Взор человека: механизмы, модели, функции

Российская академия наук
Институт психологии

В. И. Белопольский

 ВЗОР ЧЕЛОВЕКА

Механизмы, модели, функции

Издательство
«Институт психологии РАН»
Москва — 2007

УДК 159.9
 ББК 88
   Б 75

Рецензенты:
доктор психол. наук А.А. Гостев 
доктор психол. наук А.А. Обознов
доктор психол. наук, профессор Е.А. Сергиенко

Белопольский В.И. Взор человека: Механизмы модели, функции.— 
М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2007. —  415 с.

УДК 159.9
ББК 88

Монография посвящена проблеме активности зрительного восприятия. В качестве центрального используется понятие «взор человека», 
трактуемое как перцептивно-моторный функциональный орган, 
субъективно представленный в пространственной системе отсчета 
как визуальный эгоцентр. Проведенный теоретический анализ, а также подробно изложенные в книге экспериментальные исследования 
позволили описать механизмы управления взором, выделить и проанализировать его функции и обозначить его место в системе процессов моторного, сенсорного, перцептивного и когнитивного уровня. 
Книга предназначена для специалистов в области психологии 
и психофизиологии зрительного восприятия, а также для специалистов прикладных областей, где используются оценки качества и эффективности зрительного образа. 

© Институт психологии Российской академии наук, 2007

ISBN 978-5-9270-0112-5

Б 75

СОдЕРжАнИЕ

Предисловие  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

введение: Основные проблемы, методы и теории  
зрительного восприятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

1 
Механизмы управления взором

Низкоуровневые механизмы регуляции движений глаз  . . . . . . . . . 41

Селективное внимание и регуляция движений глаз . . . . . . . . . . . . 81

О механизме управления взором человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

2 
Проблемы пространственной ориентации

Механизмы стабильности видимого мира при  
ограничении поля зрения  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Стабильность видимого мира как проблема визуальной  
экологии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Механизмы константности ориентации человека  
относительно гравитационной вертикали . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Торзионные движения глаз в системе зрительной  
пространственной ориентации человека  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

Роль конвергенции при восприятии удаленности . . . . . . . . . . . . . 209

Пространственно-временные характеристики 
зрительного внимания

Внешнее и внутреннее управление размером зоны  
фокального зрительного внимания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

Временная динамика эффекта предупреждающего сигнала  
в задаче обнаружения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

Пространственно-временные стратегии зрительного внимания . . . 251

4 
Управление взором в процессе чтения

Перцептивные и глазодвигательные механизмы в структуре 
навыка чтения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

Эффективность считывания динамической текстовой  
информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

Возрастные изменения в скорости чтения статического  
и динамического текстов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312

Электрофизиологические и глазодвигательные корреляты  
фиксационной нагрузки при подвижном взоре . . . . . . . . . . . . 326

Пространственные стратегии взора при нормальной  
и высокой скорости чтения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

Заключение: О функциях взОра челОвека  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .377

ПРЕдИСЛОВИЕ

Данная книга подытоживает исследования автора, посвященные 
изучению процессов и механизмов зрительного восприятия. Еще 
в студенческие годы, слушая на факультете психологии МГУ лекции 
А.Н. Леонтьева, В.П. Зинченко, Ю.Б. Гиппенрейтер, А.И. Когана, 
Е. Н. Соколова, я заинтересовался проблемами чувственного познания мира и был впечатлен накопленной здесь богатейшей и занимательной феноменологией, а также строгостью, экспериментальной 
изощренностью и объективностью применяемых исследовательских 
методов. В те годы тематика, связанная с восприятием, занимала 
центральное место в работе самых разных кафедр и примкнувших 
к ним студентов, так что я до сих пор с теплотой вспоминаю существовавшую там атмосферу живого научного поиска и острых дискуссий. Было ясно, что, несмотря на длительную историю теоретического и конкретно-научного изучения проблем восприятия представителями таких наук как философия, физика, биология и медицина, 
психология и кибернетика, остается немало нерешенных вопросов, 
ряд из которых можно отнести к разряду «вечных». В то же время, 
несмотря на высказываемые возражения, развиваемый А.Н. Леонтьев ым и его последователями деятельностный подход к восприятию, 
отдающий приоритет в порождении предметного, реалистичного 
образа моторной активности наблюдателя, весомо обосновывал свои 
претензии на статус обобщающей теории. 
Работа в Институте психологии АН СССР, а затем РАН, перевела мой познавательный интерес в практическую плоскость. Первый директор Института Б.Ф. Ломов принимал активное участие 
в обсуждении перспективных направлений моих исследований. Его 
идеи системного строения психических процессов высветили новые 
перспективы в анализе получаемых эмпирических данных. Значительное влияние на мое формирование как экспериментатора оказал 
Н.Ю. Вергилес, обладавший уникальной способностью реализовать 
в «железе» самые невероятные идеи и методики. В то время, в отсут

