Симметричный и асимметричный – Симметричное и асимметричное шифрование для новичков

Симметричное и асимметричное шифрование: определение понятия, применение, примеры

Чтобы обмениваться посланиями и скрыть содержание от третьих лиц, применяют шифрование. Оно используется там, где необходим повышенный уровень защиты. Есть две схемы шифрования: симметричная и асимметричная.

Что такое шифрование

Шифрование будет полезно тогда, когда нужно скрыть некоторую информацию от посторонних лиц и предоставить секретные данные авторизованным пользователям.

Особенностью такого вида передачи данных является использование ключа.

Есть три состояния безопасности:

• скрытие информации от посторонних;
• предотвращение изменений;
• сохранение целостности информации;
• идентификация отправителя.

Для чтения информации, кроме ключа, требуется дешифратор. Именно это обеспечивает невозможность получения данных злоумышленниками, ведь перехватив данные, но не имея ключа, прочесть их невозможно.

Бывают два вида шифрования: симметричный и асимметричный.

Главной целью шифрования является хранение информации. Это позволяет работать с некоторыми данными из ненадежных источников, передавать сообщения по незащищенным каналам. Отправка информации происходит так:

• отправитель шифрует данные;
• получатель расшифровывает.

Каждое преобразование реализуется с помощью алгоритмов, для решения которых используются ключи. Симметричные и асимметричные методы шифрования отличаются криптостойкостью.

Криптостойкость

Симметричные и асимметричные системы шифрования имеют такую характеристику, которая отвечает за сложность получения несанкционированного доступа.

Существует 2 основных типа криптостойкости системы шифрования.

Абсолютно стойкая система не может быть раскрыта, даже при наличии бесконечно больших вычислительных ресурсов. Характеризуется тем, что для каждого сообщения генерируется свой отдельный ключ. Его длина равна или больше длины сообщения.

Достаточно стойкие системы применяются в криптографической системе гражданского назначения. Такой алгоритм сложно расшифровать, но при наличии соответствующих ресурсов это становится возможным.

Сравнение криптостойкости некоторых систем шифрования

Максимальный размер ключа RSA — 4096 бит.

Он используется для шифрования и подписи. Криптостойкость можно описать как 2,7•1028 для ключа 1300 Бит. Схема применяется во многих стандартах, принцип шифрования RSA один из первых асимметричных алгоритмов.

Размер ключа схемы Эль-Гамаля равен RSA — 4096 Бит. Он используется и для шифрования, и для цифровой подписи. Криптостойкость этой системы не отличается от RSA при одинаковом размере ключа.

В методе DSA используется значительно меньшей ключ — 1024 бита. Применяется он исключительно для цифровой подписи.

Симметричное и асимметричное шифрование

Эти два вида шифрования отличаются количеством ключей и уровнем устойчивости к взлому.

Если для кодирования и раскодирования используется один ключ, то это шифрование симметричное. Асимметричное шифрование подразумевает использование одного ключа для каждого алгоритма.

Открытым ключом шифруется некоторый код, который представляет собой определенное послание. Ключ известен обеим сторонам, он передается по незащищенному каналу, может быть перехвачен. Важнейшей задачей сохранения информации является защита ключа от перехвата.

Закрытый используется для расшифровывания. Известен только одной стороне. Не может быть перехвачен, так как все время находится у одного собеседника.

Цель шифрования определяет метод сохранения конфиденциальности. Одним из первых было симметричное, асиметричное шифрование изобретено позже для обеспечения большей надежности.

Особенности симметричного шифрования

Симметричная система защита имеет следующие достоинства.

Высокая скорость и простота реализации.

Для обеспечения стойкости шифра используется малая длина ключа.

К недостаткам относится следующее:

• сложность управления ключами в большой сети;
• сложность обмена ключами;
• потребность в поиске надежного канала для передачи ключа сторонам;
• невозможность использования для цифровой подписи, сертификатов.

Для компенсации недостатков используется комбинированная схема, в которой с помощью асимметричного шифрования передается ключ, используемый для дешифровки. Он передается при помощи симметричного шифрования.

Особенности асимметричного шифрования

Применение пары открытый-закрытый ключ можно использовать как:

• самостоятельное средство защиты информации;
• средство распределения ключей;
• средства аутентификации пользователей.

