Психофизика сегодня

 
Российская академия наук 
Институт психологии  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ПСИХОФИЗИКА 
СЕГОДНЯ 
 
 
 
Под редакцией  
В.Н.Носуленко, И.Г.Скотниковой 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Издательство 
«Институт психологии РАН» 
Москва 2007 

УДК 159.928 
ББК 88 

П86 

 

П 86  

Психофизика сегодня. — М.: Издательство «Институт психологии 

РАН», 2007. — 340 с. (Методы психологии) 

 

В 
коллективном 
научном 
труде 
представлены 
материалы 
конференции «Психофизика сегодня», организованной и проведенной 
Институтом психологии Российской академии наук (9–10 ноября 2006 г.). 
Цель конференции – консолидация сил отечественных специалистов, 
работающих в области психофизики и смежных с ней дисциплин, 
обсуждение современных проблем, методов и перспектив развития 
психофизической науки. Составители труда надеются, что публикация 
материалов 
конференции 
будет 
способствовать 
развитию 
профессиональной среды и коммуникации специалистов различных 
областей науки и практики. 
Книга 
предназначена 
специалистам 
в 
области 
общей, 
экспериментальной и прикладной психологии, а также физиологам, 
психологам труда, биофизикам. 
 

 

Редакционная коллегия: 

доктор психологических наук В.Н. Носуленко (отв. ред.) 

кандидат психологических наук И.Г. Скотникова (отв. ред.) 

доктор психологических наук, академик РАО Е.Н. Соколов 

доктор психологических наук, член-корр. РАО В.А. Барабанщиков  

кандидат психологических наук Е.В. Головина 

 
 
 
© Институт психологии Российской академии наук, 2007  
 
 
ISBN 5-9270-0096-7 

Содержание 

ТЕОРИЯ И МЕТОД ...........................................................................................5 

ГАРУСЕВ А. В. Пороговые методы при исследовании иллюзий.......................................... 5 

ГОЛОВИНА Г.М. Мягкие вычисления для моделирования субъективных различий 
между стимулами .......................................................................................................................... 10 

ГУСЕВ А.Н. К психофизике сенсорных задач: о возможностях системнодеятельностного подхода............................................................................................................. 17 

ДАНИЛОВА М.В., МОЛЛОН Д.Д.  Психофизический метод для измерения порогов 
различения/сравнения двух одновременно предъявляемых зрительных стимулов....... 26 

ДУБРОВСКИЙ В.Е. Геометрическая психофизика............................................................... 36 

КРЫЛОВ А. К. Возможности методики погружения в среду в отличие от методики 
предъявления стимулов: модельное исследование................................................................ 44 

КУРАКОВА О.А. Моделирование пространства эмоциональных выражений лица 
человека.......................................................................................................................................... 53 

МЕНЬШИКОВА Г.Я. Зрительные иллюзии как способ исследования восприятия 
светлоты поверхности.................................................................................................................. 59 

МОРОЗОВ В.П. О психофизических коррелятах эстетических свойств голоса певцов 
разных профессиональных уровней.......................................................................................... 65 

НОСУЛЕНКО В.Н. Воспринимаемое качество как инструмент психофизического 
исследования.................................................................................................................................. 75 

ПАХОМОВ А.П. Идеи С. Стивенса и становление репрезентативной теории измерения
.......................................................................................................................................................... 89 

САВЧЕНКО Т.Н. Метод латентно-структурного анализа: возможности применения и 
ограничения................................................................................................................................... 98 

СКОТНИКОВА И.Г. Субъектный подход в психофизике и исследование уверенности в 
решении пороговых задач как одно из его направлений.................................................... 109 

ТРОШЕНКОВА Т.О., КОЗЛОВ А.Е., ТЕЛЕПНЕВ В.Н., РИМСКАЯ-КОРСАКОВА Л.К. 
Программно-аппаратный комплекс для проведения психоакустических измерений.. 120 

ШЕНДЯПИН В.М. Сенсорное различение: математическое моделирование................ 123 

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНАЯ ПСИХОФИЗИКА........................................136 

ГЛАСКО А.В. Психофизический закон Стивенса, амплитуда вызванного потенциала и 
динамика внимания ................................................................................................................... 136 

ГРЕЧЕНКО Т.Н. Что и как регулирует поведение живых существ................................. 144 

ИЗМАЙЛОВ Ч. А., ЗИМАЧЕВ М.М. Два механизма кодирования яркости в зрительной 
системе позвоночных ................................................................................................................. 147 