ствии компьютеров и серийно выпускаемой аппаратуры, все приходилось делать своими руками и зачастую из подсобных материалов, так что путь от замысла эксперимента до его воплощения занимал иногда месяцы и даже годы. Поэтому без Н.Ю.Вергилеса, 
моего научного руководителя и друга, некоторые из приведенных 
в книге исследований были бы просто невозможны. Он же привил 
мне вкус к проведению «критических» экспериментов, когда выводы строятся не на количественных статистических выводах, а на 
качественных феноменах. 
Предлагаемая вниманию читателей книга построена на материале очерков и статей, опубликованных в разные годы в отечественных 
и зарубежных изданиях, а также на основе ряда докладов, прочитанных на конференциях и симпозиумах. Некоторые экспериментальные 
исследования публикуются в этом издании впервые. Все тексты были 
заново отредактированы и существенно переработаны, сокращены 
или дополнены, чтобы придать тексту книги большую цельность.
В центре книги находится проблема активности зрительного 
восприятия. т.е. восприятия подвижным глазом. Уже в конце 19 века 
классиками психофизиологии зрения были высказаны решающие 
аргументы в пользу того, что структура световых раздражений на 
сетчатке неподвижного глаза не способна обеспечить наблюдателя 
достоверной информацией о качестве воспринимаемых объектов. 
Между тем вся история психо-физиологических исследований 
зрения последних полутора столетий показывает, что феномены 
пространственно-временой интеграции перцептивной информации, 
получаемой подвижным глазом, не могут получить адекватного объяснения на уровне сенсо-моторных взаимодействий, прежде всего 
из-за отсутст-вия источника объективной пространственной информации. Потенциальные кандидаты на эту роль — проприоцепция 
глазный мышц, чувство иннервации, эфферентный или просто экстраретинальный сигнал неизвестной природы — все они не выдержали теоретической и экспериментальной проверки. 
Один из вопросов, к которому я постоянно обращаюсь на протяжении всей книги, как раз и состоит в уточнении природы того субъективного ощущения, которое люди связывают с изменением направления фокуса их внимания, или взора.
Другой вопрос, который достаточно подробно обсуждается на 
страницах этой книги, связан с функциями, которые приписывают 
движениям глаз. Не вызывает сомнения, что субъективная динамика 
взора находит отражение в траекторных и временных параметрах 

Взор человека

движений глаз, равно как и то, что значительная часть глазодвигательной активности обусловлена сетчаточной или вестибулярной 
стимуляцией, нестабильностью или патологией внешней глазной 
мускулатуры и лишь частично осознается наблюдателем. Поэтому 
до сих пор нет однозначного ответа, каким образом в контуре регуляции движениями глаз взаимодействуют управляющие сигналы 
сенсорного, перцептивного и когнитивного уровня. В результате, 
несмотря на тысячи работ, выполненных с использованием окулографического метода, и накопленную там статистику распределения 
формальных параметров движений глаз, обратная задача по реконструкции перцептивных процессов по имеющимся параметрам глазодвигательной активности представляет весьма непростую задачу. 
Еще один вопрос, которому посвящен целый раздел книги, касается характеристик процесса пространственного зрительного внимания и его места в системе управления взором. 
Выделение причинно-следственных, системных и иерархических 
связей в зрительной системе невозможно лишь путем изменения 
задач, инструкций и внешних условий наблюдения. Поэтому наш 
основной методический принцип состоял в манипулировании внутренними параметрами работы зрительной системы — использовали 
увеличение или уменьшение коэффициента оптической обратной 
связи, стабилизацию изображений относительно сетчатки глаза при 
движениях глаз и головы, редукцию зоны зрительной афферентации, 
а также гравитоинерционные воздействия, необычные режимы предъявления информации или испытуемых с разным уровнем развития 
зрительно-моторых навыков.
Второй принцип — это реалистичность экспериментальных условий наблюдения. Лабораторные исследования зачастую продуцируют факты, которые с большой осторожностью можно переносить 
на естественную, экологически достоверную ситуацию. Поэтому 
всегда, где это было возможно, мы стремились сравнивать результаты, полученные в естественной и обедненной среде, и искать объяснение полученных различий. 
Формат книги позволяет чувствовать себя более свободно в формулировке гипотез и введении новых понятий. Обобщая всю совокупность собственных и литературных данных, относящихся к пространственной активности зрительного восприятия, я широко использую понятие «взор», которому придан новый смысл, по сравнению с разделяемой многими идеей «фовеального взора». По моему 
глубокому убеждению, только критический анализ понятийного 

