Category Archives: Нейроэстетика

Смотрим на фотографии. Часть 1

работа известного фотографа Вермера Бокельберга Продолжаю разгребать фотографии и картины, использованных в ай-трекинговых исследованиях за последнее время. В начале статьи – работа известного фотографа Вермера Бокельберга (Wermer Bokelberg), снятая в 1968 году.
А ниже – результат ай-трекингового исследования, тепловые карты по результатам просмотра 15 людьми (10 мужчин, 5 женщин). Фото показывалось в течение 5 секунд, свободный просмотр. Карты отличаются немного из-за примененных фильтров.

работа фотографа Вермера Бокельберга, тепловая картаМожет ли такая карта движений глаз показать нечто, что объяснит, почему эта фотография так хороша (если она хороша)?
Допустим, женская попа – физиологически привлекательный для взгляда объект, который, как магнит, притягивает взор, и она, к тому же, оказывается в центре композиции. Казалось бы, очевидно, что люди будут смотреть именно туда, куда они смотрели, но это известная ошибка мышления, когда мы прекрасно объясняем ситуацию после того, как все случилось.

Центральный объект вообще всегда притягивает внимание. Мы это видели на примере в статьях Какая попа лучше и Взгляд в центр.
Обратим внимание на карту саккад, быстрых движений глаз, отфильтрованную, чтобы показать суть. Это, что называется, весьма хороший паттерн просмотра – все внимание привлечено на главный объект, ничего лишнего. Может быть, это ответ – простота просмотра и понимания?

саккады просмотра фотографии
Но обратимся к более простому примеру, из другого исследования, 15 человек (все женщины), также 5 секунд свободного просмотра:

лист конопли, тепловая картаВообще красота, прекрасное творение природы, симметрия, простота и сложность одновременно, наполненность символизмом, даже у людей, никогда не имевших интимной близости с растением.
Карта саккад тоже показывает гармонию:

саккады на листе коноплиА тут вообще инфернальная красота — применение разных фильтров:

красота природыкрасота простого листочкаИтак, что мы из этого можем извлечь: вероятно, одиночные объекты в центре композиции будут восприниматься предсказуемо. Это стоит проверить еще с несколькими объектами, в дальнейших исследованиях. Ни паттерн просмотра, ни тепловая карта, впрочем, не скажут о эстетических свойствах объекта и работы, на которой объект запечатлен. Надо менять дизайн исследования и уходить глубже в статистику, то есть подсчитывать различия в фиксациях, длине саккад и тому подобному.

Все материалы по теме изучения искусства с помощью ай-трекинга в этом блоге здесь.


Загадка NN

фотография Ильи Питалева: Торжественное собрание участников Народной армии КНДР на стадионе имени Ким Ир Сена в честь 100-летия со дня рождения Ким Ир Сена, в Пхеньяне, в апреле 2012 годаВыше – фотография Ильи Питалева: Торжественное собрание участников Народной армии КНДР на стадионе имени Ким Ир Сена в честь 100-летия со дня рождения Ким Ир Сена, в Пхеньяне, в апреле 2012 года. Фотография вошла в шортлист 2013 Sony World Photography Awards. Действительно запоминающаяся, драматичная работа. По клику открывается в полный размер.

Фотография была показана на прошлой неделе 20 участниками исследования, (17 женщин, 3 мужчин), средний возраст 30 лет, на 24 дюймовом мониторе, в хорошем разрешении, в свободном просмотре в течение 5 секунд. Показ был осуществлен в рамках продолжающегося исследования картин и фотографий Как мы смотрим на картины. Эта фотография привлекла внимание своей необычностью — например, отсутствием центрального персонажа, и двумя разными по цветам массивами людей.

Есть идеи, что привлечет ваше (и 20 людей) внимание больше всего, прежде чем вы продолжите читать дальше? Хороший шанс проверить свою интуицию, между прочим :)

Лица людей – реальное пиршество для глаз социального животного, человека. Тут их много, и есть куда посмотреть. Логично было бы предположить массивное сравнивание двух когорт людей – военных и гражданских. Логично было бы увидеть и однородное мимолетное разглядывание большинства лиц.

