図と地（知覚）

図と地の組織化は、視覚を通して物体を認識するために不可欠な知覚的グループ化の一種です。ゲシュタルト心理学では、背景から図を識別することとして知られています。たとえば、印刷された紙の黒い文字は「図」として、白い紙は「背景」として認識されます。^{[ 1 ]}

ゲシュタルト理論は、20世紀にオーストリアとドイツで、連合主義学派と構造主義学派の原子論的指向に対する反動として創設されました。^{[ 2 ]} 1912年、マックス・ヴェルトハイマー、ヴォルフガング・ケーラー、クルト・コフカによってゲシュタルト学派が結成されました。「ゲシュタルト」という言葉はドイツ語で、英語では「パターン」または「構成」と訳されます。^{[ 3 ]}ゲシュタルトの概念は「全体論」とも呼ばれます。^{[ 4 ]} ゲシュタルト心理学者は、無味乾燥なアプローチと考えられていたものを人間化しようと試みました。ゲシュタルト心理学は、あらゆるものの全体は部分の総和よりも大きいことを確立します。20世紀にヴェルトハイマー、ケーラー、コフカによって探求された概念は、現代の知覚研究の基礎を築きました。^{[ 5 ]}

「ゲシュタルトの概念は、『動きやプロセスそのものだけでなく、プロセスの方向や分布も相互作用によって動的に決定される』というものである。感覚組織は、孤立した刺激や局所的な刺激に依存するのではなく、刺激の相対的な特性と動的な文脈に依存する。」^{[ 6 ]}

ヴェルトハイマーは全体論をゲシュタルト心理学の「基本公式」と表現し、「全体が存在し、その振る舞いは個々の要素の振る舞いによって決定されるのではなく、部分過程自体が全体の本質的な性質によって決定される」と述べた。^{[ 7 ]}

デンマークの心理学者エドガー・ルービンが記述したルービンの「花瓶の顔」の絵^{[ 8 ] [ 9 ]}は、図と地の組織化の重要な側面の1つであるエッジ割り当てと、それが形状知覚に及ぼす影響を例示しています。この「花瓶の顔」の絵では、知覚される形状は、黒と白の領域間の境界（エッジ）が割り当てられる方向に大きく依存します。黒と白の領域間のエッジが内側に割り当てられると、中央の白い領域は黒い背景の前に花瓶の形として認識されます。この場合、顔は認識されません。一方、エッジが外側に割り当てられると、2つの黒い横顔が白い背景に認識され、花瓶の形は認識されません。人間の視覚システムは、ルービンの花瓶の解釈のどちらかに落ち着き、それらを交互に切り替えます。これは、多安定知覚として知られる現象です。機能的脳画像によると、人々がルービンの画像を顔として認識するとき、側頭葉、特に顔選択領域に活動が見られます。^{[ 10 ] [ 11 ]}

もう一つの例は、「私の妻と私の義母」という錯視画です。この絵は、左右反転できることで有名です。「見る人の視点によって、頭を右に向けている若い女の子にも、大きな鼻と突き出た顎を持つ老女にも見える。」^{[ 12 ]}

カナダ国旗も図と地の反転の例として挙げられており、メープルリーフの背景の縁は、議論している2つの顔としても見ることができる。^{[ 13 ]}

図と地の知覚は他のすべての視覚的知覚能力に先行し、乳幼児期に最初に発達する能力の1つです。^{[ 14 ]}知覚組織の発達は、人間の乳児期に始まります。先天性か後天性かという点では、「明るさ」や「近接性」といった概念は出生直後から発達する可能性がありますが、「形態類似性」の認識は特定の経験によって活性化されるまで機能しない可能性があります。^{[ 15 ]}

生後3～4ヶ月の乳児は、形態の類似性の違いよりも明るさの違いに反応します。足場かけ（他のスキルの構築に基づいて時間をかけて新しいスキルを発達させること）が知覚的組織化の発達に関与していると考えられています。環境は図地知覚の発達に大きな役割を果たします。^{[ 16 ]}

