Способы восприятия человеком информации: Типы и способы восприятия информации

о достоверности восприятия

Отношения между реальностью и объектом

Сенсорное восприятие часто является наиболее ярким доказательством чего-то фактического — когда мы что-то воспринимаем, мы интерпретируем это и воспринимаем это как «объективное», «реальное». Совершенно очевидно, что вы можете испытать это с помощью свидетельских показаний очевидцев: если очевидец «видел это невооруженным глазом», судьи, члены жюри и посетители воспринимают сообщения об этих восприятиях не только как веское доказательство, но обычно как факт — несмотря на активные и смещающие процессы на основе восприятия и памяти.Действительно, кажется, что нет лучшего, более убедительного доказательства того, что что-то является фактическим знанием, чем его восприятие. Предполагаемая связь между восприятием и физической реальностью особенно сильна для зрительного восприятия — на самом деле, мы изучаем ее только в тех случаях, когда состояние зрения было неблагоприятным, когда у людей плохое зрение или когда мы знаем, что очевидец испытывал стресс или испытывал недостаток в когнитивной способности. факультеты. Когда людям нужно еще больше доказательств реальности, чем невооруженным глазом, они интуитивно пытаются прикоснуться к анализируемой сущности (если это вообще возможно), чтобы исследовать ее тактильно.Чувство чего-то на ощупь, по-видимому, является окончательным восприятием, чтобы люди могли говорить о физическом доказательстве (Carbon and Jakesch, 2013).

Мы можем проанализировать качество нашего восприятия по стандартным методологическим критериям. Поступая так, мы можем регулярно обнаруживать, что наше восприятие действительно в основном очень надежно и также объективно (Грегори и Гомбрих, 1973), но только если мы используем стандартные определения «объективного» как согласованного между различными наблюдателями. Тем не менее, даже при соблюдении этих методологических критериев, мы не можем предоставить что-либо в доказательство физической реальности.Кажется, что знание о физических свойствах объектов не может быть получено восприятием, поэтому восприятие не является ни «достоверным», ни «действительным» в строгом смысле слова — свойства «вещи в себе» остаются неопределенными в любом эмпирическом смысле (Кант, 1787/1998). Мы «надежно» и «объективно» можем воспринимать восходящее солнце утром и вечернее солнце; физические отношения определенно различны, как мы знали, по крайней мере, со времени предполагаемого гелиоцентризма Николая Коперника — также может быть здравым смыслом считать, что Земля является сфероидом для большинства людей, однако большинство людей не воспринимало Землю как сферическую и не представляло ее как это; Одной из причин этого является то, что в повседневной жизни иллюзия самолета прекрасно работает, чтобы направлять нас в планировании и выполнении наших действий (Carbon, 2010b).

Ограничения возможности объективного восприятия

Ограничения восприятия еще более далеко идущие: наше восприятие не только ограничено, когда у нас нет доступа к самой вещи, оно практически ограничено качеством обработки и общими характеристиками нашей системы восприятия. Например, наше акустическое восприятие может регистрировать и обрабатывать только очень узкую полосу частот в диапазоне примерно от 16 Гц до 20 кГц в молодом возрасте — эта полоса становится все более узкой с возрастом.Как правило, инфразвуковые и ультразвуковые полосы просто не воспринимаются, хотя они необходимы для других видов, таких как слоны и летучие мыши, соответственно. Восприятие окружающей среды и, следовательно, восприятие и представление о мире как таковом у этих видов различно — какой будет любимая музыка слона, какое предпочтение будет указывать летучей мыши, если ее «честно спросить»? Как звучит и чувствует инфразвуковая акустика? Примечание: инфразвуковые частоты также могут восприниматься людьми; не в акустическом, в строгом смысле, а с помощью вибраций — тем не менее, получаемый опыт очень отличается (ср.Нагель, 1974). Чтобы сделать такую ​​информацию доступной, нам нужны методы преобразования; например, трубка Гейгера-Мюллера для восприятия ионизирующего излучения, поскольку мы не разработали никакой сенсорной системы для обнаружения и ощущения этой полосы чрезвычайно высокочастотного электромагнитного излучения.

Но даже если бы у нас был доступ к данной информации из мира окружающей среды, было бы иллюзией думать об «объективном восприятии» этого — различия в восприятии у разных людей кажутся очевидными: это одна из причин, по которым разные люди имеют разные вкусы, но это еще более экстремально: даже в течение жизни одного человека изменяются воспринимаемые качества и количества, которые мы можем обработать.Например, пожилые люди часто имеют желтоватую роговицу, приводящую к смещенному восприятию цвета, что снижает способность обнаруживать и различать синеватые цветовые спектры. Таким образом, даже объективность восприятий в смысле консенсусного опыта едва ли достижима даже в пределах одного вида, даже в пределах одного индивида — просто подумайте о модных явлениях (Carbon, 2011a), об изменениях вкуса (Martindale, 1990) или о так называемых цикл предпочтений (Carbon, 2010a)! Понятно, что так называемое объективное восприятие невозможно, это иллюзия.

Иллюзорное Строительство Мира

Проблема с идеей подлинного восприятия мира еще более усугубляется при учете дополнительных феноменов восприятия, которые демонстрируют весьма конструктивные качества нашей системы восприятия. Очень ярким примером такого рода является эффект восприятия, который возникает, когда любая визуальная информация, которую мы хотим обработать, попадает в область сетчатки, где находится так называемое слепое пятно (см. Рисунок 1).

Рис. 1. Демонстрация слепого пятна, области на сетчатке, где визуальная информация не может быть обработана из-за отсутствия фоторецепторов . Демонстрация работает следующим образом: зафиксируйте на расстоянии ок. 40 см X слева на правом глазу, при этом закрыв левый глаз — теперь слегка двигайте головой горизонтально слева направо и назад, пока черный диск на правой стороне не исчезнет.

Интересно, что визуальная информация, отображаемая в слепой зоне, не просто отбрасывается — это было бы самым простым решением для зрительного аппарата.Он также не жестко интерполируется, например, просто путем удвоения информации о соседях, но разумно дополняется анализом значения и гештальт контекста. Если, например, мы подвергаемся воздействию пары линий, система восприятия дополнила бы физически несуществующую информацию о слепом пятне эвристическим алгоритмом наилучшего предположения о том, как линии взаимосвязаны в каждом случае, что в основном дает очень близкое приближение к «Реальность», поскольку она использует наиболее вероятные решения. Наконец, мы ощущаем ясную визуальную информацию, по-видимому, того же качества, что и та, которая отражает физическое восприятие — в конце концов, «физическое восприятие» и «построенное восприятие» имеют одинаковое качество, в том числе потому, что «физическое восприятие» не является изображением физической реальности, но также строится с помощью нисходящих процессов, основанных на эвристике, основанной на догадках, в качестве своего рода проверки гипотез или решения проблем (Gregory, 1970).

Помимо этого выдающегося примера, ставшего общеизвестным до сих пор, существует ряд других явлений, в которых мы можем говорить о полном восприятии конструкций внешнего мира без какой-либо прямой связи с физическими реальностями. Очень интригующий пример такого рода будет описан более подробно ниже. Когда мы делаем быстрые движения глаз (так называемые саккады), наша система восприятия подавляется, в результате чего мы функционально слепы во время таких саккад. На самом деле, мы не воспринимаем эти слепые моменты жизни, хотя они очень часты и относительно продолжительны как таковые — на самом деле, Rayner et al.По оценкам, типичные фиксации длятся около 200–250 мс, а саккады длятся около 20–40 мс (Rayner et al., 2001), поэтому около 10% нашего времени, когда мы бодрствуем, подвержены таким эффектам подавления. В соответствии с другими заполняющими явлениями, недостающие данные заполняются наиболее правдоподобной информацией: такой процесс требует гипотез о том, что происходит в текущей ситуации и как ситуация будет развиваться (Грегори, 1970, 1990). Если гипотезы вводят в заблуждение из-за того, что основополагающая ментальная модель ситуации и ее дальнейшее происхождение неверны, мы сталкиваемся с существенной проблемой: то, что мы затем воспринимаем (или не воспринимаем), несовместимо с текущей ситуацией, и поэтому будет вводить в заблуждение наше предстоящее действие ,В большинстве крайних случаев это может привести к фатальным решениям: например, если модель не создает определенный мешающий объект на нашей оси движения, мы можем упустить информацию, необходимую для изменения нашей текущей траектории, что приведет к столкновению. В таком созвездии мы были бы полностью поражены падением, поскольку мы бы вообще не воспринимали целевой объект — речь идет не о том, чтобы пропустить объект, а о том, чтобы полностью пропустить его из-за несуществующего следа восприятия.