Предисловие

аппарата и иногда заменяющего его научного жаргона может приблизить нас к решению самых принципиальных и «долгоиграющих» 
проблем зрительного восприятия.  
В заключении хотелось бы выразить свою признательность коллегам, принимавшим участие в проведении ряда опубликованных 
в книге исследований: Б.Н. Безденежных, А.В. Белопольскому, 
Н. Ю. Вергилесу, В.В. Гусеву, В.Е. Дубровскому, А.Л. Курочкину, 
О. В. Лови и А.Д. Логвиненко. Хочу поблагодарить также Дж. Макконки., Х. Дойбеля, Дж. Дедевайла и Х. Кришера, общение с которыми, а также их помощь, участие и советы помогли мне в трудные годы 
перестройки продолжить экспериментальные исследования и познакомить с их результатами более широкую аудиторию. С В.А. Барабанщиковым, А.А.Гостевым и Е.А. Сергиенко, А.А. Обозновым меня 
связывают не только долгие годы совместной работы, но и постоянное профессиональное общение и взаимопомощь. Их советы и замечания, высказанные по поводу рукописи книги,  очень помогли мне 
в процессе ее доработки. 
Техническую работу по подготовке рукописи к печати добросовестно выполнили О.В. Шапошникова и А.Б. Пожарский. Особую благодарность хочу высказать А.Л. Журавлеву, поддержку которого я постоянно чувствовал в процессе всего времени работы над книгой. 
Наконец, работа вряд ли была завершена без повседневной 
помощи, терпения и любви моей жены Наталии, которой я посвящаю эту книгу. 

Взор человека

ВВЕдЕнИЕ: 

ОСнОВныЕ ПРОБЛЕМы, МЕтОды  
И тЕОРИИ ЗРИтЕЛьнОгО ВОСПРИятИя

Определения

Функции восприятия

Любой акт взаимодействия человека с окружающим миром опирается 
на чувственную представленность его ближайшей (а иногда и удаленной) среды, включающую общую ориентировку, оценку местоположения релевантных объектов, их физических свойств и ситуативной 
значимости, поведенческого, символического или эстетического смысла. Такого рода первичная информация служит источником для появления и функционирования высших форм психической деятельности, 
выходящих за пределы непосредственной данности, и обеспечивает 
регуляцию разнообразной ориентировочной, познавательной и практической деятельности, будь то локомоция, поиск решения задачи, акт 
социальной коммуникации или трудовая операция.
Восприятием называется психический процесс, приводящий 
к порождению чувственного образа, структурированного по определенным принципам и содержащего в качестве одного из обязательных 
элементов самого наблюдателя. Отражательная природа образа восприятия предполагает, что его содержание должно охватывать существенные объективные свойства физического мира1. 

1 Мы не подвергаем здесь сомнению материальность, или объективность существования предметов и явлений внешнего мира, т.е. их независимость от 
воспринимающего субъекта. Вопрос этот имеет глубокие гносеологические 
корни и длительную историю философского анализа. Именно феномены 

Введение

Чувственный образ является объектом изучения многих наук — 
философии, эстетики, физиологии, биологии, физики и др. Специфический предмет психологии восприятия состоит в изучении механизмов порождения и функционирования чувственного образа 
окружающего мира, а также механизмов перцептивного управления 
и контроля деятельности. 

Основные характеристики образа восприятия

Условием существования и действия в мире физических объектов 
является соответствие их субъективного описания объективным 
качествам и свойствам этих объектов. В этом смысле говорят об 
адекватности образов восприятия отображаемым объектам. Непосредственность восприятия придает воспринимаемому содержанию ощущение реальности, или достоверности. Мы видим объект 
именно там, где он находится, т.е. можем быстро приблизиться 
к нему или без промаха протянуть руку в его направлении, а правильно воспринимаемый размер и форма позволяет заранее подготовить кисть руки к его захвату. Любая ошибка — промах, недооценка, неверная идентификация и т.п. — приписывается скорее 
исполнителю, чем внешнему источнику. Более того, «наивный 
реалист», не отягощенный гносеологическими вопросами, легко 
дифференцирует сенсорные артефакты типа «искр из глаз» (фосфенов, вызванных механической или электрической стимуляцией 
органа зрения), «головокружения» (вращения всей воспринимаемой сцены вследствие непрерывного раздражения вестибулярной 
системы), «звона в ушах» и т.п. от реальных событий, что и закреплено в их словесном описании. Потеря чувства реальности может 
возникнуть, например, при сенсорной депривации (т.е. ситуативном 
или патологическом сокращении притока внешних раздражителей), или конфликте сенсорной информации, и ведет к потере 

восприятия, часто служили важным аргументом в споре о познаваемости 
внешнего мира. Не вдаваясь в подробности исторических дискуссий следует 
подчеркнуть, что в современной конкретно-научной традиции изучения 
восприятия доминирует методологическая установка на выяснение закономерностей и механизмов, обеспечивающих «правдоподобие» образа и отображаемого им объекта (стимула). Конкретные же подходы, а также привлекаемые 
в их рамках механизмы и уровни анализа различаются столь значительно, что 
можно говорить об отсутствии какой-то общепринятой теории восприятия.