図と地の認識の発達は、赤ちゃんが物体に焦点を合わせられるようになった日から始まります。最初に焦点を合わせ、理解するのは、養育者、両親、そして身近な物の顔です。赤ちゃんが成長するにつれて、周囲の物の中から自分が欲しい物を区別することを学びます。座ったり、這ったり、歩いたりすることは、発達の過程でこのスキルを伸ばす十分な機会となります。2歳から4歳の間は、子供に物をグループ分けしたり分類したりすることを教えることで、このスキルをさらに伸ばすことができます。^{[ 17 ]}

脳が視覚シーンにおいてどの物体が図形で、どの物体が背景の一部であるかを判断する知覚的決定は、確率的な性質を持つ多くの手がかりに基づいて行われる。例えば、大きさは図形と背景の区別に役立つ。小さい領域はしばしば（常にではないが）図形である。物体の形状は図形と背景の区別に役立つ。図形は凸状になる傾向があるためである。動きも役立つ。図形は静止した環境に対して動いている可能性がある。色も手がかりとなる。背景は、色が変化する可能性のある複数の前景図形の背後で、単一の色として続く傾向があるためである。エッジの割り当ても役立つ。エッジが図形に属している場合、それは形状を定義し、背景はその形状の背後に存在する。しかし、図形と背景を分離するエッジがどちらにも属さず、図形と背景の両方を等しく定義するため、両者を区別するのが難しい場合がある。^{[ 18 ]}

LOC（外側後頭皮質）は図地知覚に非常に重要である。この視覚皮質領域（紡錘状回外側に位置し、前方および腹側に広がっている）は、物体に対する反応において非物体に対する反応よりも一貫して強い活性化を示している。^{[ 19 ] [ 20 ]}

明らかに、図と地を区別するプロセス（図地分離と呼ばれることもある）は本質的に確率的であり、脳ができる最善のことは、関連するすべての手がかりを考慮して確率的な最善の推測を生成することである。この観点から、脳が図と地を区別する可能性のある確率的推論をシミュレートするために、ベイズ図地分離モデルが提案されている。^{[ 21 ] [ 22 ]}

主観的な要因も図と地の認識に影響を与える可能性があります。たとえば、鑑賞者が2つの領域のうち一方を図形として認識しようとする意図を持っている場合、2つの領域を客観的に分析する能力が変化する可能性があります。さらに、鑑賞者の視線が特定の領域に固定されている場合、鑑賞者は固定された領域を図形として認識する可能性が高くなります。主観的な要因は、エッジの特定の側に図形が見える確率を変える可能性がありますが、構図上の手がかりを圧倒する傾向はありません。^{[ 23 ]}

図と地の配置は、アーティストやデザイナーが2次元作品を構成する際に役立ちます。図と地の反転は、既存の画像の前景と背景の色を意図的に入れ替えて新しい画像を作成する、意図的な視覚デザイン技法として用いられることがあります。

図と地の知覚は、視覚的知覚から、旋律/和声、主題/背景、正/負の空間などの非視覚的概念まで拡張することができます。図と地の概念は、対象物自体ではなく、観察者に完全に依存します。^{[ 24 ]}

人々が遭遇する典型的な音響シナリオでは、聴覚的な図と地の信号は、時間的にも周波数的にも重なり合うことが多い。このような状況では、聴覚オブジェクトは、時間と周波数の両方にわたって音の成分を統合することによって確立される。^{[ 25 ]} 2011年の研究では、聴覚系には、このような周波数間および時間間の相関に敏感なメカニズムがあることが示唆されている。この研究の結果は、ボトムアップの刺激駆動型図地分解に関連する頭頂間溝（IPS）と上側頭溝の有意な活性化を示した。^{[ 26 ]}

混雑した部屋やパーティーでは、人は周囲の雑音（地面）をかき消しながら、特定の人物（図）との会話に集中することができます。これは「カクテルパーティー効果」とも呼ばれます。^{[ 27 ]}

聴覚における図地分離は自動的ではなく、注意を必要とし^{[ 28 ]}、視覚と聴覚で共有されるリソースを活用します^{[ 29 ] 。}

図と地の問題には、次の3種類があります。

1. 図と地が競い合っている。
2. 図は背景であり、背景は図であるべきだ。
3. 図と地が錯視を生み出す。^{[ 30 ]}

• 構成（視覚芸術）
• Ma（ネガティブスペース）
• ネガティブスペース
• ホワイトスペース（視覚芸術）

• Figure Groundは、図と地の錯視を利用したパズルゲームです。