Несмотря на знание этих характеристик зрительной системы, мы могли бы усомниться в таких процессах, поскольку механизмы работают в такой большой степени в большинстве ситуаций повседневной жизни, что обеспечивают идеальную иллюзию непрерывного, правильного и сверхдетального визуального ввода.Однако мы можем очень легко проиллюстрировать этот механизм, просто наблюдая за нашими движениями глаз в зеркале: при выполнении быстрых движений глаз мы не можем наблюдать их, непосредственно осматривая свое лицо в зеркале — мы можем воспринимать только наши фиксации и медленные движения глаза. Однако если мы снимаем одну и ту же сцену на видеокамеру, вся процедура выглядит совершенно иначе: теперь мы также ясно видим быстрые движения; таким образом, мы можем непосредственно испытать специфическую работу визуальной системы в этом отношении, сравнивая ту же самую сцену, захваченную двумя по-разному работающими визуальными системами: нашей собственной, очень познавательно работающей, визуальной системой и жестко снимаемой видеосистемой, которая просто захватывает кадр сцены кадр без дальнейшей обработки, интерпретации и настройки.Мы называем этот феномен временной функциональной слепоты «саккадной слепотой» или «саккадным подавлением», который снова иллюстрирует иллюзорные аспекты человеческого восприятия «саккадным подавлением», Бриджман и др., 1975; «Тактильное подавление», Ziat et al., 2010). Мы можем использовать этот феномен для проверки интересных гипотез о ментальном представлении визуальной среды: если мы изменяем детали визуального отображения во время таких функциональных слепых фаз саккадических движений, люди обычно не осознают такие изменения, даже если очень важные детали эл.г., выражение рта, изменены (Bohrn et al., 2010).

Иллюзии сверху вниз Процессы

Грегори предположил, что восприятие показывает качество проверки гипотез и иллюзии дают нам понять, как эти гипотезы сформулированы и на каких данных они основаны (Грегори, 1970). Одним из ключевых предположений для проверки гипотез является то, что восприятие является конструктивным процессом, зависящим от обработки сверху вниз. Такие нисходящие процессы могут руководствоваться знаниями, полученными за эти годы, но восприятие также может руководствоваться заранее сформированными способностями связывания и интерпретации определенных форм как определенных гештальтов.Сильная зависимость восприятия от обработки сверху-вниз является важным ключом для обеспечения надежных способностей восприятия в мире, полном неопределенности и неполноты. Если мы прочитаем текст из старого факсимиле, где некоторые буквы исчезли или обесцвечены за эти годы, где пятна кофе покрыли частичную информацию и где процессы распада превратили первоначально белую бумагу в желтоватую рассыпчатую субстанцию, мы могли бы быть очень успешно читает фрагменты текста, потому что наша система восприятия интерполирует и (ре) конструирует (см. рисунок 2).Если мы знаем или понимаем общее значение целевого текста, мы даже прочитаем некоторые отрывки, которых вообще не существует: мы заполняем пробелы в наших знаниях — мы меняем смысл в сторону того, что мы ожидаем.

Рис. 2. Демонстрация нисходящей обработки при чтении выражения «Великий иллюзион» в сложных условиях (по крайней мере, для автоматического распознавания символов) .

Известным примером, который часто цитируется и показывается в этой области, является так называемая иллюзия «человек-крыса», где представлен неоднозначный эскизный рисунок, содержание которого явно не расшифровывается, но переключается с показа человека на показ крысы — еще один популярный примером такого рода является бистабильная картина, где интерпретация переходит от старухи к молодой женщине v.v. (см. рис. 3) — большинство людей интерпретируют этот пример как захватывающую иллюзию, демонстрирующую способность человека переключаться с одного значения на другое, но этот пример также демонстрирует еще более интригующий процесс: то, что мы будем ощущать на первый взгляд, в основном направляется через конкретную активацию нашей семантической сети. Если раньше мы уже сталкивались с изображением человека или если мы думаем о человеке или слышали слово «человек», вероятность того, что наша система восприятия интерпретирует неоднозначную модель в отношении изображения человека, сильно возрастает, если предыдущий опыт больше ассоциировался с крысой, мышью или другим животным такого рода, напротив, мы будем склонны интерпретировать неоднозначную картину как крысу.

Рисунок 3. Иллюзия молодой пожилой женщины (также известная как иллюзия «Моя жена и моя свекровь»), уже популярная в Германии в 19 веке, когда ее часто изображали на открытках . Боринг (1930) был первым, кто представил эту иллюзию в научном контексте (изображение справа), назвав ее «новой» иллюзией (конкретно, «новой неоднозначной фигурой»), хотя она, вероятно, была взята из уже отображенного изображения 19 век в рекламе сгущенного молока A и P (Lingelbach, 2014).

Итак, мы можем буквально сказать, что мы воспринимаем то, что мы знаем — если у нас нет предварительных знаний о некоторых вещах, мы можем даже упустить важные детали из шаблона, потому что у нас нет сильной связи с чем-то значимым. Тесная обработка между сенсорными входами и нашими семантическими сетями позволяет нам распознавать знакомые объекты в течение нескольких миллисекунд, даже если они показывают сложность человеческих лиц (Locher et al., 1993; Willis and Todorov, 2006; Carbon, 2011b).

Нисходящие процессы являются мощным средством схематизации и упрощения процессов восприятия в смысле сжатия «больших данных» сенсорных входов в крошечные пакеты данных с предварительно категорированными метками на таких схематизированных «значках» (Carbon, 2008).Процессы сверху вниз, однако, также подвержены характерным ошибкам или иллюзиям из-за их управляемой, основанной на модели природы: когда у нас есть только короткий временной интервал для снимка сложной сцены, сцена имеет место (если у нас есть ассоциации с общее значение проверяемой сцены вообще) настолько упрощено, что конкретные детали теряются в пользу обработки и интерпретации общего значения всей сцены.

Biederman (1981) впечатляюще продемонстрировал это, предоставив участникам эскизный рисунок типичной уличной сцены, где типичные объекты размещены в прототипе, за исключением того, что видимый гидрант на переднем плане не был расположен на асфальте , кроме a машина но необычно прямо на машина.Когда люди подвергались воздействию такой сцены в течение всего лишь 150 мс, за которой следовала скремблированная обратная маска, они «переупорядочивали» настройку с помощью нисходящих процессов, основываясь на своих знаниях о гидрантах и ​​их типичных положениях на тротуарах. В этом конкретном случае люди действительно были обмануты, потому что они сообщают о сцене, которая соответствовала их знаниям, а не оценке представленной сцены, но для повседневных действий это кажется беспроблемным. Хотя вы действительно можете потерять связь с тонко детализированной структурой конкретной сущности, когда сильно полагаетесь на нисходящие процессы, в большинстве случаев такое начинание работает довольно блестяще, так как это наилучшая оценка или приближение — особенно хорошо, когда у нас заканчиваются ресурсы, e.например, когда мы находимся в определенном режиме ограничения времени и / или вы вовлечены в ряд других когнитивных процессов. На самом деле, такой режим является стандартным режимом в повседневной жизни. Однако, даже если бы у нас было время, и никакие другие процессы не требовались, мы не смогли бы адекватно обработать большие данные сенсорного ввода.

Вся идея этой нисходящей обработки с схематизированным восприятием проистекает из новаторской серии экспериментов Ф. К. Бартлетта в различных областях (Bartlett, 1932).Бартлетт уже показал, что мы не читаем полную информацию из визуального отображения или из повествования, но мы полагаемся на схемы, отражающие сущность вещей, историй и ситуаций, которые сильно зависят от предшествующего знания и его конкретной активации (см. Критическую информацию отражение метода Бартлетта Carbon and Albrecht, 2012).