ЛЕБЕДЕВ А.Н. Нейрофизиологические константы в уравнениях психофизики.......... 157 

ПОЛЯНСКИЙ В.Б., АЛЫМКУЛОВ Д.Э., ЕВТИХИН Д.В., СОКОЛОВ Е.Н. Нейроны 
верхнего двухолмия мозга кролика вычисляют яркостные и цветовые различия между 
стимулами .................................................................................................................................... 165 

РАТАНОВА Т.А. О физиологической основе индивидуальной вариабельности 
психофизических шкал.............................................................................................................. 174 

СЕЛИВАНОВА Л.А., СКОТНИКОВА И.Г. Использование феномена привыкания для 
изучения различительной хемочувствительности рыб....................................................... 183 

СЕЛИВАНОВА Л.А., СКОТНИКОВА И.Г. Различительная хемочувствительность рыб
........................................................................................................................................................ 192 

ЧУПРИКОВА Н. И. Изменения вызванных потенциалов мозга при шкалировании 
субъективной громкости звуков.............................................................................................. 206 

ЭКСПЕРИМЕНТ И ПРАКТИКА.................................................................210 

БАБЕНКО В.В., БОЖИНСКАЯ М.А. Передаточная функция модуляции 
пространственной частоты ....................................................................................................... 210 

БАРАБАНЩИКОВ В.А. Психофизика восприятия растровых изображений................ 217 

БЕЛОПОЛЬСКИЙ В.И. Психофизическая оценка читаемости статической и 
движущейся текстовой информации, предъявленной на внешних рекламных носителях
........................................................................................................................................................ 233 

БИБИКОВ Н.Г., ИЩЕНКО С.М. Пороги обнаружения периодичности сигнала при 
наличии шумовой модуляции – признаки стохастического резонанса............................ 247 

ГОЛОВИНА Е.В. Когнитивно-стилевой портрет человека, уверенного в сенсорных 
впечатлениях ............................................................................................................................... 254 

ЛЕБЕДЕВА Е.В., СУРНИНА О.Е. Исследование дифференциальной чувствительности 
по времени в разных возрастных группах............................................................................. 261 

МАТВЕЕВА Л.В., МОЧАЛОВА Ю.В., АНИКЕЕВА Т.Я., КАРАВАНОВА Е.Е. 
Измерение и идентификация эмоциональных переживаний в информационной 
коммуникации............................................................................................................................. 266 

ОБОЗНОВ А. А., ПЕТРОВИЧ Д.Л. Связь когнитивных стилей с эффективностью 
восприятия приборной информации. ..................................................................................... 269 

РИМСКАЯ-КОРСАКОВА Л.К. Модельные и психоакустические исследования 
слухового облегчения распознавания коротких стимулов в шуме................................... 277 

РОЖКОВА Г. И., ОГНИВОВ В. В., УФИМЦЕВ М. В. Дифференциальные пороги 
различения длины в условиях возникновения геометрических иллюзий ...................... 288 

САДОВ В.А., ШПАГОНОВА Н.Г. Роль семантики в восприятии длительностей 
естественных и психофизических сигналов .......................................................................... 297 

СУРНИНА О.Е., ЛЕБЕДЕВА Е.В. Шкалирование длительных интервалов времени 
людьми пожилого и старческого возраста............................................................................. 303 

УТОЧКИН И.C., ГУСЕВ А.Н. Формирование функционального органа обнаружения 
порогового сигнала в условиях пространственной неопределенности ............................ 309 

ХРИСАНФОВА Л.А. Взаимосвязь восприятия эмоциональных лицевых схем, 
предъявляемых в микроинтервале времени на фоне «шума», с некоторыми 
темпераментальными характеристиками ............................................................................. 319 

Сведения об авторах: ....................................................................................334 

ТЕОРИЯ И МЕТОД 

 

ГАРУСЕВ А. В. 

Пороговые методы при исследовании иллюзий 
 

Аннотация. 
Показана 
возможность 
применения 
метода 

подпороговой суммации для исследования иллюзорных цветов в иллюзиях 

определяемых различными уровнями зрительной системы человека. 

Разработана процедура получения функции рассеяния цветового канала 

методом подпороговой суммации при произвольном спектральном составе 

стимула. Полученные экспериментальные результаты подтверждают 

возможность применения подпороговой суммации для некоторых видов 

иллюзий. Для одновременного и последовательного цветового контраста 

экспериментальные результаты косвенно подтверждают результаты 

полученные другими авторами непороговыми методами. 