Имеет такие преимущества:

• сохранение секретного ключа в надежном месте, вместо которого по открытому каналу передается открытый;
• ключ дешифрования известен только одной стороне;
• в большой асимметричной системе используйте меньшее количество ключей в отличие от симметричной.

В таких алгоритмах сложно внести какие-либо изменения. Подобная система имеет длинные ключи. Если симметричный ключ имеет размер 128 Бит, то ключ RSA — 2304 Бит. Из-за этого страдает скорость расшифровывания — она в 2-3 раза медленнее. Для расшифровки требуются большие вычислительные ресурсы.

Существует очень много примеров симметричной и асимметричной систем шифрования.

Симметричное шифрование — как выглядит?

Пример симметричного шифрования и схема реализации ниже.

Есть два собеседника, которые планируют обменяться конфиденциальной информацией.

Первый собеседник генерирует ключ d, алгоритмы шифрования E и дешифрования D. Затем посылает эту информацию второму собеседнику.

Сообщение дешифруется ключом d.

Главным недостатком является невозможность установить подлинность текста. В случае перехвата ключа злоумышленник расшифрует секретную информацию.

Существуют классические методы.

Простая и двойная перестановка.

Магический квадрат.

Одиночная перестановка.

Первый метод является одним из простейших, в схеме которого не используется ключ. Отправитель и получатель договариваются о некотором ключе, представленным в виде размера таблицы. Передаваемое сообщение записывается в столбцы таблицы, но считывается по строкам. Зная размер таблицы, получатель расшифровывает сообщение.

Для обеспечения большей скрытности используется двойная перестановка. Таким образом происходит шифрование ранее зашифрованного текста. Для этого таблицы должны отличаться количеством строк и столбцов. Они заполняются вертикально, горизонтально, змейкой, по спирали. Этот способ не усиливает шифрование, но процесс взлома становится более длительным.

“Магический квадрат” — более сложная структура, которая представляет собой матрицу. В клетки вписываются натуральные числа таким образом, чтобы сумма чисел по каждому столбцу, строке, диагонали была одинаковой. Каждое число соответствует букве сообщения. Полученный текст выписывается в строку, сопоставляя числа и символы.

Примеры асимметричного шифрования

В данном случае открытый ключ отправляется по открытому каналу и теоретически может быть перехвачен злоумышленниками.

В отличие от симметричных, асимметричные ключи шифрования разные. Для шифровки применяется открытый ключ, для расшифровки послания — закрытый. Использование двух ключей решает проблему возможности перехвата, которая была в симметричном методе. Реализуется так.

Первый собеседник выбирает алгоритмы шифрования и дешифрования, пару ключей. Открытый ключ посылает второму собеседнику.

Второй собеседник шифрует информацию с помощью полученного ключа. Отправляет информацию первому собеседнику, который расшифровывает сообщение с помощью закрытого ключа.

Существует такие основные методы асинхронного шифрования.

RSA.

DSA.

Шифр Эль-Гамаля.

RSA

RSA — первый криптографический алгоритм, используемый и для шифрования, и для цифровой подписи.

Описывается так.

Выбирается два простых числа, например, 3 и 7.

Вычисляется модуль n — произведение двух чисел. Получается 21.

Вычисляется функция Эйлера φ=(p-1)×(q-1)=2×6=12.

Вычисляется любое простое число e меньше φ и простое с φ. Доступные варианты: 5, 7, 11.

Пара чисел e, n (5, 21) — открытый ключ. Теперь вычисляются числа d и n закрытого ключа. Число d удовлетворяет условие (d×е) mod φ=1 и равняется 17. В итоге вторая пара чисел 17 и 21 — закрытый ключ. Шифрование выполняется следующим образом: сообщение возводится в степень e, берется остаток от деления на n, при этом результат должен быть меньше числа n. Получается 10 — это будут закодированные данные. Для раскодировки e возводится в степень d, вычисляется остаток от деления на n.

DSA

DSA (в отличие от RSA) используется только для цифровой подписи, но не для шифрования. Заданная подпись может быть проверена публично. Есть два алгоритма для создания подписи и проверки. Шифруется именно хеш-сообщение, которое представляет текст в цифровом виде. Поэтому для избежания коллизий выбирается сложная хэш-функция. Построение цифровой подписи состоит из следующих шагов.

