Příklad Rubinovy vázy.
Nejednoznačné obrazy (nebo obrácené obrazy, puzzle obrazy, vjemová rivalita a vratné postavy) jsou optické iluzorní obrazy, které využívají grafické podobnosti a další vlastnosti interpretace vizuálního systému mezi dvěma nebo více odlišnými obrazovými formami. Ty jsou známé navozením fenoménu multistabilního vnímání. Multistabilní vnímání je výskyt obrazu, který je schopen poskytnout více, i když stabilních vjemů. Klasickými příklady jsou králík/kachna a Rubinova váza. Nejednoznačné obrazy jsou důležité pro oblast psychologie, protože jsou často výzkumnými nástroji používanými v experimentech. Existují různé důkazy o tom, zda nejednoznačné obrazy mohou být reprezentovány mentálně, ale většina výzkumů teoretizuje, že nemohou být správně reprezentovány mentálně.
Identifikace a řešení nejednoznačných obrázků
Prostřední vidění je fáze ve vizuálním zpracování, která spojuje všechny základní rysy ve scéně do odlišných, rozpoznatelných skupin objektů. Tato fáze vidění přichází před viděním na vysoké úrovni (porozumění scéně) a po raném vidění (určení základních rysů obrazu). Při vnímání a rozpoznávání obrazů se používá vidění na střední úrovni, když potřebujeme klasifikovat objekt, který vidíme. Vidění na vyšší úrovni se používá, když objekt zařazený do kategorie musí být nyní rozpoznán jako specifický člen své skupiny. Např. prostřednictvím vidění na střední úrovni vnímáme tvář, pak prostřednictvím vidění na vysoké úrovni poznáváme tvář známé osoby. Vidění na střední úrovni a vidění na vysoké úrovni jsou klíčové pro pochopení reality, která je plná nejednoznačných vjemových vstupů.
Vnímání obrazu ve středním vidění
Když vidíme obraz, první věc, kterou uděláme, je, že se pokusíme uspořádat všechny části scény do různých skupin. K tomu je jednou z nejzákladnějších používaných metod nalezení okrajů. Okraje mohou zahrnovat zjevné vjemy, jako je například okraj domu, a mohou zahrnovat další vjemy, které mozek potřebuje zpracovat hlouběji, jako například okraje rysů obličeje osoby. Při hledání okrajů rozpozná zrakový systém mozku bod na obraze s ostrým kontrastem osvětlení. Schopnost detekovat polohu okraje objektu pomáhá při rozpoznání objektu. V nejednoznačných obrazech se detekce okrajů zdá být pro osobu vnímající obraz stále přirozená. Mozek však prochází hlubším zpracováním, aby se nejednoznačnost vyřešila. Vezměme si například obraz, který zahrnuje opačnou změnu velikosti jasu mezi objektem a pozadím (např. shora se pozadí posune z černé na bílou a objekt z bílé na černou). Protichůdné přechody nakonec dospějí do bodu, kde je stejný stupeň jasu objektu a pozadí. V tomto bodě není žádný okraj, který by bylo možné vnímat. Aby tomu bylo možné čelit, vizuální systém spojuje obraz jako celek spíše než jako soustavu hran, což umožňuje vidět objekt spíše než hrany a nehrany. Ačkoli není k vidění úplný obraz, mozek je schopen toho dosáhnout díky svému chápání fyzického světa a skutečných incidentů nejednoznačného osvětlení.
„Kanizský trojúhelník“. Tyto prostorově oddělené fragmenty vytvářejí dojem iluzorních obrysů (také známých jako modální kompletace) trojúhelníku
V nejednoznačných obrazech je iluze často vytvářena z iluzorních kontur. Iluzorní kontura je vnímaná kontura bez přítomnosti fyzického gradientu. V příkladech, kdy se zdá, že bílý tvar zakrývá černé objekty na bílém pozadí, se zdá, že bílý tvar je jasnější než pozadí a okraje tohoto tvaru vytvářejí iluzorní kontury. Tyto iluzorní kontury jsou zpracovány mozkem podobným způsobem jako reálné kontury. Vizuální systém toho dosahuje vyvozováním závěrů mimo informace, které jsou prezentovány podobně jako gradient jasu.
Ve středním vidění využívá vizuální systém sadu heuristických metod, nazývaných Gestalt grouping rules, k rychlé identifikaci základního vnímání objektu, které pomáhá vyřešit nejednoznačnost. To umožňuje, aby vnímání bylo rychlé a snadné pozorováním vzorů a známých obrazů, spíše než pomalým procesem identifikace každé části skupiny. To pomáhá při řešení nejednoznačných obrazů, protože vizuální systém bude akceptovat malé odchylky ve vzoru a stále bude vnímat vzor jako celek. Gestalt grouping rules jsou výsledkem zkušenosti s vizuálním systémem. Jakmile je vzor vnímán často, je uložen v paměti a může být znovu snadno vnímán bez nutnosti znovu zkoumat celý objekt. Například při pohledu na šachovnici vnímáme šachovnici a ne sadu střídajících se černých a bílých čtverců.