Восприятие как великая иллюзия

Восстановление человеческой психологической реальности

Очевидно, что существует огромный разрыв между большими данными, предоставляемыми внешним миром, и нашей строго ограниченной способностью их обрабатывать.Разрыв еще больше увеличивается, если принять во внимание, что мы не только должны обрабатывать данные, но в конечном итоге должны ясно понимать суть данной ситуации. Цель состоит в том, чтобы принять одно (и только одно) решение на основе однозначного толкования этой ситуации, чтобы выполнить соответствующее действие. Этот очень телеологический способ обработки требует тормозящих возможностей для конкурирующих интерпретаций, чтобы строго отдавать предпочтение одной единственной интерпретации, которая позволяет быстро действовать, не ссориться об альтернативах.Чтобы понять столь ясную интерпретацию ситуации, нам нужна ментальная модель внешнего мира, которая очень ясна и не содержит двусмысленностей и неопределенностей. В идеале такая модель является своего рода карикатурой на физическую реальность: если есть объект, который нужно быстро обнаружить, контраст фигуры с землей, например, следует усилить. Если нам необходимо идентифицировать границы объекта в неблагоприятных условиях просмотра, полезно, например, улучшить переходы от одной границы к другой.Если мы хотим легко диагностировать зрелость плода, который желательно есть, это особенно полезно, когда насыщенность цвета усиливается для привычных видов фруктов. Наша система восприятия обладает именно такими возможностями усиления, усиления и усиления — в результате генерируется схематическое, прототипное, эскизное восприятие и представление. Любая метафора восприятия как своего рода инструмент, который делает фотографии, полностью вводит в заблуждение, потому что восприятие гораздо больше, чем светокопия: это познавательный процесс, направленный на реконструкцию любой сцены в своей основе.

Все эти «интеллектуальные процессы восприятия» легче всего продемонстрировать с помощью иллюзий восприятия: например, когда мы смотрим на внутреннюю горизонтальную полосу рисунка 4, мы наблюдаем непрерывный переход от светлого к темно-серому и слева направо, хотя нет физического изменения значения серого — фактически для создания этой области используется только одно значение серого. Иллюзия вызвана распределением периферийных значений серого, которые действительно показывают непрерывный сдвиг уровней серого, хотя и в обратном направлении.Феномен одновременного контраста помогает нам сделать контраст более четким; помогая нам легче, быстрее и безопаснее выявлять отношения между людьми.

Рис. 4. Демонстрация одновременного контраста, оптической иллюзии, уже описанной как явление 200 лет назад Йоханом Вольфгангом фон Гете и предоставленной МакКуртом (1982) с высоким качеством и интенсивным эффектом: внутренняя горизонтальная полоса физически тем не менее, периферия с непрерывным изменением серого с более темных на более светлые значения слева направо вызывает одинаковое значение серого с восприятием обратного непрерывного изменения значений серого .Первым, кто показал эффект на лестнице градаций серого, был, вероятно, Эвальд Геринг (см. Hering, 1907; pp. I. Teil, XII. Kap. Tafel II), который также предложил теорию обработки цвета оппонента.

Подобный принцип усиления заданных физических отношений системой восприятия теперь известен как полосы Шеврёля-Маха (см. Рис. 5), независимо введенный химиком Мишелем Эженом Шевроулем (см. Chevreul, 1839) и физиком и философом Эрнстом Вальдфридом Йозефом Вензелем Mach (Mach, 1865).Посредством процесса бокового торможения изменения яркости от одного стержня к другому преувеличены, особенно на краях стержней. Это помогает различать различные области и запускать обнаружение краев полос.

Рис. 5. Полосы Шеврёля-Маха. Демонстрация увеличения контраста путем бокового торможения: хотя каждый столбец заполнен одним сплошным уровнем серого, мы видим узкие полосы по краям с повышенным контрастом, который не отражает физическую реальность сплошных серых столбцов.

Построение человеческой психологической реальности

Эта способность к восстановлению впечатляет и помогает нам избавиться от неоднозначных или неопределенных восприятий. Однако сила восприятия еще более интригует, когда мы смотрим на связанный феномен. Когда мы анализируем иллюзии восприятия, в которых сущности или отношения не только усиливаются в своей узнаваемости, но даже полностью построены без физического соответствия, мы можем совершенно справедливо говорить об «активном построении» психологической реальности человека.Очень ярким примером является треугольник Канижса (рис. 6), где мы ясно видим иллюзорные контуры и связанные с ними гештальты — фактически ни один из них не существует вообще в физическом смысле. Иллюзия настолько сильна, что у нас возникает ощущение, что мы можем охватить даже всю конфигурацию.

Рисунок 6. Демонстрация иллюзорных контуров, которые создают четкое восприятие гештальтов . Так называемый треугольник Каницца, названный в честь Гаэтано Канижса (см. Канижса, 1955), является очень известным примером давней традиции таких фигур, которые веками демонстрировались в архитектуре, моде и орнаменте.Мы не только воспринимаем два треугольника, но даже интерпретируем всю конфигурацию как одну с четкой глубиной, со сплошным белым «треугольником» на переднем плане другого «треугольника», который стоит снизу вверх.

Обнаружение и распознавание таких гештальтов очень важно для нас. К счастью, мы не только оснащены когнитивным механизмом, помогающим нам воспринимать такие гештальты, но мы также чувствуем себя вознагражденными, когда признали их гештальтами, несмотря на неопределенные закономерности (Muth et al., 2013): в момент понимания Гештальта теперь определенная модель приобретает симпатию (так называемый «Эстетический-Ага-эффект», Muth and Carbon, 2013).Процесс обнаружения и распознавания добавляет аффективную ценность к паттерну, который приводит к активации еще большей когнитивной энергии, чтобы справиться с ней, поскольку теперь это что-то значит для нас.

Выводы

Иллюзии восприятия можно увидеть, интерпретировать и использовать в двух очень разных аспектах: с одной стороны, и это общее свойство, присваиваемое иллюзиям, они используются для развлечения людей. Они являются частью нашей повседневной культуры, они могут убить время. С другой стороны, они часто являются отправной точкой для создания идей.И идеи, особенно если они основаны на личном опыте посредством активных процессов разработки, являются идеальными предпосылками для улучшения понимания, улучшения и оптимизации ментальных моделей (Carbon, 2010b). Мы даже можем объединить оба аспекта, чтобы создать привлекательный контекст обучения: привлекая внимание людей через возбуждение и игривые иллюзии, мы создаем притяжение к явлениям, лежащим в основе иллюзий. Если люди действительно заинтересуются, они также потратят достаточно времени и когнитивной энергии, чтобы решить иллюзию или понять, как работает иллюзия.Если они достигнут более высокого уровня понимания, им будет полезно понять, какой механизм восприятия лежит в основе этого явления.

Конечно, мы можем интерпретировать иллюзии восприятия как неисправности, указывающие на типичные пределы нашей системы восприятия или когнитивной системы — это, вероятно, стандартная точка зрения на всю область иллюзий. С этой точки зрения наши системы подвержены ошибкам, работают медленно, работают со сбоями и несовершенны. Мы можем, однако, также интерпретировать иллюзорное восприятие как признак наших невероятных, очень сложных и эффективных возможностей преобразования сенсорных входов в понимание и интерпретацию текущей ситуации очень быстрым способом, чтобы своевременно генерировать адекватные и целенаправленные действия (см. Грегори, 2009) — эта точка зрения пока не является стандартной, которую можно найти в учебниках для начинающих и в типичных описаниях или ненаучных работах по иллюзиям.Принимая во внимание то, как прекрасно мы действуем в большинстве повседневных ситуаций, мы можем легко и интуитивно ощутить высокий «интеллект» системы восприятия. У нас может не быть самой совершенной системы, когда мы стремимся воспроизвести самые детали сцены, но мы можем оценить основной смысл сложной сцены.

Типичные процессы восприятия работают настолько блестяще, что мы в основном можем действовать соответствующим образом, и, что очень важно для биологической системы, мы можем действовать в ответ на сенсорные входы очень быстро — это должно быть оспорено любой технической, созданной человеком системой, и всегда будет самым важным ориентиром для искусственных систем восприятия.После исследовательской и инженерной программы Bionics (Xie, 2012), где системы и процессы природы переносятся на технические продукты, мы могли бы посоветовать нам ориентировать наши разработки в области восприятия на характерную обработку биологического восприятия. системы и их типичное поведение, когда встречаются иллюзии восприятия.

Заявление о конфликте интересов

Автор заявляет, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта статья была вдохновлена ​​выступлениями Ричарда Л. Грегори, текстами и теориями, которые мне особенно понравились в первые годы моей исследовательской карьеры. Результат этих «восприятий» изменил мое «восприятие реальности» и так далее «реальность» как таковую. Я также хотел бы поблагодарить двух анонимных рецензентов, которые приложили много усилий, чтобы помочь мне улучшить предыдущую версию этого документа. И последнее, но не менее важное: я хочу выразить свою благодарность Baingio Pinna, Университет Сассари, который редактировал всю тему исследований вместе с Адамом Ривзом, Северо-Восточный университет, США.

