Для распознавания фигур их необходимо отделять от фона. Разделение на фигуры и фон осуществляется непрерывно и динамично, потому что элементы, входящие в состав фигуры в одном контексте, могут входить в состав фона в другом. Некоторые клетки зоны V2, реагирующие на виртуальные линии (такие как очертания вазы Рубина), реагируют также на границы фигур. Но для отделения фигуры от фона недостаточно определить ее границы: необходимо также сделать из контекста вывод, с какой стороны границ располагается фигура. Проблему принадлежности границ особенно наглядно демонстрирует, например, ваза Рубина, где одни и те же части кажутся то фигурой, то фоном.

С помощью нейровизуализации Зеки и его коллеги наблюдали, что происходит в голове человека во время переключений фигуры и фона. Когда испытуемый смотрит на вазу Рубина, попеременно активируется то зона распознавания лиц (в нижней височной коре), то зоны теменной коры, задействованные в распознавании предметов. Кроме того, каждое переключение сопровождается мимолетным спадом активности первичной зрительной коры. Активность этой зоны необходима для восприятия любого образа, будь то ваза или лица, но для переключения с одного образа на другой требуется ее приостановка. Зеки и его коллеги также отметили, что во время переключения информация в мозге транслируется шире, активируя и лобно-теменную область коры. Ученые предположили, что такая активность соответствует нисходящей обработке информации и что именно она определяет, какой образ человек воспринимает сознательно. Вероятно, участие лобно-теменной коры необходимо для осознания человеком, смотрящим на вазу Рубина, что видимый образ только что изменился. (Мы вернемся к этому вопросу в главе 29, посвященной переключению с бессознательной обработки информации на сознательную.)

Изображение, проецируемое на сетчатку, двумерно, как картина или фильм, но мы все-таки видим мир трехмерным. Как это выходит? Для восприятия глубины мозг пользуется прежде всего монокулярными и бинокулярными разновидностями признаков.

В немалой степени восприятие глубины, в том числе перспективы, возможно на основе монокулярных признаков. Более того, наши недалеко расставленные глаза, по сути, одинаково видят объекты, удаленные на 6 м и дальше. Когда мы смотрим на такие объекты, не имеет значения, делаем ли мы это двумя глазами или одним. Тем не менее мы обычно без труда оцениваем расстояние до удаленных объектов. Наша способность воспринимать глубину одним глазом обеспечивается рядом монокулярных признаков глубины (рис. 16–4). Художники знают это не одно столетие. Леонардо да Винчи классифицировал и описал их еще в начале XVI века.

Когда мы смотрим на неподвижные изображения, например картины, мы пользуемся пятью основными монокулярными признаками глубины. Эти признаки особенно важны для художников, которым приходится изображать трехмерные сцены. Первый признак – знакомые размеры. Так, имея дело с известным нам человеком, мы можем оценить расстояние до него (рис. 16–4). Если он кажется нам меньше, чем был, когда мы видели его в последний раз, он, судя по всему, находится дальше от нас, чем в тот раз.

Рис. 16–4.

Перекрывание. Прямоугольник 4 нарушает видимые очертания прямоугольника 5, указывая на то, что находится перед ним, но не на расстояние между ними. Линейная перспектива. Хотя прямые 6–7 и 8–9 параллельны, на плоскости изображения они выглядят сходящимися. Сравнительные размеры. Исходя из того, что размеры двух мальчиков примерно одинаковы, мы предполагаем, что тот из них, кто кажется больше (1), находится ближе к нам, чем тот, который кажется меньше (2). По тем же признакам мы оцениваем, насколько прямоугольник 4 ближе прямоугольника 5.

Знакомые размеры. Мужчина (3) и ближайший мальчик имеют на картинке почти одинаковые размеры. Если мы знаем, что мужчина выше мальчика, мы выводим из их размеров на картинке, что мужчина ближе к нам, чем мальчик. Эта разновидность признаков не так надежна. Hochberg 1968, с изменениями, Kandel et al., 2000.

Второй монокулярный признак – сравнительные размеры. Если два человека или схожих объекта имеют разные видимые размеры, мы предполагаем, что тот из них, кто кажется меньше, находится дальше. Кроме того, мы оцениваем размеры объекта, сравнивая его с непосредственным окружением (рис. 16–5). Когда мы видим двоих людей, удаленных на разное расстояние, мы судим об их размерах, сравнивая этих людей не друг с другом, а с непосредственно окружающими их предметами. При этом мы опираемся на свое знакомство с размерами этих предметов.

Рис. 16–5.

а) Девушка на переднем плане ближе к фотоаппарату, чем мужчина на заднем плане.

б) На обработанной фотографии мужчина перенесен на передний план. Теперь кажется, будто девушка и мужчина находятся от нас на одинаковом расстоянии, но мужчина сильно уменьшился, хотя размеры его изображения не изменились.

Третий признак – перекрывание. Если человек или предмет частично закрыт другим человеком или предметом, мы предполагаем, что второй ближе к нам, чем первый. Например, мы видим на плоской поверхности три геометрических фигуры (рис. 16–6): круг, треугольник и прямоугольник. Кажется, что ближе всего к нам круг, а дальше всего – прямоугольник, потому что прямоугольник частично перекрыт треугольником, а треугольник – кругом. В отличие от других монокулярных признаков, перекрывание позволяет определять лишь относительную удаленность объектов, но не позволяет судить об их абсолютном положении в пространстве.

Четвертый признак – линейная перспектива. Параллельные прямые линии, такие как железнодорожные пути, выглядят сходящимися к одной точке на горизонте. Чем больше видимая длина таких линий, тем большее мы ощущаем расстояние (рис. 16–4). Зрительная система интуитивно интерпретирует схождение как признак глубины, предполагая, что параллельные линии всегда остаются параллельными.

Пятый признак – пространственная перспектива. Теплые цвета кажутся нам ближе, чем холодные, а темные объекты – ближе, чем светлые.

Рис. 16–6.

Американский астроном Дэвид Риттенхаус, построивший первый в США телескоп и прославившийся своими способностями к картированию и наблюдению звездного неба, в 1786 году отметил, что мы невольно интерпретируем как трехмерность также затенение, опираясь на два допущения (использование которых, как теперь известно, относится к числу врожденных свойств нашего мозга). Первое допущение таково: все, что мы видим, освещено лишь одним источником света. Второе – что свет падает сверху (рис. 16–7). Зрительная система исходит из этих допущений потому, что наш мозг сформировался в Солнечной системе, где наши предки обычно сталкивались только с одним источником света – Солнцем, светившим сверху. Мы воспринимаем округлости с более светлым верхом как выступы, а такие же округлости с более светлым низом – как углубления.