Выбор криптографической хэш-функции H(x).

Битность простого числа q должна равняться значению хэш-функции H(x).

Подбор такого простого числа p, чтобы p-1 делился без остатка на q.

Вычисление числа g = h (p-1)/q mod p. h должно быть произвольным числом в диапазоне от 1 до p-1.

Выбирается случайное число k от 0 до q.

Вычисляется r = (gk mod p) mod q.

Затем s = k-1(H(m) + xr)) mod q.

Если r=0 или s=0, выбирается другое число k.

Схема Эль-Гамаля

Шифрование по схеме Эль-Гамаля используется для цифровых подписей. Является продолжением алгоритма Диффи-Хеллмана.

При работе по этой схеме важно учитывать следующую особенность. Шифрование Эль-Гамаля не является алгоритмом цифровой подписи по схеме с одноименным названием. При шифровке текст преобразовывается в шифр, который длиннее исходного сообщения в 2 раза.

Генерация ключей происходит следующим образом.

Выбирается случайное простое число p.

Число g должно быть первообразным корнем p.

Число x должно быть больше 1 и меньше p-1. Это будет закрытый ключ.

Затем вычисляется открытый ключ y по формуле g^x mod p.

При шифровании текста M выбирается системный ключ K. Он больше единицы и меньше p-1. Затем вычисляются числа a и b, которые являются шифротекстом, a = g^k mod p и b = y^k M mod p.

Источник

ruud.ru

Криптография симметричная и ассиметричная / Новичкам / PKI Guru

Привет!
Давайте рассмотрим что же такое симметричная и асимметричная криптография — почему их так называют, для чего они используются и чем они отличаются.

Если быть точным, то правильнее говорить симметричные и асимметричные алгоритмы шифрования.

Криптография (крипто — скрывать, прятать), как наука о сокрытии написанного, наука о сокрытии информации.

Большинство используемых алгоритмов шифрования являются открытыми, то есть описание алгоритма доступно всем желающим. Секретным является ключ шифрования, без которого нельзя ни зашифровать, и тем более, расшифровать информацию.

Симметричные алгоритмы шифрования — это алгоритмы, в которых для шифрования и расшифрования используется один и тот же ключ. То есть если мы хотим обмениваться с с другом зашифрованными сообщениями, то мы сначала должны договориться какой ключ шифрования мы будем использовать. То есть у нас будет один ключ шифрования на двоих.

В симметричных алгоритмах ключ шифрования является уязвимым местом, и необходимо уделять больше внимания, чтобы данный ключ не узнали другие.

Асимметричные алгоритмы шифрования — это алогритмы, в которых для шифрования и расшифрования используются разные, но математически связанные между собой ключи. Такие связанные ключи называются криптопарой. Один из них является закрытым (private), второй является открытым (public). При этом, информация, зашифрованная на открытом ключе, может быть расшифрована только с помощью закрытого ключа, и наоборот, то что зашифрованно закрытым, можно расшифровать только с помощью открытого ключа.
Закрытый ключ Вы храните в надёжном месте, и никто, кроме Вас его не знает, а копию открытого ключа Вы раздаёте всем желающим. Таким образом, если кто-то захочет обменяться с Вами зашифрованными сообщениями, то он зашифровывает сообщение на Вашем открытом ключе, который доступен всем желающим, а расшифровать это сообщение можно будет только с помощью Вашего закрытого ключа.

Теперь о том для чего и почему используются симметричные и асимметричные алгоритмы:

Тип алгоритма	Шифрование/Расшифрование	Скорость работы	Требования к вычислительным ресурсам	Стойкость к перехвату
Симметричные	Один ключ для шифрования и расшифрования	Высокая	Низкие	Ключ является уязвимой точкой для перехвата.
Асимметричные	Два ключа (криптопара). Один ключ для шифрования, второй ключ для расшифрования.	Низкая	Высокие	Открытый ключ распространяемся всем желающим, а закрытый ключ известен только Вам. Такой подход повышает стойкость к перехвату.

Из таблицы видно, что для шифрования большого объёма информации, для потокового шифрования (например, VPN с шифрованием) используются быстрые и нетребовательные симметричные алгоритмы.