Основные проблемы, методы и теории зрительного восприятия

правильной ориентировки, затормаживанию поведенческой активности и появлению галлюцинаций. 
Кроме пространственных признаков (направление, удаленность, 
локализация, протяженность), играющих первостепенную роль 
в ориентировке и целенаправленном перемещении наблюдателя 
в среде, чувственный образ может включать и такие характеристики, 
как интенсивность воздействия (громкость, яркость, тяжесть, сила 
запаха и т.п.), его динамику (изменение, движение, мелькание, биение), чувственный тон (освещенность, цветность, теплота, тональность, гладкость, приятность) и структурные отношения (размер, 
ориентация, форма, контраст, созвучие, вкусовое сочетание, композиция запаха). 
Несмотря на наличие нескольких воспринимающих систем (зрительной, слуховой, осязательной, обонятельной, вкусовой, вестибулярной, интероцептивной), результирующий образ не дробится на 
несколько модальных копий одного и того же объекта. Поэтому говорят о полимодальности, или амодальности, чувственного образа. 
Разные модальные «окраски» образа могут сказываться на степени 
детализации либо наборе воспринятых признаков, но не меняют 
идентичности воспринимаемого объекта или события. Известно, что 
тяжелые сенсорные дефекты, такие как слепота, глухота и даже их 
комбинация, не искажают воспринимаемой картины мира (Скороходова, 1972). 
Важнейшим свойством восприятия является константность, 
т.е. от носительная независимость образа объекта от изменения 
внешних условий его наблюдения (освещенность, удаленность, 
ракурс, помехи и т.д.) и от подвижности самого наблюдателя и его 
сенсорных органов. 
Наконец, говоря о чувственном отображении человеком окружающей среды, или сознательном образе мира (Леонтьев, 1982; Смирнов, 
1985), нужно подчеркнуть первичную означенность воспринимаемого 
содержания. Другими словами, воспринимаются объекты или события, 
имеющие свое название и значение (научное, житейское или функциональное) и в этом смысле определенным образом диктующие логику 
своего существования при значительной изменчивости стоящих за 
ними чувственных данных. Например, говорят о листе бумаги, а не 
о белом пятне на темном фоне, о звуке гитары, а не о чередовании тональных ощущений, о вкусе меда, а не о чем-то съедобном, и т.д. Процесс порождения означенного образа называют также опознанием, или 
категоризацией (Носуленко, 1988; Шехтер, 1981) 

Введение

Обобщенной формулировкой вышеперечисленных характеристик чувственного познания является предметность образа 
восприятия. 
Образ восприятия отличается, однако, от физического описания 
объекта, или модели явления, поскольку строится на базе собственных (психофизиологических и психологических) механизмов, 
имеет собственную метрику и систему отсчета. На непосредственное 
(т.е. без специальных оптических, акустических и других приборов) 
восприятие накладывают ограничения пределы чувствительности 
сенсорных систем — глаз работает в определенном диапазоне световых излучений, ухо воспринимает только ограниченную частотную полосу акустических колебаний и т.д. В восприятии большее 
значение имеют относительные, а не абсолютные размеры, удобство 
и эстетичность формы, а не ее математическое описание. Например, 
расстояние воспринимается в метрике руки (дотянется или нет), 
в шагах или времени ходьбы, хотя при известном навыке (глазомер) 
можно использовать и физические эталоны: метры или сантиметры. 
Для указания направления люди используют эгоцентрическую 
систему координат (направо, налево, вниз, вверх от меня), тогда 
как физическое описание пространства допускает произвольность 
выбора системы координат и точки отсчета. Даже младенцы легко 
различают мужские и женские лица, типы эмоциональной экспрессии, идентифицируют голоса (Бауэр, 1979; Сергиенко, 1992), тогда 
как даже современные средства формального описания и вычислительные мощности не позволяют сделать это с достаточной надежностью.
Яркой демонстрацией особой природы чувственных образов 
являются ошибки восприятия, или иллюзии. Некоторые иллюзии 
(аффективного или установочного типа) могут обнаруживаться 
самим наблюдателем и исчезают при изменении вызвавших их условий, другие сохраняются даже тогда, когда наблюдателю известно о каком-либо несоответствии между воспринимаемым им образом и самим рассматриваемым объектом. К первому типу относятся, например, ошибки опознания слов или лиц при частичном их 
сходстве с ожидаемыми, а ко второму — так называемые геометрические иллюзии (например, Мюллера-Лайера), кажущееся движение луны на фоне облаков и т.п. (см. Грегори, 1970; Рок, 1980; 
Титченер, 1914; Hochberg, 1965)