Сноски

1. Существует интересное обновление технологии для демонстрации этого эффекта одним из рецензентов. Если вы используете вторую камеру вашего смартфона (для съемки «селфи») или камеру ноутбука и очень внимательно смотрите на свои изображенные глаза, то задержка построения последовательности фильма, по-видимому, немного больше, чем подавление саккад. получая интересный эффект непосредственного восприятия ваших собственных движений глаз.Примечание: я опробовал его, и это сработало, кстати, лучше всего при использовании старых моделей, для создания которых изображений может потребоваться больше времени. Вы будете особенно четко ощущать движения глаз при выполнении относительно больших саккад, например, от левой периферии вправо и назад.

Отзывы

Bartlett, F.C. (1932). Вспоминая: изучение экспериментальной и социальной психологии. Кембридж: издательство Кембриджского университета.

Бидерман И.(1981). «О семантике взгляда на сцену», , Организация восприятия , ред. М. Кубови и Дж. Р. Померанц (Хиллсдейл, Нью-Джерси: Лоуренс Эрлбаум), 213–263.

Скучно, Э. Г. (1930). Новая неоднозначная фигура. утра J. Psychol. 42, 444–445. doi: 10.2307 / 1415447

CrossRef Полный текст

Carbon, C.C., и Albrecht S. (2012). Теория схем Бартлетта: нереплицированная серия «Portrait d’homme» 1932 года. Q. J. Exp. Psychol.(Hove) 65, 2258–2270. doi: 10.1080 / 17470218.2012.696121

Опубликованная Аннотация | Опубликованный Полный текст | CrossRef Полный текст

Carbon, C.C., и Jakesch, M. (2013). Модель тактильной эстетической обработки и ее значение для дизайна. Proc. IEEE 101, 2123–2133. doi: 10.1109 / jproc.2012.2219831

CrossRef Полный текст

Chevreul, M.-E. (1839). «Континентальный симультан искусств и искусств»: Консерватория для женщин-дансеров, Парижская история, Гобелены, Домашние творения Бове, Лес Тапи, Vitraux colorés, L’impression des étoffes, L’imprimerie, L’enluminure, La decor des édifices, L’habillement et L’horticulture. Париж, Франция: Питуа-Левро.

Gregory, R.L. (1970). Умный Глаз. Лондон: Вайденфельд и Николсон.

Gregory, R.L. (1990). Глаз и мозг: психология видения. 4-й Эдн. Принстон, Нью-Джерси: издательство Принстонского университета.

Gregory, R.L. (2009). Видеть сквозь иллюзии. Оксфорд: издательство Оксфордского университета.

Gregory, R.L. and Gombrich, E.H. (1973). Иллюзия в Природе и Искусстве. Лондон / Великобритания: Джеральд Дакворт и Компания Лтд.

Геринг, Э. (1907). Grundzüge der Lehre vom Lichtsinn. Sonderabdruck A.D. «Handbuch der Augenheilkunde». Лейпциг, Германия: В. Энгельманн.

Канижа Г. (1955). Margini quasi-percettivi in ​​campi contimolazione omogenea. Рив. Psicol. 49, 7–30.

Кант И. (1787/1998). Критик дер Рейнен Вернунфт [Критика чистого разума]. Гамбург: Майнер.

Locher, P.Унгер Р., Сосьедаде П. и Валь Дж. (1993). На первый взгляд: доступность стереотипа физической привлекательности. Половые роли 28, 729–743. doi: 10.1007 / bf00289990

CrossRef Полный текст

Mach, E. (1865). Über die wirkung der räumlichen vertheilung des lichtreizes auf die Netzhaut. Sitzungsberichte der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Classe der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften 52, 303–322.

Martindale, C. (1990). Заводная муза: предсказуемость художественных изменений. Нью-Йорк: Основные книги.

Muth, C., Pepperell R. и Carbon, C.C. (2013). Дай мне гештальт! предпочтение кубистическим произведениям искусства, выявляющим высокую обнаруживаемость предметов. Леонардо 46, 488–489. doi: 10.1162 / leon_a_00649

CrossRef Полный текст

Нагель Т. (1974). Каково быть летучей мышью? Филос. Откр. 83, 435–450.

Райнер К., Фурман Б.Р., Перфетти К.А., Песецкий Д. и Сейденберг М.С. (2001). Как психологическая наука информирует преподавание чтения. Психол. Sci. 2, 31–74. doi: 10.1111 / 1529-1006.00004

Опубликованная Аннотация | Опубликованный Полный текст | CrossRef Полный текст

Xie, H. (2012). Исследование естественной бионики в дизайне продукта. Manuf. Eng. Автоматизация 591–593, 209–213. doi: 10.4028 / www.scientific.net / amr.591-593.209

CrossRef Полный текст

Ziat, M., Hayward, V., Chapman, C.E., Ernst, M.O. и Lenay, C. (2010). Тактильное подавление смещения. Эксп. Brain Res. 206, 299–310. doi: 10.1007 / s00221-010-2407-z

Опубликованная Аннотация | Опубликованный Полный текст | CrossRef Полный текст

,

Психология восприятия — как мы понимаем наш мир

Восприятие в психологии можно определить как анализ сенсорной информации в мозге. По мере того, как мы проходим наш день, мы окружены богатыми стимулами современной жизни, и мы сильно полагаемся на наше зрение, чтобы сообщить нам о том, где мы находимся в этом мире. Через восприятие мы получаем описание нашего окружения и того, что оно значит.

В течение многих лет ведутся споры о том, какую именно сенсорную визуальную информацию играет в восприятии и насколько важны наши воспоминания и прошлый опыт в этом процессе.

Психология визуального восприятия

В психологии зрительному восприятию обычно уделяется больше внимания из-за большого объема исследований, доступных для зрения, по сравнению с другими сенсорными областями.

Человеческий глаз — это замечательный орган, который принимает зрительные стимулы и передает эту сенсорную информацию в мозг.

Как работает глаз

• Глаз опирается на свет , который проходит через роговицу

• Этот свет фокусируется линзой и роговицей на сетчатку, светочувствительную мембрану на задней поверхности глаза

• Именно рецепторные клетки сетчатки транслируют свет в изображения.

• Наша сетчатка имеет два класса рецепторных клеток, называемых палочками и колбочками, оба из которых чувствительны к свету.

Стержни лучше реагируют на слабое освещение; поэтому они являются клетками, ответственными за поддержание зрения при плохом освещении. Колбочки отвечают за нашу способность обнаруживать мелкие детали и различные цвета и являются основой нашего видения при более высоком (дневном) освещении.

Значительная область сетчатки — это макула и ямка.Ямка представляет собой область, которая содержит наибольшую плотность колбочек и отвечает за восприятие мелких деталей. Зрительный нерв может затем перенести эту информацию в мозг.

Обработка визуальной информации в мозге

Существует два процесса, связанных со зрением, которые зависят от направленного потока информации; обработка сверху вниз и обработка снизу вверх.

В психологии были предложены различные теории зрительного восприятия.

Некоторые из них в значительной степени попадают в точку зрения обработки снизу вверх, где вся информация, необходимая для восприятия, поступает от визуально-сенсорного ввода.

Напротив, другие предпочитают нисходящую точку зрения на обработку, которая заключается в том, что предварительные знания и прошлый опыт являются ключом к точному восприятию окружающего нас мира.

Теория восприятия — прямой реализм

Джеймс Гибсон был ведущим психологом в теории прямого реализма . Проще говоря, реалистическая точка зрения заключается в том, что мы воспринимаем объекты такими, какие они есть в мире.

Это восходящий подход к восприятию, поскольку наши чувства способны предоставить нам точную прямую информацию из внешнего мира.

Подход Гибсона к восприятию является экологическим. Он утверждал, что визуальная информация, которую мы получаем из нашей среды, настолько богата, что когнитивной обработки и внутренних представлений для понимания этой информации не требуются .

Гибсон работал с пилотами самолетов во Второй мировой войне.

Он пришел к выводу, что точка внимания пилота на взлетно-посадочной полосе оставалась неподвижной, когда они летели к ней.Однако области и ландшафты вокруг этой точки вытекли наружу, когда пилоты приблизились к приземлению.

Именно из этой работы Гибсон создал термин «оптический поток », и он полагал, что его принципы дали пилотам, с которыми он работал, более подробную информацию об их расстоянии от взлетно-посадочной полосы и их скорости.

Схемы оптических потоков

Наши головы редко стоят неподвижно и не являются ни нашими глазами, поэтому наш мир почти всегда находится в движении.

