатка текстуры, составленной из черных и белых точек, которые были разбросаны совершенно хаотически, случайно. Потом вырезал в центре каждого отпечатка по одинакового размера квадратику и сдвинул один вправо, другой влево, а образовавшиеся белые полосочки закрыл хаотической текстурой из точек. Получились две пестрые картинки, которые вы видите наверху.

Когда смотришь на них невооруженным глазом, вырезанные и смещенные квадратики увидеть невозможно, они спрятались в информационном «шуме» точек окружения. Однако стоит вставить картинки в стереоскоп или направить глаза в бесконечность, чтобы картинки слились. После небольшой тренировки это многим удается. Начните с того, что постарайтесь свести вместе два нижних, гладких квадрата и увидеть между ними еще один, слившийся, стереоскопический: над большим квадратом висит в воздухе маленький. Теперь медленно переведите глаза выше, и перед взором возникнет парящий над пестрым фоном пестрый же квадрат.

Открытие Юлеша заставило нейрофизиологов и психологов совершенно по-новому взглянуть на проблему стереоскопичности зрения. Оказалось, что мозг разыскивает с помощью нейронов коры некоторые одинаковые участки изображений в том и другом глазу, совершенно не интересуясь их осмысленностью и связью с общей картиной.

Как только такие одинаковые участки найдены (тут немедля на ум приходит гипотеза Глезера о кусочном квазиголографическом представлении образа в высших отделах мозга), им присваиваются метки «Находятся на таком-то расстоянии». Когда же все кусочки сольются в образ, в сознании возникает объемная сцена, зрительная картина, где одни предметы близко, а другие далеко, и куб отличается в профиль от круглой банки такого же размера.

Именно это свойство бинокулярного зрения использовал Гельмгольц (понятно, не подозревая о деталях нейрофизиологического механизма стереоскопии), когда предложил опознавать в стереоскопе фальшивые деньги. Как ни старается преступник, ему не под силу абсолютно точно, до долей миллиметра, скопировать рисунок банковского билета (тогда еще не существовало сверхвысокоточных лазерных сканеров и цветных принтеров). В стереоскопе ошибки «рукодельцев» немедленно всплывают над плоскостью бумаги, едва эксперт кладет рядом настоящую банкноту и поддельную.

А без стереоскопа: каким образом мозг отыскивает на сетчатке одинаковые участки изображений? На этот вопрос ответил Джон Петтигрю, работавший в Калифорнийском университете. Он открыл в затылочной коре кошки нейроны диспаратности (слово диспаратус по-латыни значит раздельный, обособленный). Термин говорит, что изображение на сетчатке правого и левого глаза выглядит чуть по-разному. Диспаратность тем больше, чем ближе к глазам находится предмет: оптические оси глазных яблок поворачиваются, сходясь в точке, привлекающей внимание, и все остальные точки оказываются по отношению к оптической оси диспаратными.

К каждому нейрону диспаратности приходят сигналы от обоих глаз: с правых сторон каждой сетчатки, как мы помним, информацию снимают нейроны левой затылочной коры, а с левых сторон – нейроны правой коры. То есть у любого такого нейрона существуют два рецептивных поля.

 

Рис. 66. Схема работы стереоскопического зрения (сверху) и нейрофизиологическая сеть с простыми и сложными зрительными полями, открытыми Джоном Петтигрю из калифорнийского университета

До тех пор, пока данный участок изображения не попал сразу на оба этих поля, нейрон диспаратности молчит. А как только поля сразу увидят одинаковый кусочек, нейрон возбуждается, дает сигнал в высшие отделы зрительной системы. Причем максимальный ответ нейрона будет только тогда, когда изображение очутится точнехонько посередине каждого поля. Петтигрю назвал такие поля простыми (вот они, на нижней картинке). Обнаружил он и более сложные поля, объединяющие в себе как бы множество простых. Такие сложные поля привязаны к нейронам коры, объединенным в модули. Нейроны диспаратности формируют модули двух типов: для наведения глаз в данную точку пространства и для измерения дальности до отдельных точек (вернее, маленьких кусочков) предмета.

Наведением заведуют модули, для которых все равно, в каком направлении движутся глазные яблоки. Нейроны этих модулей обладают огромными полями, в несколько градусов по диагонали (здесь и далее измерения на сетчатке). Несмотря на это, они реагируют на ничтожную разницу в диспаратности. У кошки эта разница меньше двух угловых минут. У человека, по-видимому, около десяти угловых секунд, потому-то и четкость стереозрения наша куда лучше кошачьей. У орла... С орлами, увы, еще никто не занимался этой проблемой.