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.
Первая посылка заключается в том, что освещение поверхности равномерно: что весь мир сделан из гипса. Когда поверхность окрашена неравномерно, эта посылка нарушается, и наш анализатор затенения может быть введен в заблуждение. Так и происходит. Наиболее очевидный пример – это картины и фотографии. Менее очевидный – это защитная окраска по принципу противотени у животных. Узор на шерсти многих животных в направлении от спины к животу образует постепенный переход от темного к светлому, который компенсирует трехмерность их формы, создаваемую освещением. Это делает животное зрительно плоским, благодаря чему анализатору в мозге хищника, делающему предположения о форме на основе затенения, становится сложнее его обнаружить. Еще один пример – макияж. Если макияжа на лице не так много, как у Тэмми Фэй Беккер, то краска, нанесенная на кожу, вполне может заставить наблюдателя думать, что плоть и кости под этой кожей имеют более идеальную форму. Темные румяна, нанесенные на крылья носа, создают впечатление, что они расположены под меньшим углом к источнику света, отчего нос кажется более тонким. Светлая пудра, нанесенная на верхнюю губу, работает прямо противоположным образом: получается впечатление, что свет падает на губу фронтально, как если бы она была более объемной, что создает столь желанный эффект пухлых губ.
Анализатору, определяющему форму по степени затенения, тоже не обойтись без дополнительных исходных посылок. Поверхности объектов в окружающем мире состоят из тысяч разных материалов, и свет отражается от их плоскостей, расположенных под разными углами, очень по-разному. Матовая поверхность наподобие мела или матовой бумаги отражает свет в соответствии с простым законом, и наш анализатор затенения часто исходит из предположения, что весь мир – матовый. Поверхности, на которых имеется блеск, налет, пушок, углубления, выпуклости, совсем иным, более необычным образом реагируют на освещение и потому могут ввести глаза в заблуждение
[263].
Широко известный пример – полная Луна. Она выглядит как плоский диск, хотя, конечно же, на самом деле представляет собой шар. Мы без проблем определяем форму всех остальных сфер – например, мячика для пинг-понга – по затенению, и любой хороший художник может сделать набросок шара карандашом. Проблема с Луной в том, что ее поверхность испещрена кратерами разных размеров; большинство из них слишком малы, чтобы их можно было различить с Земли, поэтому в сочетании они образуют поверхность, которая ведет себя совершенно не так, как матовая идеальная поверхность, которую принимает за данность наш анализатор затенения. Центр полной Луны обращен к наблюдателю фронтально, следовательно, он должен быть самой яркой ее точкой, однако и в центре есть маленькие углубления и трещинки, стенки которых обращены к наблюдателю, стоящему на Земле, ребром, в результате чего центральная часть Луны кажется темнее. Поверхности ближе к периметру Луны находятся на касательной прямой к линии взора и вроде бы должны казаться темнее, однако стенки расположенных здесь ущелий и кратеров повернуты к наблюдателю фронтально и отражают большое количество света, из-за чего периметр Луны выглядит светлее. Если мы возьмем диск Луны в целом, угол ее поверхности и угол, под которым расположены стенки кратеров, компенсируют друг друга; все участки лунной поверхности отражают одинаковое количество света, и глаз видит ее как диск
[264].