Посмотрим на тепловую карту. Тепловая карта внимания представляет из себя пространственное распределение фиксаций взглядов. Алгоритм рассчитывает гауссово распределение всех фиксаций в соответствии с их длительностью, значением и нормализует амплитуду. Затем эти расчеты применяют ландшафт распределения к визуальному образцу, используя градиенты цвета. Строго говоря, такая карта показывает куда смотрели респонденты, но не объясняет, почему они туда смотрели. Карты представляют визуальное, простое, и интуитивное представление большого объема данных и важны для первоначального осмотра результатов, и определить основные регионы интереса.
Ниже несколько видов тепловых карт:
тепловая карта вниманиятепловая карта внимания, черно-белаятепловая карта с контрастомПочему молодая женщина с зеленым бантом в традиционной праздничной одежде (чосон-от, если не ошибаюсь) привлекла так много внимания?

Фиксации(желтые точки) и саккады, быстрые движения глаз от одного объекта к другому (желтые линии):
фиксации и саккады рассматривания фотографииЧисло фиксаций взглядов:
число фиксаций взглядов

Как видите, в среднем каждый участник смотрел на девушку два раза.

Да кто ж она такая и почему все её увидели и разглядывали?!
загадочная женщинаМожет быть её лицо выглядит как-то необычно или это уже придумывание причин, и мне это кажется?

Кстати, как быстро вы найдете вы женщину в тёмно-синей одежде? Это еще раз напоминает о том, что если вы женщина и хотите быть привлекательной (для глаза), одевайтесь ярче. Кроме того, быть на периферии снимка в буквальном смысле мешает быть в центре внимания!

Есть тенденция замечать известного или любимого человека в толпе очень быстро, особенно в ситуациях, когда мы ожидаем или хотим это увидеть. Но здесь явно не такая ситуация. Есть тенденция замечать необычное и была бы девушка голой или в костюме клоуна, вопросов  бы не было.

Мое мнение такое: сочетание яркого зеленого банта с розовым цветом платья, в окружении менее яркого фона, молодость, и близость к центру картинки сделали девушку самой привлекательной частью работы. Другая возможность: бант на груди девушки похож на голову кролика (!), а мы склонны замечать животных очень быстро (Когда последний раз вы видели пантеру?). Наконец, еще вариант – это просто артефакт.

Есть у кого-нибудь идеи объяснения или гипотезы, которые можно было бы проверить? Например, фотошопом поменять эту женщину на другую и посмотреть, как изменится просмотр, или что-то подобное? Изучение визуального искусства – дело трудоемкое, но увлекательное.

P.S. Я надеюсь, в Северной Корее мой блог не читают, но на всякий случай хотелось, чтобы женщину после этой статьи не только не расстреляли, а сделали бы ответственным работником индустрии моды этой суровой страны :)


Искусство глазами мышей

Мондриан. Композиция II в красном, синем и желтом, 1930 гЯпонский психолог Шигеру Ватанабе уже давно интересуется вопросом, как животные смотрят на картины и могут ли они отличать одну от другой.

Ранее, исследования показали, что обезьяны-капуцины, сурикаты и вороны предпочитают повторяющиеся симметрические паттерны. Яванские воробьи предпочитают кубизм импрессионизму. Голубей научили отличать картины Моне от картин Пикассо, Ван Гога от Шагала, и японскую живопись от импрессионизма. У птиц, как и у людей, зрительная система развита довольно хорошо. В недавнем исследовании Ватанабе взялся за мышей (Watanabe, 2013): считается, что у грызунов зрение используется в меньшей мере, чем у людей и птиц. Что покажут они?

Подобрав по 15 картин каждого художника:в одном эксперименте — Ренуара и Пикассо, в другом — Кандинского и Мондриана, психолог выработал условный рефлекс у разных мышей на каждую картину, использованную в эксперименте, с помощью морфия. То есть, мышь научили смотреть на Кандинского и получать за это морфий. Затем, уже в ходе эксперимента, ей показывали две картины — Кандинского и Мондриана, и ей предстояло отличить одного от другого. Еще сложнее: отличить одну картину Пикассо от другой.