Если это движение вытекает наружу из центральной точки фокуса , мы движемся к этой точке. Однако, если движение течет внутрь в направлении центральной точки , мы удаляемся от нее .

Понимание того, что мы видим

Гибсон утверждал, что серия углов, образованных светом, отражающимся в наших глазах от поверхностей в окружающей среде, имеет решающее значение для того, как мы понимаем то, что видим.

Он предположил, что этот «оптический массив » предоставил жизненно важную информацию, чтобы помочь нашему восприятию, включая расстояние и скорость.

Эта теория моделей оптического потока полезна в повседневной жизни, чтобы сообщить нам, в каком направлении мы движемся относительно объектов вокруг нас.Просто, если в нашем оптическом массиве есть движение, то мы движемся.

Теория восприятия Марра

Ключевая критика теорий Гибсона заключается в том, что они не объясняют , как информация собирается из окружающей среды.

Марр (1982) попытался решить эту проблему, исследуя, как именно мозг способен воспринимать информацию, воспринимаемую глазами, и превращать ее в точные, внутренние представления нашего окружающего мира.

Как и Гибсон, Марр говорит, что информации от чувств достаточно, чтобы позволить восприятию произойти.Но в отличие от Гибсона, подход Марра ставит процессы, ответственные за анализ изображений сетчатки, в центре его теории.

Теория Марра является строго «восходящей», поскольку рассматривает исходное изображение сетчатки как отправную точку восприятия и исследует, как его можно проанализировать, чтобы получить описание окружающей среды.

Психология восприятия и иллюзии

Оптические визуальные иллюзии представляют собой область большого интереса для визуальных исследователей, но также не могут быть объяснены теорией прямого реализма Гибсона.

В визуальных иллюзиях мы часто видим движение в рамках моделей и двумерных изображений, таких как рябь или повороты, которых на самом деле нет. Знаменитые иллюзии «Вращающихся змей» — хороший тому пример.

По просьбе Гибсон объяснил, что такие иллюзии являются искусственными. Это не образы реального мира и не тот тип стимула, с которым мы сталкиваемся изо дня в день. Следовательно, они не являются репрезентативными для работы нашей визуальной системы.

Конструктивное восприятие

Ведущим противоположным взглядом на зрительное восприятие Гибсона является Грегори (1970).Взгляд Грегори называется «конструктивным» представлением о восприятии , поскольку это нисходящая теория обработки, основанная на построении нашего мира из прошлого опыта наряду с визуальной информацией в реальном времени.

Грегори утверждает, что доступная нам визуальная информация не всегда имеет достаточно высокое качество, и поэтому мозгу необходимо заполнить пробелы, используя предварительных знаний, воспоминаний и аналогичного опыта, чтобы понять, что нас окружает.

Грегори предполагает, что большая часть информации, которую принимают наши глаза, теряется на пути к мозгу.

Информация, которую мозг использует, чтобы понять эту визуальную информацию, не всегда соответствует реальности того, что мы на самом деле видим. Это он говорит, поэтому мы видим визуальные иллюзии и другие подобные явления.

Necker Cube является хорошим примером. Посмотрев на куб, наш мозг приходит к выводу, что то, что мы видим, может быть кубом с цветной стороной, ближайшей к нам, и кубом, направленным вправо.

Точно так же это может быть куб с цветной стороной, удаленной от нас, а остальная часть куба приближается к нам.И то, и другое возможно, но наш мозг не может решить, какой именно он видит.

Утверждается, что именно поэтому куб, кажется, переключает перспективы с одного вида на другой, когда вы продолжаете смотреть на него.

В этом случае это не может быть связано с обработкой снизу вверх, поскольку визуальная информация о кубе не изменилась, однако перспектива или наше восприятие куба все же меняется.

Понимание теорий восприятия в психологии

Конструктивная теория восприятия была подвергнута критике за неспособность объяснить, как, если наш процесс восприятия основан на прошлом опыте, люди из разных культур и образов жизни все еще воспринимают мир в Подобный способ.

Прямая теория восприятия была выдвинута на первый план как неспособная учесть визуальные иллюзии и области восприятия, на которые более вероятно оказали влияние предшествующие знания, такие как некоторые из примеров в вышеупомянутом видео.

В заключение, вероятно, что наши процессы зрительного восприятия являются результатом гибридных из этих двух теорий, использующих нашу память, опыт и знания, чтобы помочь пониманию визуальной информации, где это необходимо.

Восприятие в психологии — это не то, что мы можем измерить напрямую, а сложное явление. Возможно, мы никогда не узнаем наверняка ответы на эти вопросы. Однако по мере того, как мы развиваемся и узнаем больше о наших способностях и по мере того, как наука продолжает развиваться, мы приближаемся к гораздо более глубокому уровню понимания.

Ссылки

Гибсон, J. J. (1966). Чувства рассматриваются как системы восприятия. Оксфорд, Англия: Хафтон Миффлин

Грегори, Р., Л. (1997) Знание в восприятии и иллюзии, Фил.Сделка R. Soc. Лонд. B (1997) 352, 1121–1128

Грегори, Р. Л. (1980) Восприятия как гипотезы. Фил. Сделка R. Soc. Лонд. B 290, 181 — 197

Marr, D. & Vision, A. (1982) Вычислительное исследование представления и обработки визуальной информации человеком. WH Сан-Франциско: Фримен и компания

,

Визуализация данных для восприятия человеком

Визуализация данных — это графическое отображение абстрактной информации для двух целей: осмысления (также называемого анализом данных) и коммуникации. Важные истории живут в наших данных, и визуализация данных является мощным средством обнаружить и понять эти истории, а затем представить их другим. Информация абстрактна тем, что описывает вещи, которые не являются физическими. Статистическая информация является абстрактной.Будь то продажи, случаи заболеваний, спортивные результаты или что-то еще, даже если это не относится к физическому миру, мы все равно можем отображать это визуально, но для этого мы должны найти способ придать форму тому, что не имеет ни одного Этот перевод аннотации в физические атрибуты зрения (длина, положение, размер, форма и цвет и т. Д.) Может быть успешным только в том случае, если мы немного разберемся в визуальном восприятии и познании. Другими словами, для эффективной визуализации данных мы должны следовать принципам проектирования, которые вытекают из понимания человеческого восприятия.

Как говорится, «картинка стоит тысячи слов» — часто больше — но только тогда, когда история лучше рассказана графически, а не в устной форме, и картинка хорошо разработана. Вы могли бы смотреть на таблицу чисел весь день и никогда не видеть то, что сразу станет очевидным, если посмотреть на хорошее изображение тех же чисел. Позвольте мне проиллюстрировать. Вот простая таблица данных о продажах — годовая стоимость — разделенная на два региона:

Автор / правообладатель: неизвестно (в ожидании расследования).Условия авторского права и лицензия: неизвестно (в ожидании расследования). См. Раздел «Исключения» в условиях авторского права ниже.

Рисунок 35.1

Эта таблица чрезвычайно хорошо справляется с двумя задачами: она точно отражает эти значения продаж и предоставляет эффективные средства для поиска значений для конкретного региона и месяца. Но если мы ищем закономерности, тенденции или исключения среди этих значений, если мы хотим быстро понять историю, содержащуюся в этих числах, или нам нужно сравнивать целые наборы чисел, а не только два за раз, эта таблица выходит из строя.

Теперь рассмотрим следующую картинку с той же информацией в виде линейного графика:

Автор / правообладатель: неизвестно (в ожидании расследования). Условия авторского права и лицензия: неизвестно (в ожидании расследования). См. Раздел «Исключения» в условиях авторского права ниже.

Рисунок 35.2

В настоящее время мы видим несколько фактов:

• Продажи на внутреннем рынке были значительно и неизменно выше, чем на международном рынке.
• Продажи на внутреннем рынке в целом выросли за год.
• Международные продажи, напротив, оставались относительно неизменными, за одним явным исключением: в августе они резко сократились.
• Продажи на внутреннем рынке демонстрировали циклическую тенденцию — вверх, вверх, вниз — которая повторялась ежеквартально, всегда достигая максимума в последнем месяце квартала, а затем резко снижалась в первом месяце следующего.

То, что эти цифры не могли передать, когда они представлены в виде текста в таблице, которую наш мозг интерпретирует с помощью словесной обработки, становится видимым и понятным, когда сообщается визуально.Это сила «визуализации данных».

