Как работает мозг

В то же время Лэнд был гениальным исследователем восприятия, хотя и самоучкой, и заинтересовался тем, как с этой задачей справляется мозг. Он создал лабораторию восприятия цвета и разработал блестящую теорию константности цвета. Его идея, получившая название ретинальной теории, подразумевала, что восприятие основано на нескольких исходных посылках. Первая посылка – о том, что земное освещение – это насыщенная смесь волн разной длины. (Исключение, которое подтверждает правило – натриевая лампа, энергосберегающее устройство, которое можно увидеть на парковках. Эта лампа испускает волны узкого диапазона частот, которые наша система восприятия не способна вынести за скобки; машины и лица под таким освещением приобретают мертвенно-бледный желтый оттенок.) Вторая посылка состоит в том, что неравномерность яркости и цветности в пределах поля зрения, вероятно, связана с тем, как освещена сцена, в то время как резкие переходы соответствуют границе, где заканчивается один объект и начинается другой. Чтобы не усложнять эксперимент, Лэнд тестировал свою модель на искусственных моделях мира, состоящих из двухмерных квадратных кусочков; он назвал их «мондрианами» в честь голландского художника. Если такой мондриан осветить сбоку, то желтый участок с одной его стороны отражает совсем не такой свет, как точно такой же желтый участок с другой стороны. Тем не менее людям оба эти кусочка кажутся желтыми – и точно так же их воспринимает ретинекс, устраняющий неравномерность освещения от одного края до другого[262].

Ретинальная теория была хорошим началом, но в итоге оказалось, что она все упрощает. Одна из проблем заключалась в предположении, что мир – это мондриан, то есть большая плоскость. Но вернемся к рисункам Адельсона на странице 242, которые представляют собой зигзагообразные мондрианы. Ретинекс воспринимает все резкие границы одинаково, и границу № 1 на левом рисунке он интерпретирует точно так же, как границу № 2 на правом рисунке. Тем не менее для нас левая граница выглядит как граница между полосками двух разных цветов, а правая – как единая полоска, которая сложена пополам и находится частично в тени. Это различие обусловлено нашей способностью интерпретировать трехмерные формы. Анализатор формы увидел в этих мондрианах полосатые ширмы, а ретинекс видит в них все туже самую шахматную доску. Очевидно, что ему чего-то не хватает.

* * *

Это что-то – влияние, которое ракурс оказывает на затенение, третий закон, который превращает зрительную сцену в изображение. Поверхность, обращенная к источнику света фронтально, отражает большое количество света, потому что свет врезается в поверхность и отскакивает от нее. Поверхность, помещенная под углом почти параллельно источнику света, отражает намного меньше света, потому что он по большей части падает на нее под скользящим углом и проходит дальше. Если наблюдатель стоит рядом с источником света, то глаз улавливает больше света, когда поверхность расположена фронтально, чем когда она расположена почти боком. Это различие можно увидеть, если посветить фонариком на кусок серого картона, одновременно вращая картон вокруг своей оси.

Как же может наш анализатор затенения использовать этот закон в обратном направлении и определить ракурс поверхности исходя из того, как много света она отражает? Преимущества этой способности не ограничиваются только тем, что мы можем оценить ракурс плоской поверхности. Многие объекты (например, кубики и драгоценные камни) состоят из граней, расположенных под углом друг к другу, и определение угла уклона необходимо для того, чтобы установить их форму. На самом деле, любую форму можно представить как высеченную фигуру, состоящую из миллионов крошечных граней. Даже если поверхность составляют настолько сглаженные кривые, что размер каждой «грани» сводится к точке, закон затенения все равно применим к свету, отражающемуся от каждой из этих точек. Если бы закон можно было использовать в обратном направлении, наш анализатор затенения мог бы оценить форму поверхности и зарегистрировать угол уклона касательной плоскости к поверхности в каждой из точек.

К сожалению, данное количество света, отраженное от участка поверхности, может происходить как от темной поверхности, расположенной под углом к источнику света, так и от светлой поверхности, расположенной под углом от источника света. Следовательно, нет надежного способа установить ракурс поверхности по количеству отраженного ею света без дополнительных исходных посылок.