Но если нам необходимо максимально обезопасить небольшой объём информации, при этом мы не стеснены временем и вычислительными ресурсами, то мы можем использовать асимметричную криптографию.

В жизни конечно всё немножко не так, как в теории.
В жизни используется комбинация симметричных и асимметричных алгоритмов.

Например, VPN с шифрованием:

На первом шаге используются алгоритмы с асимметричным ключом, чтобы получить симметричный ключ шифрования (алгоритм Диффи-Хелмана).

На втором шаге происходит шифрование потоковых данные уже с использованием симметричных алгоритмов с ключом, выработанном на первом шаге.

Таким образом, распространённая практика использовать симметричный ключ для быстрого шифрования большого объёма данных. При этом для обмена и передачи симметричного ключа, используются асимметричные алгоритмы шифрования.

pkiguru.ru

Симметричное и ассимитричное шифрование простыми словами

Сегодня в экспертном сообществе наблюдается большое количество споров относительно того, что лучше: симметричное или ассимитричное шифрование. При этом многие пользователи глобальной сети принимают ту или иную точку зрения, в полной мере, не понимая значения данных терминов. Это в свою очередь приводит к ряду проблем. В частности, в разрабатываемую систему внедряются ненужные компоненты либо она остается без должного уровня защиты.

Поэтому ниже мы расскажем, что такое симметричное и асимметричное шифрование простыми словами.

Симметричное шифрование простыми словами

Особенностью симметричного шифрования является наличие одного пароля. По другому его еще именуют ключом.

Итак, алгоритм следующий. Существует некий математический алгоритм шифрования. Ему на вход подается определенный пароль и текст. На выходе мы получаем текст уже в зашифрованном виде. Для получения исходного текста необходимо использовать тот же пароль, который использовался на входе, либо иной с алгоритмом дешифрования.

Если посмотреть на вышеописанную ситуацию под другим углом, то мы видим, что в случае передачи пароля иному лицу, безопасность системы нарушается.

Таким образом, при использовании симметричного шифрования, стоит особое внимание уделять сохранности непосредственно самого пароля. В связи с этим, нельзя передавать пароль никому в открытом виде, он должен быть достаточно сложным, должна быть предусмотрена система оповещения заинтересованных лиц, в случае его утраты.

Необходимо отметить, что несмотря на вышеперечисленные нюансы, симметричное шифрование распространено довольно широко, что обусловлено двумя факторами:

• Простота понимания;
• Отсутствие большой технической нагрузки.

Асимметричное шифрование простыми словами

Ассимитричное шифрование, наоборот, предусматривает использование двух паролей – открытый (публичный ключ) и закрытый (приватный). Открытый, в свою очередь, распространяется между всеми заинтересованными лицами. Закрытый известен только тому, кто принимает информацию и серверу. Таким образом, в некоторой степени, мы наблюдаем равноценность двух ключей.

Важным является то, что алгоритмы, применяемые в ассиметричном шифровании, предоставляют возможность свободного распространения ключей в рамках сети, так как без второго пароля нельзя будет получить доступ к данным.

Этот принцип лежит в основе протокола SSL, позволяющего установить безопасное соединение с пользователями посредством того, что приватный ключ находится на серверной стороне.

Хранить пароли также проще при асимметричном шифровании из-за того, что отсутствует необходимость передачи секретного ключа кому-либо. Его не нужно никому передавать.

Вместе с тем, данный вид шифрования намного более требовательный к ресурсным мощностям компьютера. В том числе, существуют ограничения непосредственно на процесс создания ключей. В связи с этим, в большинстве своем ассиметричное шифрование зачастую используется только в целях аутентификации и идентификации пользователей системы либо в целях генерации цифровых подписей, зашифрованных приватным ключом. Понятно, что такую подпись может проверить каждый путем использования публичного пароля.

Различия симметричного и асимметричного шифрования

Основное отличие между рассматриваемыми видами шифрования является в самом подходе. Поэтому в данном случае, как уже отмечалось выше, нельзя утверждать, что одно лучше другого, не учитывая особенностей использования.

Так, симметричное шифрование наиболее подходит для передачи больших объемов информации. При аналогичном использовании, ассиметричный алгоритм намного медленнее.