Хотя визуализация данных обычно показывает отношения между количественными значениями, она также может отображать отношения, которые не являются количественными по своей природе. Например, связи между людьми на сайте социальной сети, такой как Facebook, или между подозреваемыми террористами могут отображаться с использованием узла и визуализации ссылок. В следующем примере люди — это узлы, представленные в виде кругов, а их отношения — это ссылки, представленные в виде линий, которые их соединяют.

Автор / владелец авторских прав: предоставлено Jeffrey Heer и Danah Boyd с использованием Vizster. Условия авторского права и лицензия: CC-Att-ND (Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported).

Рисунок 35.3

Визуализации, которые показывают отношения между сущностями, такими как люди в приведенном выше примере, также могут быть обогащены добавлением количественной информации. Например, количество взаимодействий между двумя людьми может быть представлено толщиной линии, которая их соединяет.

35.1 Визуализация данных в историческом контексте

Люди размещают данные в таблицы (столбцы и строки) по крайней мере со 2-го века до н.э., но идея графического представления количественной информации возникла только в 17-м веке. За это новшество мы благодарим французского философа и математика Рене Декарта. Он разработал двумерную систему координат для отображения значений, состоящую из горизонтальной оси для одной переменной и вертикальной оси для другой, главным образом в качестве графического средства выполнения математических операций.Только в конце 18-го века мы начали использовать потенциал графики для передачи количественных данных, за что мы благодарим шотландца Уильяма Плейфайра. Playfair стала пионером многих графиков, которые обычно используются сегодня. Он был первым, кто использовал линию, перемещающуюся вверх и вниз по мере ее продвижения слева направо, чтобы показать, как значения менялись во времени, как в примере ниже. Он также изобрел гистограмму, и в один из выходных он изобрел круговую диаграмму, которая с тех пор оказалась сравнительно неэффективной, поскольку она кодирует значения в виде визуальных атрибутов (прежде всего площадь каждого среза, а также угол, который он формирует). в центре пирога), что мы не можем легко воспринимать и сравнивать.

Автор / владелец авторских прав: предоставлено William Playfair (1759-1823). Условия авторского права и лицензия: pd (Public Domain (информация, которая является общей собственностью и не содержит оригинального авторства)).

Рисунок 35.4 : Playfair включил этот график в свой Коммерческий и политический атлас (1786), чтобы выступить против политики Англии по финансированию колониальных войн за счет государственного долга.

Использование количественных графиков постепенно увеличивалось с годами, но их методы и эффективность развивались мало до второй половины 20-го века.Жак Бертин положил начало значительному прогрессу, достигнутому за последние полвека, благодаря публикации в 1967 году книги Semiologie graphique ( «Семиология графики» , Bertin 1967). Его работа была ключевой, потому что он обнаружил, что зрительное восприятие работает в соответствии с правилами, которым можно следовать, чтобы выразить информацию визуально способами, которые представляют ее интуитивно, четко, точно и эффективно.

Человек, который действительно познакомил нас с возможностями визуализации данных как средства для исследования и осмысления количественных данных, был профессор статистики из Принстона Джон Тьюки, который в 1977 году дал форму совершенно новому статистическому подходу, названному анализом поисковых данных ,

В 1983 году человек, работающий сегодня в этой области, чье имя узнаваемо выше всех остальных, Эдвард Туфте, опубликовал свою революционную книгу «Визуальное отображение количественной информации» . В нем он указал, что существуют эффективные способы визуального отображения данных, а также есть способы, которыми это делает большинство людей, которые работают не очень хорошо. Примерно в это же время работал над улучшением практики визуализации данных Уильям Кливленд, который расширил и усовершенствовал методы визуализации данных для статистиков.

Вскоре после этого в академическом мире появилась новая исследовательская специальность, которая была придумана как «визуализация информации». В своей книге 1999 года «Чтения в области визуализации информации: использование видения для мышления», выпущенной в 1999 году, Стюарт Кард, Джок Макинлай и Бен Шнейдерман собрали лучшую академическую работу, проделанную к тому времени, в единый том и сделали свои открытия доступными за пределами стен. научное сообщество (Card et al 1999).

С начала XXI века визуализация данных получила широкое распространение, слишком часто трагически неэффективно, поскольку достигла массы благодаря коммерческим программным продуктам.К счастью, среди множества продуктов, которые способствуют визуализации данных таким образом, что внешне привлекательная эстетика отличается от полезного и эффективного исследования данных, осмысления и общения, есть несколько серьезных претендентов на наше внимание, которые помогают нам реализовать свой потенциал на практике. и мощные способы.

Автор / правообладатель: неизвестно (в ожидании расследования). Условия авторского права и лицензия: неизвестно (в ожидании расследования). См. Раздел «Исключения» в условиях авторского права ниже.

Рисунок 35.5 : Этот дисплей, состоящий из нескольких представлений одного и того же набора данных, был создан с использованием Tableau Software, одного из немногих поставщиков программного обеспечения, которые в настоящее время понимают визуализацию данных.

Среди тех, кто внес свой вклад в наше понимание визуализации данных, Колин Уэр сделал все возможное, чтобы основывать свою практику на понимании человеческого восприятия. Две превосходные книги Уэйра — Информационная визуализация : Восприятие для дизайна (Ware, 2004) и Визуальное мышление для дизайна (Ware 2008) — собирают, систематизируют и объясняют то, что мы узнали из нескольких научных дисциплин о зрительном мышлении и познании, и применить эти знания для визуализации данных.

35.2 Картинки для глаз и разума

Визуализация данных успешна только в той степени, в которой она кодирует информацию таким образом, который могут различить наши глаза и мозг. Понимание этого — это больше наука, чем искусство, которого мы можем достичь, только изучая человеческое восприятие. Цель состоит в том, чтобы перевести абстрактную информацию в визуальные представления, которые можно легко, эффективно, точно и осмысленно декодировать. Рассмотрим случай, когда вам нужно помочь людям понять основные причины смерти в Америке, приведенные в следующей таблице:

Автор / владелец авторских прав: неизвестен (в ожидании расследования).Условия авторского права и лицензия: неизвестно (в ожидании расследования). См. Раздел «Исключения» в условиях авторского права ниже.

Рисунок 35.6

Для достижения этой цели на дисплее должно быть достигнуто следующее:

• Четко показывает, как значения связаны друг с другом, что в данном случае является отношением части к целому — количество смертей на причину, если их суммировать, равно всем смертям в течение года.
• Представляет количества точно.
• Позволяет легко сравнивать количества.
• Позволяет легко увидеть ранжированный порядок ценностей, например, от главной причины смерти до минимума.
• Становится очевидным, как люди должны использовать информацию — что они должны использовать для достижения этой цели — и призывает их сделать это.

Традиционный способ графического отображения этой информации — круговая диаграмма, показанная ниже.

Автор / правообладатель: неизвестно (в ожидании расследования).Условия авторского права и лицензия: неизвестно (в ожидании расследования). См. Раздел «Исключения» в условиях авторского права ниже.

Рисунок 35.7

Насколько хорошо эта круговая диаграмма удовлетворяет нашим критериям эффективности? Давайте рассмотрим каждое из требований.

• Четко указывает на характер отношений? Да. Основная сила круговой диаграммы заключается в том, что она четко указывает на отношение частей к целому между значениями.
• Представляет количество точно? № Круговые диаграммы кодируют значения избыточно с помощью трех визуальных атрибутов: площадь каждого среза, угол, образованный каждым срезом в центре круговой диаграммы, и длина каждого среза по периметру круговой диаграммы. Даже если площадь, угол и периметр каждого среза рассчитаны должным образом, не получается, что мы не можем точно воспринимать любой из этих атрибутов. Зрительное восприятие у людей не развивалось, чтобы поддерживать точное декодирование областей, углов или расстояния вдоль кривой.
• Облегчает сравнение величин? № Поскольку мы не можем точно воспринимать значения, мы также не можем сравнивать их легко или точно. Кроме того, в этой конкретной круговой диаграмме, поскольку легенда использовалась для маркировки срезов, мы вынуждены снова и снова искать значение срезов, которые мы хотим сравнить, находя правильный цвет, который часто трудно различить. Тот факт, что эта круговая диаграмма была визуализирована в 3-D, также усложняет простой процесс сравнения, поскольку перспектива искажает относительный размер и форму срезов, в результате чего срезы снизу кажутся больше и заметнее, чем срезы аналогичного размера на верху. ,
• Позволяет легко увидеть ранжированный порядок значений? № Даже если срезы отображаются в ранжированном порядке от самого высокого значения (сердечно-сосудистые заболевания) вверху и продолжаются по часовой стрелке до наименьшего, исключая последний срез «Все другие причины», это ранжирование не очевидно, потому что это сложно сравнить ломтики. Например, красный срез рака кажется больше, чем синий срез болезни сердца из-за трехмерного эффекта, который придал ему больший визуальный вес. Такие эффекты, как трехмерная визуализация этой круговой диаграммы, иногда используются для преднамеренного введения в заблуждение.
• Становится очевидным, как люди должны использовать информацию? Частично. Хотя круговая диаграмма успешно побуждает людей сравнивать срезы, чтобы понять относительный вклад каждой части в целое, она не может эффективно поддерживать эту операцию.