Что выяснилось: мыши все же могут различать одного художника от другого, и его картины между собой (не особенно хорошо, но всё же). Вопрос — что позволяет им это делать? Мышь может отличать один визуальный стимул от другого, если между ними есть достаточная психофизическая разница. Мышь видит бессмысленные для нее визуальные паттерны, и если с картинами Ренуара ей полегче, то совсем трудно с картинами Пикассо, и уже совершенно невозможно у Мондриана и Кандинского.

Мне кажется, Ватанабе был слишком суров с мышками — он мог дать им что-то более вменяемое. В начале статьи картина Пита Мондриана Композиция II в красном, синем и желтом, 1930 г. Я использовал ее в прошлом году в пилотном эксперименте, и ниже вы видите тепловую карту фиксаций глаз 30 человек — слева оригинал, а справа — измененную, где красный с синим поменялись цветами.

сравнение оригинала с измененной картинойЕсть отличия в том, как люди смотрят на одну и другую, безусловно, но почему они образуются, надо разбираться. Люди, что уж говорить о мышах, не могли вспомнить отличия одной картины от другой, а некоторые уверяли меня, что эта картина была показана два раза. Впрочем, я не давал им наркотиков.

Watanabe, S. (2013). Preference for and discrimination of paintings by mice. PLoS ONE, 8(6), e65335. doi: 10.1371/journal.pone.0065335.


Нейроэстетика

Lisa Remers - Abstract SunsetКак вы думаете – картина в начале статьи написана человеком, или сгенерирована на компьютере? Как от ответа на первый вопрос изменится ваша эстетическая оценка картины, и представляет ли она из себя художественную ценность? В апрельском номере журнала Behavioral and Brain Sciences вышла большая статья о понимании и оценке искусства, с точки зрения нейронауки. Статья сопровождается комментариями 27 ученых. У меня только сейчас дошли руки пробежаться по статье, чтобы понять, в какие дебри мы сунулись с исследованием искусства, с помощью ай-трекера.

В этом вопросе, как впрочем, и во всех других, как минимум, два лагеря: одни говорят, что наши эстетические предпочтения имеют биологическую основу, и очень мало, а то и вовсе не зависят от других условий. Другие утверждают, что исторические, культурные и прочие факторы являются неотделимо важными. Истина лежит где-то посередине, но где эта середина, неизвестно.

Авторы статьи, норвежский и австралийский ученые (Bullot & Reber, 2013) выдвигают модель, объединяющую эти два подхода. Вкратце, модель рассматривает предмет искусства как артефакт, который оценивается тремя модулями оценки искусства. Контекстные знания – исторические и культурные необходимы для понимания искусства. Вот эта модель:
модель понимания искусства
Эта модель, конечно же, не совершенна, но породила дискуссию, которая даже более интересна. В статье поднимается и любопытный разговор об эстетизме подлинников, поделок и похожих картин. Эта тема пересекается с другой, поднятой еще Данто, о том, что как просто вещь может стать предметом искусства (Danto, 1981).

Кроме культурных, есть еще десятки биологических факторов: так, один из них, который определяет эстетическое предпочтение – легкость понимания смысла. Некоторые эксперименты показали, что картины, которые можно понять, но для этого требуется время, кажутся более осмысленными, в сравнении с картинами, на которые достаточно одного взгляда, чтобы понять. Когда понимание происходит, наш мозг чрезвычайно рад этому и присваивает более высокую эстетическую оценку.

пример абстрактного искусстваВ одном исследовании ученые показывали участникам эксперимента в камере томографа 200 абстрактных картин. Людям сказали, что половина картин из музея, а другая – сгенерированная на компьютере. В самом деле так и было, но ученые меняли «происхождение» картин, и люди видели в половине случаев не то, что было сказано. Музейная абстракция понравилась людям больше. (Kirk, et al., 2009). Одна из картин, использованных в исследовании – слева.