Асимметричное шифрование позволяет устанавливать безопасное соединения без особых усилий пользователей. Симметричное шифрование, наоборот, требует от пользователя использования пароля для получения данных.

Модифицировать симметричные алгоритмы легче, так как они конструируются на базе нескольких блоков с математическими функциями преобразования. Ассиметричные, в свою очередь, строятся на математических задачах.

Генерировать пароли в симметричном алгоритме на много проще в отличие от ассиметричных алгоритмов.

Выводы

Учитывая вышеизложенное можно сделать вывод, что сферы применения алгоритмов шифрования разное. Поэтому при использовании симметричного либо асимметричного алгоритма, всегда надо учитывать условия конкретной задачи. В том числе, можно рассматривать возможность использования их гибридов.

 

coinnet.ru

Симметрия и асимметрия

Симметрия

Человечество оперирует понятиями симметрии и асимметрии с древних времен, но на протяжении столетий эти понятия были в большей степени эстетическими критериями, чем научными определениями.

Термин «симметрия» впервые сформулирован философами Древней Греции как пропорциональность, подобие, согласованность частей целостной структуры, гармония. Из греческого языка пришло и слово συμμετρα (symmetria), переводимое как соразмерность. Для древних греков симметрия была неотъемлемым атрибутом совершенства: утративши симметрию, предмет неизбежно лишается своей красоты. При этом следует заметить, что красота и совершенство, как и прочие эстетические критерии, не есть нечто абсолютное. Они родились под воздействием окружающей природы, большинство творений которой обычно обладает симметрией.

Симметрия вокруг нас

Терминология

Со временем понятие симметрии прибрело универсальный характер. Симметрия в современной трактовке предполагает неизменность объекта или его свойств при совершении над данным объектом тех или иных преобразований.

В некоторых случаях симметрия может быть достаточно очевидной. Например, для простых геометрических фигур ее легко увидеть и доказать путем нехитрых преобразований. Однако понятие симметрии значительно шире, и под объектом может подразумеваться не только физическое тело, но и явление, процесс или закон.

Идея симметрии часто использовалась учеными в качестве методологического инструмента при рассмотрении тех или иных проблем мироздания. С развитием научного познания мира симметрия превратилась из инструмента для установления взаимосвязей между системами и понятиями в такой же фундаментальный атрибут, как пространство, время и движение.

Неразрывно с симметрией связано противоположное понятие – асимметрия – отражающее нарушение симметрии, разупорядоченность системы в результате ее движения, развития. Согласно такой трактовке можно сказать, что симметрия есть проявление состояния покоя, а асимметрия – проявление движения. Да и сама суть движения заключается в нарушении симметрии пространства. Развивающаяся, движущаяся система всегда асимметрична.

Асимметрия

Симметрия и асимметрия позв

www.13min.ru

ОСНОВЫ КОМПОЗИЦИИ: Равновесие (симметрия и асимметрия)

04 Мая 2016

Из первой части статьи мы знаем что такое равновесие в фотографии и что оно является одним из наиболее важных элементов композиции. Размеры, характер и расположение в пространстве элементов композиции должны быть подчинены зрительному равновесию. Но вот как сбалансировать изображение, какие есть способы — рассмотрим в этой статье.

СИММЕТРИЯ

Симметрия — это наиболее очевидный и простой способ достичь композиционного равновесия. Симметрия прослеживается во всем: в природе, в строении человеческого тела, в предметах повседневной жизни.

Не все уравновешенные или сбалансированные фотографии симметричны – все симметричные композиции по умолчанию находятся  в равновесии.

Фото: Robert Biondo

Симметричное равновесие на фотографии достигается тогда, когда объекты с одинаковым визуальным весом будут размещены равноудалённо от центра изображения. Но, создавая такую композицию, необходимо учитывать, что нарушить равновесие может даже небольшой элемент, присутствующий на одной из частей композиции, но отсутствующий на другой. Композиция уже не будет восприниматься симметричной — появится дисбаланс и визуальное напряжение. Происходит это от того, что при восприятии симметрии наш мозг устанавливает определённый ритм объектов и интервалов между ними, предполагает наличие определённой последовательности и интервала. А если этого не происходит — испытывает беспокойство.