Princip dobrého pokračování poskytuje vizuálnímu systému základ pro identifikaci pokračujících hran. To znamená, že když je sled čar vnímán, existuje tendence k tomu, aby přímka pokračovala v jednom směru. To umožňuje vizuálnímu systému identifikovat hrany komplexního obrazu identifikací bodů, kde se přímky protínají. Například dvě přímky protnuté ve tvaru „X“ budou vnímány jako dvě přímky pohybující se diagonálně spíše než dvě přímky měnící směr, aby vytvořily tvary „V“ proti sobě. Příkladem nejednoznačného obrazu by byly dvě zakřivené přímky protínající se v jednom bodě. Tato křižovatka by byla vnímána stejně jako „X“, kde je křižovatka vnímána jako přímky protínající se spíše než odvracející se od sebe. Iluze dobrého pokračování jsou často používány kouzelníky ke klamání publika.
Pravidlo podobnosti říká, že obrázky, které jsou si podobné, mohou být seskupeny jako stejný typ objektu nebo část stejného objektu. Proto čím více jsou si dva obrázky nebo objekty podobné, tím pravděpodobnější bude, že mohou být seskupeny dohromady. Například dva čtverce z mnoha kruhů budou seskupeny dohromady. Mohou se lišit v podobnosti barvy, velikosti, orientace a dalších vlastností, ale nakonec budou seskupeny dohromady s různou mírou členství.
Blízkost, společný region a propojenost
Uskupení vlastnosti blízkosti je prostorová vzdálenost mezi dvěma objekty. Čím blíže jsou dva objekty, tím je pravděpodobnější, že patří do stejné skupiny. Toto vnímání může být nejednoznačné, aniž by ho osoba vnímala jako nejednoznačné. Například dva objekty s různou vzdáleností a orientací od diváka se mohou jevit jako blízko sebe, zatímco třetí objekt může být blíže k jednomu z ostatních objektů, ale může se jevit dále.
Objekty zabírající společnou oblast na obrázku se zdají být již členy stejné skupiny. To může zahrnovat unikátní prostorové umístění, jako jsou dva objekty zabírající odlišnou oblast prostoru mimo vlastní skupinu. Objekty mohou mít blízkost, ale vypadají jako součást odlišné skupiny prostřednictvím různých vizuálních pomůcek, jako je práh barev oddělujících oba objekty.
Kromě toho mohou být objekty vizuálně propojeny způsoby, jako je nakreslení čáry jdoucí od každého objektu. Tato podobná, ale hierarchická pravidla naznačují, že některá pravidla Gestaltu mohou mít přednost před jinými pravidly.
Segmentace textury a přiřazení figur-ground
Vizuální systém si také může pomoci při řešení nejednoznačností tím, že rozpozná vzor textury v obrázku. Toho je dosaženo použitím mnoha Gestaltových principů. Textura může poskytnout informace, které pomáhají rozlišit celé objekty, a měnící se textura v obrázku odhalí, které odlišné objekty mohou být součástí stejné skupiny. Pravidla segmentace textury často vzájemně spolupracují a soutěží a zkoumání textury může přinést informace o vrstvách obrázku, rozčlenění pozadí, popředí a objektu.
Když oblast textury zcela obklopuje jinou oblast textury, je to pravděpodobně pozadí. Navíc menší oblasti textury v obrázku jsou pravděpodobně postavou.
Paralelismus je další způsob, jak rozčlenit figuru obrázku. Orientace kontur různých textur v obrázku může určit, které objekty jsou seskupeny dohromady. Obecně platí, že paralelní kontury naznačují příslušnost ke stejnému objektu nebo skupině objektů. Podobně symetrie kontur může také definovat figuru obrázku.
Extrémní hrany a relativní pohyb
Extrémní hrana je změna textury, která naznačuje, že objekt je před nebo za jiným objektem. To může být způsobeno stínovacím efektem na okrajích jedné oblasti textury, který dává vzhled hloubky. Některé extrémní hranové efekty mohou přehlušit segmentace obklopenosti nebo velikosti. Vnímané hrany mohou také pomoci při rozlišování objektů tím, že zkoumají změnu textury proti hraně v důsledku pohybu.