 

В обычной жизни процесс «зрения» происходи настолько легко и 

непринужденно, что часто не принимаются во внимание чрезвычайно 

утонченные и до конца не понимаемые механизмы лежащие в основе 

данного процесса. В последнее время при исследовании этих механизмов 

наряду с классическими методами стали использовать в качестве, как 

предмета исследования, так и стимуляции разнообразные зрительные 

иллюзии. Действительно, очень часто сложная структура зрительной 

системы 
раскрывается 
при 
помощи 
иллюзий. 
Например, 
при 

нейрофизиологических исследованиях мультистабильные (куб Неккера, 

инверсия рельефа и т. п.) стимулы являются неоценимым средством для 

изучения нейронной основы зрительного осознания, поскольку они 

позволяют отделить нейронные отклики, которые коррелируют с 

основными сенсорными свойствами от тех, которые коррелируют с 

восприятием (Eaglman, 2001). При психофизических исследованиях 

использование таких иллюзорных стимулов также иногда позволяет 

выявить локализацию вдоль зрительного тракта механизмов отвечающих 

за обработку некоторых физических (и коррелирующих с ними 

субъективных) 
параметров 
(Adelson, 
2000). 
Обычно 
при 
таких 

исследованиях производится оценка величины параметров (яркость, цвет, 

белизна поверхностей) и их сравнение при нормальных условиях и при их 

иллюзорном наблюдении (Меньшикова, 1996). Однако, при исследованиях 

некоторых новых типов иллюзий (иллюзия Канижи, неоновые цвета) для 

идентификации механизмов их порождающих стали применять и 

пороговые методы (Dresp, 1991, 1993, 1995; Rieger, 1999). Цель данных 

исследований - выявить взаимодействие яркости реального стимула и 

субъективной 
яркости 
иллюзорной 
фигуры. 
На 
данный 
момент 

существуют экспериментальные результаты, которые как подтверждают 

такое взаимодействие (и даже возможность подпороговой суммации 

(Dresp, 1995), так и опровергают функциональную эквивалентность 

иллюзорных и реальных стимулов (Rieger, 1999). Такие противоречивые 

результаты, по нашему мнению, могут объясняться несовпадением формы 

реального и иллюзорного стимула. Это приводит к тому, что в некоторых 

случаях происходит не сложение интенсивности этих стимулов, а детекция 

одного из них на фоне другого. Нами была предложена методика 

позволяющая исследовать методом подпороговой суммации большой 

класс иллюзий традиционно относимых к различным уровням зрительной 

системы (Гарусев, 2004). Необходимость таких исследований определяется 

тем, что некоторые иллюзии, традиционно относимые к одним уровням 

обработки 
в 
зрительном 
тракте, 
как 
показывают 
последующие 

исследования, определяются другими механизмами. Например, было 

показано (Brenner, 2002), что иллюзия одновременного цветового 

контраста определяется внутри цвето-оппонентного канала, и не 

специфически колбочковым механизмом.  

  

 

 

 

 

 

 

 а)  
 
 
 
 
б)  
 
 
 
 
в) 

 Рис 1. Конфигурации стимулов для измерения порогов для иллюзий: 

 а) последовательного цветового контраста 

 б) одновременного цветового контраста 

 в) Канижи  

На рисунке 1. представлены стимульные конфигурации для 

измерения цветовых пороговых значений для центрального квадрата при 

взаимодействии 
с 
иллюзорными 
цветами 
последовательного 
и 

одновременного цветового контраста и для иллюзии Канижи. Основным 

достоинством таких конфигураций является то, что, как и в случае с 

мультистабильными стимулами в нейрофизиологии, реальный тестовый 

стимул одинаков для всех иллюзий и совпадает по форме и размеру с 

иллюзорными цветами. Это, во-первых, позволяет получить подпороговую 

суммацию реального и иллюзорного цвета, а, во-вторых, производить 

сравнение степени их взаимодействия для различных видов иллюзий. 