Фото: Bramham

В фотографии наиболее часто используются три вида симметрии:

• Зеркальная (двусторонняя). Как уже понятно из названия, в основе лежит равенство двух частей композиции, которые расположены по разные стороны центральной оси снимка и являются практически зеркальными отражениями друг друга. Ориентация оси может быть как вертикальная, так и горизонтальная. Симметрию называют чистой, если две половины композиции отражают друг друга абсолютно точно. Но в природе такое встречается достаточно редко, ведь ни для кого не секрет, что даже человеческое тело не полностью симметрично. В большинстве случаев мы имеем дело с неполной симметрией — когда отражения не полностью идентичны и имеют незначительные отличия.

Фото: Hesham Alhumaid

 

 Фото: Stefan Krebs

 

Фото: Bildwerker Freidburg

 

Фото: Davor Plesa

• Радиальная (лучевая или круговая). В её основе лежит равное удаление всех элементов композиции относительно центральной точки (или общего центра). Количество объектов, как и угол их расположения относительно центра, могут быть различны. Главное понимать, что пока есть некий общий центр — симметрия сохраняется.

 

Фото: Victor Mozqueda

 

Фото: Markus Studtmann

• Трансляционная (кристаллографическая). Это вид симметрии, в которой элементы композиции повторяются через определенные промежутки. Как пример — колонны или окна здания. В трансляционной симметрии ключевую роль играет совпадение направления элементов. С помощи такой симметрии можно создать ритм, движение, показать скорость или очень динамичное действие.

 

Фото: Hans Wolfgang Hawerkamp

 

Фото: Massimo Cuomo

АСИММЕТРИЯ

Асимметрия — это отсутствие или нарушение симметрии. Но это вовсе не значит, что асимметрия – это отсутствие равновесия композиции.

Асимметричное равновесие достигается тогда, когда элементы композиции, находящиеся по разные стороны от центра, имеют одинаковую визуальную массу. Достичь равновесия при помощи асимметрии сложнее, чем в симметричной композиции, так как между композиционными элементами более сложные пространственные отношения. Асимметричное равновесие более динамичное и интересное для привлечения внимания, чем симметричное.

Фото: Josef Sieberer

 

Фото: Uros Podlogar

Фото: Ute Scherhag

С его помощью можно дать ощущение движения, жизни и энергии. И если симметричная композиция воспринимается «как есть» — легко и сразу, то асимметричную нужно «читать» постепенно. Асимметричное равновесие сложнее построить, но у него есть огромное преимущество — оно оставляет нам большой простор для творчества.

Применяя знания на практике, вы можете совмещать симметрию с асимметрией и добиваться прекрасных результатов и привлекать больше внимания. Вот несколько примеров:

• композиция приближается к абсолютной или чистой симметрии:

Фото: Stefan Neuweger

Фото: C.S. Tjandra

Фото: Karthi KN Raveendiran

• симметричное равновесие асимметричных форм:

Фото: Jozef Kiss

Фото: Christian Muller

Фото: Ute Scherhag

Фото: Suzy Mead

• асимметричная в целом композиция состоит из симметричных частей:

Фото: Ali Ayer

 

Фото: Jacqueline Hammer

Фото: Jacqueline Hammer

 

Фото: Plosz Zoltan

• композиция может быть и в целом, и в деталях полностью асимметрична:

 

Фото: E. Amer

 

Фото: Piet Haaksma

 

Фото: Vedran Vidak

Фото: Knut Borge Strom

Сталкивая симметрию с асимметрией, необходимо помнить, что:

• визуальная масса симметричной фигуры будет больше, чем масса асимметричной фигуры подобного размера и формы;
• симметрия создаёт баланс сама по себе и, как правило, считается красивой и гармоничной. Но есть и обратная сторона медали — она зачастую лишена динамики и может показаться статичной и скучной;
• асимметрия, как антипод статичной симметрии, обычно привносит в композицию динамику.

Симметрия и асимметрия окружают нас каждое мгновение в повседневной жизни, понятие данных терминов позволяет более осознанно и гармонично наблюдать за красотой окружающего мира и позволяет создавать неповторимые фотографии!