Учитывая то, как эта круговая диаграмма не соответствует человеческому восприятию, давайте рассмотрим альтернативную форму отображения. Следующая гистограмма отображает тот же набор значений, но таким образом, чтобы его было легче воспринимать.

Автор / правообладатель: неизвестно (в ожидании расследования). Условия авторского права и лицензия: неизвестно (в ожидании расследования). См. Раздел «Исключения» в условиях авторского права ниже.

Рисунок 35.8

Давайте рассмотрим эффективность этой гистограммы, используя те же критерии, что и раньше.

• Четко указывает на характер отношений? Да. Сама по себе гистограмма не декларирует частичную природу отношения между этими значениями, потому что, в отличие от круговых диаграмм, гистограммы могут также использоваться для отображения других отношений.Эта конкретная гистограмма, однако, включает в себя компоненты, которые проясняют природу отношений, включая заголовок («Всего смертей …») и особенно столбец значений, которые составляют до 100%.
• Представляет количество точно? Да. Горизонтальное положение, в котором заканчивается каждый столбец, и длина по отношению к количественной шкале вдоль оси x, которые кодируют эти значения таким образом, который может быть точно воспринят. В отличие от областей, углов и длин изогнутых линий, которые не имеют общей базовой линии, двумерные позиции и длины прямых линейных объектов, таких как эти полосы, которые имеют общую базовую линию и проходят параллельно друг другу, являются визуальными атрибутами. что мы можем воспринимать с высокой степенью точности.
• Облегчает сравнение величин? Да. Поскольку мы можем точно воспринимать эти значения при кодировании в виде столбцов, их также довольно легко сравнивать. Обратите внимание, как легко увидеть различия в длинах этих полос, которые не могли быть легко видны при сравнении кусочков пирога. Также обратите внимание, что когда каждый столбец имеет один и тот же цвет, в отличие от кусочков пирога, которые различались по цвету, нашим глазам рекомендуется сравнивать столбцы из-за этого сходства. И поскольку столбцы помечены непосредственно именами причин смерти, мы больше не должны выполнять работу, которую требует легенда при сравнении значений.
• Позволяет легко увидеть ранжированный порядок значений? Да. Поскольку различия в длинах стержня легко воспринимаются, тот факт, что они ранжируются от наивысшего к низшему, за исключением последнего столбца «Все другие причины», очевиден. Расположив столбцы в ранжированном порядке, мы также значительно упростили сравнение, разместив на графике те причины смерти, которые наиболее близки по значению друг к другу.
• Становится очевидным, как люди должны использовать информацию? Да. Тот факт, что эти столбцы следует сравнивать для понимания различной степени, в которой эти причины смерти способствуют общей смертности, является интуитивно очевидным.

Точка сравнения эффективности восприятия круговой диаграммы и гистограммы состояла не в том, чтобы сделать случай против круговых диаграмм (хотя этот случай заслуживает того, чтобы быть сделанным), но чтобы показать, как мы должны всегда оценивать достоинства визуализации по степень, в которой мы можем легко, эффективно, точно и осмысленно воспринимать историю, которую должна рассказать информация .Чтобы сделать это, мы должны понимать сильные и слабые стороны восприятия различных графических средств для отображения конкретных историй. Чтобы сделать это, мы должны понимать восприятие.

35.3 Визуализация данных и восприятие человеком

Визуализация данных эффективна, потому что она сдвигает баланс между восприятием и познанием, чтобы в полной мере использовать возможности мозга. Видение (то есть зрительное восприятие), которым управляет зрительная кора, расположенная в задней части мозга, является чрезвычайно быстрым и эффективным.Мы видим сразу, без особых усилий. Мышление (то есть познание), которое обрабатывается главным образом корой головного мозга в передней части мозга, гораздо медленнее и менее эффективно. Традиционные методы осмысления и представления данных требуют осознанного мышления почти для всей работы. Визуализация данных смещает баланс в сторону более широкого использования зрительного восприятия, используя, по возможности, наши мощные глаза.

Автор / правообладатель: неизвестно (в ожидании расследования).Условия авторского права и лицензия: неизвестно (в ожидании расследования). См. Раздел «Исключения» в условиях авторского права ниже.

Рисунок 35.9

Один из самых ранних вкладов в науку о восприятии был сделан Гештальт-школой психологии. Первоначальная цель этих усилий, когда они начались в 1912 году, состояла в том, чтобы раскрыть, как мы воспринимаем структуру, форму и организацию в том, что мы видим. Основатели отметили, что мы организовываем то, что видим, особым образом, чтобы понять это.Результатом этих усилий стала серия гештальт-принципов восприятия, которые до сих пор уважаются как точные описания визуального поведения. Вот несколько принципов, которые могут послужить основой для наших усилий по визуализации данных:

Новое понимание визуального восприятия и познания возникает в результате работы в различных дисциплинах, помимо визуализации информации, такой как человеческий фактор и взаимодействие человека с компьютером, но ни один не является более инновационным, чем те, которые возникают из когнитивных наук. особенно когнитивная психология.Сегодня, благодаря новым и улучшенным технологиям и методологиям исследования мозга, возможностей для повышения эффективности восприятия визуализации данных предостаточно. Особенно полезны две области изучения:

,

,
• , предварительная обработка визуальной информации,

,

• , механизмы и ограничения внимания и памяти.

,

,

. Одной из сильных сторон визуализации данных является наша способность обрабатывать визуальную информацию гораздо быстрее, чем устная информация.Пентентативная визуальная обработка — это та часть, которая автоматически происходит в мозгу до осознания. Он состоит из нескольких этапов, каждый из которых обрабатывается специализированными нейронами, которые настроены на обнаружение определенных атрибутов визуальной информации, содержащейся в свете, который отражается от поверхностей объектов в мире, которые затем сшиваются вместе в картину в нашем воображении. объект. Мы можем использовать эти основные атрибуты, такие как различия в длине, размере, оттенке, интенсивности цвета, угле, текстуре, форме и т. Д., В качестве строительных блоков визуализации данных.Когда мы делаем это осознанно, у нас есть возможность перенести большую часть работы, которая необходима для декодирования содержимого визуального дисплея, такого как график, с медленных сознательных, энергоемких частей мозга на более быстрые части мозга, которые требуют меньше энергии, что приводит к более эффективному познанию.

Исследования внимания и памяти раскрывают нашу удивительно ограниченную способность одновременно удерживать несколько предметов в сознании. Это признание заставляет нас увеличивать внимание и память, полагаясь на внешние формы хранения информации.Одним из наиболее эффективных способов сделать это является визуальное кодирование информации, что позволяет объединить больше информации в ограниченные слоты, доступные в рабочей памяти. Другой метод состоит в том, чтобы размещать несколько видов информации перед нашими глазами одновременно, расширяя тем самым нашу способность исследовать данные многомерно и с разных точек зрения, чтобы проводить сравнения и видеть связи до такой степени, которая была бы невозможна, если бы нам пришлось использовать эти представления. по одному из-за ограничений рабочей памяти.Правильные методы и технологии визуализации данных, при правильном использовании, могут расширить наше мышление в новых сферах аналитического осмысления, и мы все еще только начинаем использовать этот потенциал.

35.4 Направления будущего

В области визуализации данных, как и в других областях, больше всего нужно не всегда то, что является самым захватывающим, или даже то, что является особенно инновационным. Иногда нам просто нужно облегчить выполнение тех вещей, которые работают. Одним из примеров этого является попытка нескольких поставщиков программного обеспечения внедрить передовые методы визуализации данных прямо в инструменты, например, в виде значений по умолчанию, что делает процесс выполнения работ более простым и менее трудоемким, а также более трудным и более дорогостоящим. делать то, что неПомимо этих простых, простых, но часто упускаемых из виду улучшений, некоторые другие области предлагают потенциал для обогащения, например:

• Интеграция геопространственных и сетевых дисплеев (таких как диаграммы узлов и каналов) с другими формами отображения для бесшовного взаимодействия и одновременного использования.
• Технологическая поддержка для совместного осмысления данных для объединения дополнительных преимуществ множества мозгов.
• Применение визуализации данных, выходящей за рамки описательной статистики, в области прогнозной аналитики, например, с использованием интерактивных прогнозирующих визуальных моделей,
• Более тесная интеграция алгоритмов интеллектуального анализа данных для поиска значимых шаблонов с визуализацией данных для обеспечения лучшего способа просмотра и исследовать эти модели.
• Улучшенные устройства человеко-машинного интерфейса для более быстрого и плавного взаимодействия с визуализацией данных.