В начале статьи – Abstract Sunset художницы из Манчестера Лизы Ремерс (Lisa Remers).

Bullot, N. J., & Reber, R. (2013). The artful mind meets art history: Toward a psycho-historical framework for the science of art appreciation. Behavioral and Brain Sciences, 36(02), 123-137. doi: doi:10.1017/S0140525X12000489.

Danto, A. C. (1981). The transfiguration of the commonplace: A philosophy of art. London: Harvard University Press.

Kirk, U., Skov, M., Hulme, O., Christensen, M. S., & Zeki, S. (2009). Modulation of aesthetic value by semantic context: An fMRI study. NeuroImage, 44(3), 1125-1132. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroimage.2008.10.009.


Как мы смотрим на картины

исследования с помощью ай-трекераПосле нескольких пилотных экспериментов мы решили начать большое исследование картин, знаменитых и неизвестных, старинных и современных, разных стилей и жанров, с множеством гипотез.

Ниже – картина Диего Веласкеса Las Meninas. Одно из изображений – оригинал, другое – с изменением. Обе картины участвовали в пилотном исследовании в прошлом году, где показывались в течение 5 секунд, наряду с другими изображениями. Las Meninas была выбрана мной потому, что она участвовала в аналогичном эксперименте, показанном в фильме BBC What Makes a Masterpiece.

Диего Веласкес Las Meninas

Хотелось выяснить, будет и разница, и в чем именно она будет заключаться, в просмотре оригинала и модифицированной картины, в которой один важный элемент сцены был изменен. Вот что получилось после просмотра 30 людьми:

тепловая карта вниманияКак вы видите, есть различия, но предстоит еще внимательнее изучить, в чем именно они заключаются: картина не простая, сами понимаете.

Методология была доработана и первая часть исследований началась 24 мая, продлилась три дня, и уже есть любопытные результаты. Как всегда, появляются совершенно неожиданные находки, никак не связанные с главной темой. Так, например, по результатам просмотра, появилась идея и гипотеза, что атеисты и верующие смотрят на картину Иванова Явление Христа народу несколько по-разному. Во всяком случае, показалось, что атеисты уделяют гораздо меньше внимания этому персонажу, но поскольку целей изучить такое не ставилось, гипотеза осталась в подвешенном состоянии.

Начнем готовить следующую часть для тестирования, и если у кого-то есть идеи по поводу включения каких-то картин — пишите, места для прекрасного есть всегда!


Какая попа лучше — 2

Тепловая карта внимания, полученная методом ай-трекингаПервая часть здесь. В ней я обещал продолжить изучение фотографии с тремя девушками. Я перевернул фотографию по горизонтали, чтобы понять, будет ли разница в зрительном внимании.

Тепловая карта зрительного внимания, полученная методом ай-трекингаОчевидно, что девушка в центре привлекает больше внимания, в обоих случаях. Это известный эффект центральности взгляда (Взгляд в центр).

Суммарная длительность фиксаций и относительное соотношение переходов взглядовСуммарная длительность фиксаций и относительное соотношение переходов взглядов с одной зоны интереса к другойВверху – суммарная длительность фиксаций и процентное отношение переходов от одной области интереса к другой (во втором случае сумма больше из-за большего количества участников). В обоих случаях центральная девушка получает огромное, более чем в 2 раза, преимущество в длительности фиксаций. Это связано и с относительно большей площадью, занимаемой ею на фотографии, в сравнении с боковыми девушками.

Ниже – средняя длительность фиксаций:

Средняя длительность фиксаций в первом случаеСредняя длительность фиксаций во втором случаеКак видим, отношение между девушками в обоих случаях, в общем-то, одинаковое. Но мне непонятно, почему средняя продолжительность фиксаций во втором исследовании была существенно ниже, чем в первом. Длительность экспозиции фотографий была одинаковая, 5 секунд. В первом исследовании средний возраст участников был 32,2 года, во втором – 28,7. Соотношение мужчин и женщин было одинаковым. Снижение числа участников во втором исследовании до числа участников в первом не приводило к существенным изменениям в этом показателе. Использовался один и тот же ай-трекер. Вот только размер диагонали монитора и разрешение экрана было не одинаковым. Это одна из возможных причин. Другая предположительная гипотеза – поворот моделей в другую сторону может иметь эстетические последствия. На тепловых картах видно, как зоны интенсивного зрительного внимания следуют изгибам тел девушек.