Конечно, провести полномасштабное сравнение характеристик цветовых 

каналов с учетом формы порогового тела, получаемых методом 

подпороговой суммации (Logvinenko, 2003) для реальных цветовых 

стимулов и при иллюзиях чрезвычайно трудно, так как требует и сложной 

аппаратуры (Гарусев, 2000) и чрезвычайно большого количества 

ФОН 

П/П

+ 
ТЕСТ 

ФОН+П/ПОР.СИГНАЛ

 
ТЕСТ 
ТЕСТ 

ФОН 

 П/П СИГНАЛ  

измерений. Но можно показать, что для произвольного набора стимулов 

Si() с широким спектром (в нашем случае это спектры излучения 

монитора для красной, зеленой и синей пушек) можно получить функцию 

рассеяния цветового канала в виде: 

 h0()=j* hj() 

 где h1() … hj() – базис, определяемый спектрами излучения Si(), 

а j – коэффициенты, получаемые экспериментально и которые отражают 

степень взаимодействия цвета S0() и цвета Si(). В нашем случае степень 

взаимодействия реального цветового стимула S0() и иллюзорного цвета 

определяемого подпороговым значением Si().  

Эксперименты проводились с применением обычной процедуры 

QUEST. Стимулы формировались в среде MATLAB и предъявлялись на 

мониторе IIYAMA Vision Master Pro 454.Полученные экспериментальные 

данные были представлены в виде пороговых кривых для трех основных 

цветов 
и 
для 
различных 
типов 
иллюзий. 
Сравнение 
степени 

взаимодействия 
реальных 
и 
иллюзорных 
цветов 
для 
иллюзий 

последовательного и одновременного цветового контраста показывает, что 

для одновременного контраста он меньше, чем для последовательного, 

определяемого нижним уровнем зрительной системы. Это косвенно 

подтверждает результаты, полученные  Бреннером (Brenner, 2002).  

 

Библиография: 

Гарусев А. В., Бородкина Н. А., Гуревич И. А. Экспериментальный 

комплекс для исследования механизмов цветового зрения методами, 

основанными на измерении инкрементных и декрементных цветовых 

порогов // Вестник МГУ. Серия 14. Психология, М., 2000. № 4. С. 86-95. 

Гарусев А. В. Экспериментальное моделирование цветовых иллюзий 

различного 
уровня 
методом 
подпороговой 
суммации 
// 
Труды 

международной 
конференции 
«Искусственные 
и 
интеллектуальные 

системы» (IEEE AIS’04) и «Интеллектуальные САПР» (CAD-2004). М.: 

Физ. – мат. литература, 2004. Т. 2. С. 207-209. 

Меньшикова Г.Я., Лунякова Е.Г. Перцептивное взаимодействие 

ахроматического цвета поверхности и ее воспринимаемой освещенности. 

Вестник МГУ. Психология, М., 1996. Вып. 1. С. 22-30. 

Adelson E. H. Lightness perception and lightness illusions // The New 

Cognitive Neurosciences / Ed. M.Gazzaniga, M.S. 2nd Ed.Cambridge, MA: 

MIT Press. 2000. P. 339-351. 

Brenner, E., Cornelissen, F. W. The influence of chromatic and 

achromatic variability on chromatic in-duction and perceived color // Perception. 

2002. V.31. P. 225-232.  

Dresp B., Bonnet C. Psychophysical evidence for low level processing of 

illusory contours and surfaces in the Kanizsa square // Vision Research. 1991. 

V. 31. P. 1813-1817. 

Dresp B., Bonnet C. Psychophysical measure of illusory form perception: 

further evidence for local mechanisms // Vision Research. 1993. V.33. P. 759
766. 

Dresp B., Bonnet C. Subthreshold summation with illusory contours // 

Vision Research. 1995. V. 35. P. 1071-1078. 

Eagleman D. M. Visual illusions and neurobiology // Nature Reviews 

Neuroscience. 2001. V.2. P. 920-926. 

Logvinenko A. D. Method of quadratic approximation: a new approach to 

identification of analysers and channels in human vision // Journal of 

Mathematical Psychology. 2003. V. 47. P. 495-506. 

Rieger J., Gegenfurtner K. G. Contrast sensitivity and appearance in 

briefly presented illusory figures // Spatial Vision. 1999. V. 12. P. 329-344. 

 

 

ГОЛОВИНА Г.М.  

Мягкие вычисления для моделирования субъективных 
различий между стимулами 
 

В 
работе 
предлагается 
метод 
построения 
субъективного 

пространства 
стимулов, 
основанный 
на 
мягких 
вычислениях: 

разрабатывается лингвистическая шкала для оценки различий между 

стимулами и метод многомерного шкалирования нечетких оценок. 