Все они в определенной степени преследуются, но их можно было бы использовать быстрее, если бы больше исследователей сосредоточилось на решении реальных проблем, с которыми мы сталкиваемся в современном мире.

35,5 Где узнать больше

В нескольких университетах разработаны программы для выпускников, посвященные изучению и совершенствованию визуализации данных.Университет штата Мэриленд, Стэнфорд, Университет Северной Каролины, Университет Калифорнии, Беркли и Технологии Джорджии являются одними из лучших. Хотя несколько периодических изданий в более широких областях компьютерной графики и взаимодействия человека с компьютером включают статьи о визуализации данных, только одно научное издание посвящено этой теме: информационный журнал визуализации, , публикуемый ежеквартально издательством Palgrave Macmillan. Несколько небольших публикаций посвящены тому, чтобы сделать визуализацию данных практичной и доступной для более широкой аудитории, например, информационный бюллетень Visual Business Intelligence . Конференции, посвященные этой области, также немногочисленны. Самая старая из них, IEEE VisWeek , которая включает в себя субконференции InfoVis и VAST (Visual Analytics Science and Technology), которые полностью посвящены визуализации данных, остается самой крупной и, возможно, лучшей из конференций, но также появляется значительная работа в этой области. на других конференциях более широкой перспективы, таких как CHI (взаимодействие человека с компьютером) и SIGGRAPH.

35.5.0.1 CHI — человеческий фактор в вычислительных системах

20112010200920082007200620052004200320022001200019991998199719961995199419931992199119919881987198619851983198

35.5.0.2 SIGGRAPH — Международная конференция по компьютерной графике и интерактивной техники

200220012000199919981997199619951994199319921991199198819871986198519841983198219811980197919781977197619751974

35.5.0.3 InfoVis — IEEE симпозиум по визуализации информации

2005200420032002200120001999199819971995

Освежающие исключений, в том числе Tableau Software и TIBCO Spotfire, как спин-офф академической работы, SAS JMP, которые возникли из-за глубокого понимания статистики и нескольких других относительно небольших поставщиков, постепенно привлекают внимание, которого они заслуживают от крупных компаний-разработчиков программного обеспечения — особенно поставщиков бизнес-аналитики — которые доминируют на рынке.Помимо поставщиков продуктов, несколько исследовательских лабораторий и консалтинговых компаний также вносят свой вклад в разработку и применение в этой области, в том числе Microsoft Research, Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория, Flowing Media, Oculus Info и Perceptual Edge.

Было написано несколько хороших книг о визуализации данных. Следующее, в хронологическом порядке, особенно полезно для исследования поля и в качестве источника базовой инструкции:

Многие блоги и онлайновые дискуссионные форумы имеют визуализацию данных — некоторые из них продуманно, основаны на опыте, а некоторые с мелочностью, часто встречающейся в Интернете.Вот некоторые из лучших:

35.6 Ссылки

Кард, Стюарт К., Макинлай, Джок Д. и Шнейдерман, Бен (ред.) (1999): Чтения в визуализации информации: использование зрения для мышления. Academic Press

Cleveland, William S. (1994): Элементы графического отображения данных. Хобарт Пресс

Мало, Стивен (2009): Теперь вы видите это: Простые методы визуализации для количественного анализа. Analytics Press

Few, Stephen (2004): Покажите мне цифры: создание таблиц и графиков для просвещения. Analytics Press

Harris, Robert L. (2000): Информационная графика: полный иллюстрированный справочник. Oxford University Press, США

Tufte, Edward R. (1983): Визуальное отображение количественной информации. Cheshire, CT, Graphics Press

Ware, Colin (2008): Визуальное мышление: для дизайна. Морган Кауфманн

,

Как восприятие влияет на наше мышление?

Определение восприятия

Энциклопедия Encarta World определяет восприятие как «процесс использования чувств для получения информации об окружающей среде или ситуации». Другими словами, восприятие включает в себя получение информации, используя все человеческие чувства (то есть зрение, обоняние, осязание, слух, вкус и т. Д.). Для некоторых людей другие чувства включают духовные, эмоциональные и инстинктивные (ака 6-е чувство) чувства.

Восприятие также определяется как «результат процесса восприятия.«Это информация, полученная путем интерпретации чувств.

Другое определение гласит, что восприятие — это« отношение или понимание, основанное на том, что наблюдается или мыслится »(т. Е. Впечатление).

Влияние восприятия на человеческое мышление и поведение

Восприятие, как продукта или процесса, не может быть отделено от человека. Чувство человека влияет на его мышление и поведение. Информация, которую любой человек получил от интерпретации своих чувств, приводит к двум вещам.Это может изменить то, как он или она обычно думает об определенном предмете, эффект, известный как изменение парадигмы. Или это может укрепить текущее отношение или склад ума, что приведет к существующему положению вещей.

Однако этот процесс также может быть выполнен в обратном порядке. Нынешний образ мышления людей иногда влияет на то, как они видят и развлекают новую информацию. Скептицизм, как правило, является первоначальным подходом к проникновению в сознание чужих идей. Мировоззрение человека или его нынешнее восприятие вещей или идей может отфильтровать новые способы восприятия вещей так, чтобы оно соответствовало восприятию, которое их разум желает сохранить.

Факторы, которые влияют на восприятие

Есть три основных фактора, которые влияют на то, как наше восприятие (современный образ мышления) влияет на наше поведение. Мы можем видеть это как универсальный, социальный или культурный, и личный.

1. Логика . Логические рассуждения либо отфильтровывают, либо принимают новые способы мышления. Например, если кто-то учит 1 + 1 = 5, логичный человек, скорее всего, автоматически откажется от такого мышления. Математика опирается на универсальные принципы логики.Универсальные принципы логики не могут быть нарушены. Логика — это мощный принцип, который влияет на восприятие на наше поведение.
2. значения. Человеческие ценности могут также фильтровать или приспосабливать новые представления независимо от того, насколько логична новая информация. Ценности или этика — это консолидированные моральные принципы, разделяемые людьми, которых обычно объединяют религиозные, социально-экономические, академические или политические взгляды. Например, религиозные люди, которые ценят свою веру и убеждения больше, чем любые другие вещи, могут отвергать новые способы мышления, особенно если они нарушают их давние взгляды.То же самое и с людьми, отличающимися политическими взглядами.
3. Личный опыт. Иногда личный опыт влияет на то, как человек приобретает новые способы мышления. Личный кризис может кардинально изменить то, как человек видит и обрабатывает вещи и события. Например, человек с глубокой психологической травмой или даже фобией может не принять или обработать новые способы мышления и информацию.

Восприятие и СМИ

Средства массовой информации являются важным переносчиком новой информации.Это способствует значительному участию в распространении новых идей и восприятии практически всего. Поскольку восприятие влияет на мышление, ценности и убеждения людей, они сталкиваются с различными восприятиями через средства массовой информации почти каждый день. Люди могут либо разместить эту новую информацию, засыпанную ими, либо отфильтровать ее.

Появление социальных сетей еще больше усилило распространение различных идей и представлений. Благодаря новым способам общения обычные люди теперь могут делиться и реагировать на восприятие других людей.С положительной стороны, это развитие приводит к пониманию различных ценностей и установлению общих оснований для совместной работы людей на общее благо. Что касается недостатков, это может привести к тому, что отдельные лица или группы будут корыстно распространять пропаганду и обман.

Восприятие и личный кризис

Восприятие играет большую роль в личном кризисе. Когда наступает кризис, его реакция во многом зависит от того, как он или она воспринимает проблему. Вот почему люди в области консультирования пытаются обсудить это с людьми в кризисе, чтобы бросить вызов их восприятию проблемы.Люди с негативным восприятием, как правило, негативно реагируют на ситуацию, в которой они находятся. Точно так же люди с позитивным восприятием действуют соответственно. Изменение негативного восприятия на более позитивное играет значительную роль в изменении поведения человека во время кризиса.

,