Ниже: фотографии поделены на сектора, каждый с указанием среднего времени фиксации.

Длительность фиксаций в различных секторах фотографии grid-2

На картинке ниже: фотографии поделены на сектора, черным закрашены зоны, которые не получили ни одной фиксации. Фотография со второго исследования перевернута, для удобства просмотра.

Комбиированная схема, черным закрашены сектора, не получившие ни одной фиксации

Во втором случае люди видели больше центральной и верхней части фотографии, чем в первой.  Площадь покрытия взглядами в первом случае 42,6%, во втором – 64,7%. Люди больше видели за счет меньшего времени фиксации. О чем это говорит, и каким образом это может быть связано с изменением восприятия? Не задействован ли здесь какой-нибудь принцип, вроде того, что работает при просмотре диаграмм? (Лучшее понимание диаграмм). Там было показано, что диаграмма с хвостом вниз понимается лучше. Если вы обратили внимание, люди значительно дольше смотрят собственно не на попу (что есть попа?), а на область копчика, который был когда-то хвостом. Тогда, по аналогии, девушка с повернутой попой направо, дает нам легкость в просмотре: наши глаза двигаются слева вниз направо. Чем легче нам смотреть, тем легче понимать, и тем больше нам это нравится.

Таким образом, можно выдвинуть гипотезу, что нам чуть больше понравятся девушки справа на фотографиях внизу:

625 1 4 37 Нам, вероятно, бльше понравятся девушки справа 8


Взгляд в центр

бутылочки с энергетическим коктейлемЕще одно исследование, подтверждающее эффект центральности выбора, о котором я уже писал (Какая попа лучше?). Мы предпочитаем выбирать центральный объект во множестве ситуаций – и центральную кабинку в публичном туалете, и диспенсер с бумагой для вытирания рук там же, стул в ряду стульев, и многое другое. Происходит это в среднем в 71% случаях (Christenfeld, 1995)

В серии экспериментов с использованием ай-трекера (eye-tracker) ученые предлагали участникам сделать выбор, предлагая вниманию ряд товаров. А предлагались им вымышленные витамины, энергетические напитки и шоколадки. И продукт в центре получал больше фиксаций, они были дольше, и, соответственно, общая длительность фиксаций была больше. Люди, как правило, начинают смотреть в центр, и заканчивают взглядом туда же.

Так, например, в одном эксперименте было выставлено три выдуманных энергетических напитка (как на картинке в начале статьи), и ученые меняли их расположение (слева, в центре, справа) для 84-х участников эксперимента. И, вне зависимости от категории напитка (если вы заметите, они как бы для разных целей), и названия, люди чаще выбирали тот, что находился в центре. Нельзя сказать однако, что это центральный продукт был оценен более высоко, чем другие. Эти эксперименты смогли избавить результаты от большого количества мешающих факторов, потому что все товары были вымышленные, практически ничем не отличались  и были даны в изоляции от других объектов. Это, с другой стороны, упрощает действительность, потому что бренд мог привлечь внимание человека в то место, где он находится, даже если оно не центральное.

Очень любопытная находка выявилась: люди выбирали центрально расположенный объект по отношению к другим объектам, даже если он находился не в центре их визуального поля.

Ну, и главное — мы не отдаем себе в этом отчета, и многие наши решения были приняты благодяря этому эффекту, невзирая на то, что мы думали о товаре или другом объекте. Интересно, зная это теперь, сможете вы делать более сознательный выбор?

Atalay, A. S., H. Bodur, O., & Rasolofoarison, D. (2012). shining in the center: central gaze cascade effect on product choice. Journal of Consumer Research. http://www.jstor.org/stable/10.1086/665984.

Christenfeld, N. (1995). Choices from identical options. Psychological Science, 6: 50–55.