Ответ: Хорошо известный, но плохо изученный
Прекрасной иллюстрацией работы механизма сканирования зрения является осязание. Завяжите человеку глаза и положите перед ним на стол различные предметы: вы увидите, как широкими саккадами рука будет переходить от одного предмета к другому, попадая в первую очередь на самые высокие, и как небольшими саккадами будет задерживаться на предметах, изучая их детали.
Аналогия представляется грубоватой, если вообще уместной. Дело в том, что принципиальным отличием зрения от осязания является наличие у последнего непосредственного контакта с объектом. Тогда как зрение получает информацию о предметах внешнего мира
на расстоянии, т.е. без прямого контакта.
Зрение задействует посредника, модулирующего биологически значимую информацию -- электромагнитное излучение, отраженное от объектов. Следовательно, условия восприятия, в том числе, диктует этот посредник. А у него свои "тараканы".
Основных "тараканов", на мой взгляд, два: это деление по пространственным частотам и временной домен.
Деление по частотам коррелирует с "информоемкостью" сигнала: чем ниже его пространственная частота, тем меньше информации, тем меньше задействуется "вычислительных" ресурсов воспринимающей системы, то есть системы зрительной.
Однако задача зрительной системы не только в том, чтобы воспринимать, но воспринимать быстро. То есть, речь идет о втором факторе -- временнОм. И здесь мы натыкаемся на проблему пропускной способности проводящих путей -- информационных шлейфов, каналов, идущих от сетчатки в кору.
Чтобы не повторяться, процитирую сам себя из
из статьи, посвященной визуальному объему изображений:
«Тысячи лет эволюции отшлифовали зрение позвоночных до такой степени, что зрительные системы, в том числе зрительная система человека, обладают максимальной эффективностью при максимальной экономичности. Экономия достигается за счет всего, чего только можно, начиная с механического строения (анатомия), клеточной организации тканей (гистология) и заканчивая функционалом — физиологией, в частности, нейрофизиологией.
Анатомо-гистологический компонент экономии ресурсов в зрительной системе человека построен на том, что лишь в самой середине сетчатки глаза имеется участок (т.н. центральная ямка — fovea), в котором колбочки упакованы очень и очень плотно, что и позволяет адекватно воспринимать стимуляцию на высоких пространственных частотах (рис. 35). Мы говорим при этом, что по центральной ямке острота нашего зрения максимальна (Wandell, 1995; Schwartz, 2009).
Физиологический компонент экономии таков, что при зрительном акте из сцены извлекается только актуальная на данный момент высокочастотная информация, то есть далеко не вся, заключенная в этой сцене. Достигается сие за счет непрерывных глазных движений — саккад, как бы «ощупывающих» поле зрения: пятно высокого разрешения прыгает и мечется от объекта к объекту, поставляя данные фрагментарно. При этом в сознании, разумеется, картина высоких частот сливается в единый, не разделенный во времени паттерн.
Любопытно и то, что и эта сугубо выборочная информация подвергается затем дискретизации, фактически — оцифровке: плавный первичный сигнал колбочек моментально этими же колбочками преобразуется в импульсный сигнал постоянной амплитуды, но переменной частоты (т.е. подвергается частотному кодированию), затем вспомогательными клетками сетчатки из трехканального преобразуется в яркостно-контрастный (и два хроматических), после чего подвергается дальнейшей компрессии (кстати, удивительно схожей с JPEG-компрессией и с тем, что происходит при экономии полосы пропускания в телевизионных системах). В таком сверхусеченном и дискретном виде данные идут в зрительную кору головного мозга.
Отметим, что если бы зрение работало по принципу кремниевой матрицы фотоаппарата, то есть, если бы паковка фоторецепторов по всей сетчатке была плотной и равномерной, а глазное яблоко — неподвижным, то высокочастотная информация по нервным путям продвигалась бы в разы (если не в десятки раз) медленнее. Со всеми вытекающими отсюда катастрофическими для биологического вида последствиями. (Palmer, 1999; Wandell, 1995).»
Размышляя о зрении на основе прочитанного/переведенного, прихожу к выводу, что саккады -- это
вынужденная мера, обеспечивающая именно высокую скорость восприятия высокочастотной информации.
Высокочастотная информация биологически значима, но значима также инфомация, проходящая по средним и низким частотам. И здесь необходимость в саккадах прогрессивно падает.
Проще говоря, ежели мы хотя бы в самых общих чертах познакомимся с теорией передачи сигналов (у меня как у гуманитария ума хватает только на самое общее знакомство), то поймем, что зрение подстраивается под особенности информационной передачи анатомически, гистологически и физиологически. Достигая за счет этого максимума экономии. То есть, идеально (или почти идеально) отвечает оккамову и прягнанцеву критериям.