 

В 
настоящее 
время 
в 
психофизике 
развиваются 
подходы, 

направленные  на изучение индивидуальных особенностей субъекта 

восприятия:  дифференциальный (Гусев, 2004), субъектный (Бардин и др., 

1991,1992,1993; 
Скотникова, 
2004), 
экологический 
(Барабанщиков, 

Носуленко, 2002). 

Наша 
работа 
учитывает 
индивидуальные 
особенности 
при 

оценивании различий между стимулами.  

Анализ существующих методов прямых оценок различия показал, 

что шкалы, с которыми работает испытуемый, не вполне соответствует 

природе психологического механизма, лежащего в основе оценивания. 

Способность оценивать информацию играет существенную роль в 

характеризации сложных явлений и наиболее ярко проявляется в 

использовании естественных языков. Каждое слово естественного языка 

можно рассматривать как сжатое описание нечеткого подмножества 

полного множества области рассуждений. В этом смысле весь язык, как 

целое, можно рассматривать как систему, в соответствии с которой 

нечетким подмножествам множества приписываются элементарные или 

составные символы (т.е. слова, группы слов и предложения). Так цвет 

объекта как некоторую переменную, значения этой переменной: красный, 

синий, желтый, зеленый и т.д. можно интерпретировать как символы 

нечетких подмножеств полного множества всех объектов. В этом смысле 

цвет является нечеткой переменной, т.е. переменной, значениями которой 

являются символы нечетких множеств. Такие переменные называются 

лингвистическими. 

Для того, чтобы в психологическом эксперименте дать испытуемому 

возможность естественного способа описания различий, предлагается 

подход, который представляет собой развитие подхода, предложенного 

Л.А.Заде. Основное в этом подходе то, что в нем используются 

лингвистические переменные вместо числовых переменных или в 

дополнение к ним; отношения между переменными описываются с 

помощью нечетких высказываний; сложные отношения описываются 

нечеткими алгоритмами (Заде, 1980).  

Конечное 
подмножество 
нечеткого 
множества 
записывается 

следующим образом: 

U
U
F
m
m






1
1
 

Где 
  
представляют 
собой 
степени 
принадлежности 
к 

соответствующим термам и полагаются лежащими в отрезке (0,1), причем 

0 и 1 означают соответственно отсутствие различия или максимальное 

различие. 

Объединение методологий теории нечетких множеств и других 

методов моделирования привело к созданию нового научного направления, 

известного под названием мягкие вычисления. В психологии такой подход 

к моделированию только начинает складываться. 

По сравнению с традиционными вычислениями мягкие вычисления 

более приспособлены для работы с неточными, неопределенными или 

частично истинными данными или знаниями. Исходным моментом в 

вычислениях со словами, введенными Заде, является набор предложений, 

выраженных на естественном языке. Этот набор называется множеством 

исходных данных. Желаемые ответы или заключения также выражаются в 

U
U
F
m
m








1
1

терминах языка. 

 Этот набор называется множеством конечных (терминальных) 

данных (Аверкин и др., 1988). 

Для оценивания семантических близостей между стимулами  

разработана 
лингвистическая 
шкала 
“различие”. 
В 
качестве 

лингвистических термов предлагались  степени различия: например, 

маленькое, среднее, довольно большое и т.д., для которых моделировались 

эмпирические  функции принадлежности термам.  

В соответствии  с идеологией мягких вычислений был разработан 

метод 
анализа 
различий 
между 
соответствующими 
понятиями, 

полученных с помощью  нечеткой лингвистической шкалы. 

Субъективное сходство стимулов пытались изобразить в виде 

расстояния между точками- стимулами в пространстве начиная с Ньютона. 

Так Хеннинг запахи и вкусы на призме и тетраидре. Первым методом 

моделирования субъективных различий был метод, линейной связи с 

расстояниями.   

Однако допущение линейности исключает возможность анализа 

таких данных, которые являются существенно нелинейными монотонными 

функциями расстояния, например, время различения. Р.Н. Шепард решает 

проблему анализа таких данных, вводя монотонную функцию Он же 

получил двумерное решение для экспериментов по оцениванию звуковых 

сигналов по коду Морзе. Восприятие этих звуковых сигналов различалось 

в зависимости от числа точек и тире в каждом сигнале и в зависимости от 

относительного преобладания в нем точек и тире (Шепард, 1981). 

Тенденция снижения точности описания сложных систем отразилась 

и в методах многомерного шкалирования. Требования метрического 

многомерного шкалирования (данные эксперимента пропорциональны 

расстояниям в евклидовом пространстве) заменилось требованием 

неметрического многомерного шкалирования (данные должны быть