Použití nejednoznačných obrazů k ukrytí v reálném světě: kamufláž
V přírodě je kamufláž používána organismy k úniku před predátory. Toho je dosaženo vytvořením nejednoznačnosti členění textury napodobováním okolního prostředí. Bez schopnosti vnímat znatelné rozdíly v textuře a pozici nebude predátor schopen vidět svou oběť.
Mnoho nejednoznačných obrazů vzniká prostřednictvím nějaké okluze, při níž se textura objektu náhle zastaví. Okluze je vizuální vnímání jednoho objektu, který je za nebo před jiným objektem, poskytující informace o pořadí vrstev textury. Iluze okluze je patrná v efektu iluzorních kontur, kdy je okluze vnímána navzdory tomu, že neexistuje. Zde je nejednoznačný obraz vnímán jako příklad okluze. Když je objekt okluze, vizuální systém má pouze informace o částech objektu, které jsou vidět, takže zbytek zpracování musí být proveden hlouběji a musí zahrnovat paměť.
Neckerova kostka: kostka s drátěným rámem bez hloubkových nápověd.
3D Lego Terracotta Army by Leon Keer
Náhodný úhel pohledu je jediná vizuální pozice, která vytváří nejednoznačný obraz. Náhodný úhel pohledu neposkytuje dostatek informací, aby bylo možné rozlišit, o jaký objekt se jedná. Často je tento obraz vnímán nesprávně a vytváří iluzi, která se liší od reality. Obraz může být například rozdělen napůl, přičemž horní polovina je zvětšena a umístěna dále od vnímatele v prostoru. Tento obraz bude vnímán jako jeden kompletní obraz pouze z jednoho úhlu pohledu v prostoru, spíše než jako realita dvou oddělených polovin objektu. Klasickým příkladem úhlu pohledu, který vytváří nejednoznačný obraz, je Neckerova kostka. Pouliční umělci často používají triky úhlu pohledu k vytvoření dvojrozměrných scén na zemi, které vypadají trojrozměrně.
Rozpoznání objektu pomocí vysokoúrovňového vidění
Jít dál než jen vnímat objekt znamená rozpoznat objekt. Rozpoznání objektu hraje zásadní roli při řešení nejednoznačných obrazů a silně se opírá o paměť a předchozí znalosti. K rozpoznání objektu vizuální systém rozpozná jeho známé součásti a porovná jeho percepční reprezentaci s reprezentací objektu uloženého v paměti. Toho lze dosáhnout pomocí různých šablon objektu, jako je například „pes“ pro reprezentaci psů obecně. Metoda šablon není vždy úspěšná, protože členové skupiny se mohou od sebe vizuálně výrazně lišit a při pohledu z různých úhlů mohou vypadat mnohem jinak. K řešení problému úhlu pohledu vizuální systém rozpozná známé součásti objektu v trojrozměrném prostoru. Pokud jsou součásti vnímaného objektu ve stejné poloze a orientaci jako objekt v paměti, rozpoznání je možné. Výzkum ukázal, že lidé, kteří jsou kreativnější ve svých obrazech, jsou lépe schopni vyřešit nejednoznačné obrazy. To může být způsobeno jejich schopností rychle identifikovat vzory v obraze. Při mentálním znázornění nejednoznačného obrazu, stejně jako u normálních obrazů, je každá část definována a poté vložena do mentálního znázornění. Čím je scéna složitější, tím déle trvá zpracování a přidání k znázornění.
Využití paměti a nedávných zkušeností
Naše paměť má velký vliv na řešení nejednoznačného obrazu, protože pomáhá vizuálnímu systému identifikovat a rozpoznat objekty, aniž by je musel opakovaně analyzovat a kategorizovat. Bez paměti a předchozích znalostí bude obraz s několika skupinami podobných objektů obtížně vnímatelný. Jakýkoli objekt může mít nejednoznačnou reprezentaci a může být chybně kategorizován do špatných skupin bez dostatečného paměťového rozpoznání objektu. Toto zjištění naznačuje, že předchozí zkušenosti jsou nezbytné pro správné vnímání. Byly provedeny studie s využitím Greebles, aby se ukázala role paměti v rozpoznávání objektů. Akt primingu účastníka s expozicí podobnému vizuálnímu podnětu má také velký vliv na snadnost řešení nejednoznačnosti.
Potíže s nejednoznačným vnímáním: prosopagnosie
Prosopagnosie je porucha, která způsobuje, že člověk není schopen identifikovat obličeje. Vizuální systém prochází viděním na střední úrovni a identifikuje obličej, ale vidění na vysoké úrovni nedokáže identifikovat, komu obličej patří. V tomto případě vizuální systém identifikuje nejednoznačný objekt, obličej, ale není schopen vyřešit nejednoznačnost pomocí paměti, takže postižený není schopen určit, koho vidí.