Читайте ещё о композиции в других наших статьях:

Золотое сечение в фотографии

Сила линий в фотографии

Формат кадра в фотографии

Контраст в фотографии (Часть 1)

Контраст в фотографии (Часть 2)

Точка съемки и выбор плана

Ракурс

Геометрия в фотографии

photodzen.com

композиционное равновесие, симметрия и асимметрия

Сбалансированная композиция кажется правильной. Она смотрится устойчиво и эстетически привлекательно. Хотя какие-то из ее элементов могут особенно выделяться, являясь фокальными точками — ни одна часть не притягивает взгляд настолько, чтобы подавлять остальные. Все элементы сочетаются друг с другом, плавно соединяясь между собой и образуя единое целое.

Несбалансированная композиция вызывает напряжение. Когда дизайн дисгармоничен, отдельные его элементы доминируют над целым, и композиция становится меньше, чем сумма ее частей. Иногда подобная дисгармония может иметь смысл, но чаще всего баланс, упорядоченность и ритм — это лучшее решение.

Баланс физический и визуальный

Несложно понять, что такое баланс с точки зрения физики — мы ощущаем его постоянно: если что-то не сбалансировано, оно неустойчиво. Наверняка в детстве вы качались на качелях-доске — вы на одном конце, ваш друг — на другом. Если вы весили примерно одинаково, вам было легко на них балансировать.

Нижеследующая картинка иллюстрирует баланс: два человека одинакового веса находятся на равном расстоянии от точки опоры, на которой балансируют качели.

Качели в симметричном равновесии

Человек на правом конце доски раскачивает ее по часовой стрелке, а человек на левом — против. Они прикладывают одинаковую силу в противоположных направлениях, так что сумма равна нулю.

Но если бы один человек был намного тяжелее, равновесие бы исчезло.

Отсутствие равновесия

Эта картинка кажется неправильной, потому что мы знаем, что фигура слева слишком мала, чтобы уравновесить фигуру справа, и правый конец доски должен касаться земли.

Но если передвинуть более крупную фигуру в центр доски, картинка приобретет более правдоподобный вид:

Качели в асимметричном равновесии

Вес более крупной фигуры нивелируется тем, что она расположена ближе к точке опоры, на которой балансируют качели. Если вы когда-нибудь качались на таких качелях или, по крайней мере, видели, как это делают другие, то понимаете, что происходит.

Композиционное равновесие в дизайне основано на тех же принципах. Физическая масса заменяется визуальной, и направление, в котором на нее действует сила притяжения, заменяется визуальным направлением:

1. Визуальная масса — это воспринимаемая масса визуального элемента, мера того, насколько данный элемент страницы привлекает внимание.

2. Визуальное направление — это воспринимаемое направление визуальной силы, в котором, как нам кажется, двигался бы объект, если бы он мог двигаться под влиянием физических сил, действующих на него.

Для измерения этих сил нет инструментов и для расчета зрительного баланса нет формул: чтобы определить, сбалансирована ли композиция, вы ориентируетесь только на свои глаза.

Почему визуальное равновесие важно?

Визуальное равновесие так же значимо, как и физическое: несбалансированная композиция вызывает у зрителя дискомфорт. Посмотрите на вторую иллюстрацию с качелями: она кажется неправильной, потому что мы знаем, что качели должны касаться земли.

С точки зрения маркетинга, визуальная масса — это мера визуального интереса, который вызывает какая-либо область или элемент страницы. Когда лендинг визуально сбалансирован, каждая его часть вызывает некоторый интерес, а сбалансированный дизайн удерживает внимание зрителя.

При отсутствии визуального равновесия посетитель может не увидеть некоторые элементы дизайна — скорее всего, он не станет рассматривать области, уступающие другим по визуальному интересу, так что информация, связанная с ними, останется незамеченной.

Если вы хотите, чтобы пользователи узнали все, что вы намерены им сообщить — подумайте о разработке сбалансированного дизайна.

Четыре типа равновесия

Есть несколько способов добиться композиционного равновесия. Картинки из раздела выше иллюстрируют два из них: первая — пример симметричного баланса, а вторая — асимметричного. Два других типа — радиальный и мозаичный.

1. Симметричное равновесие

Симметричное равновесие достигается, когда объекты, равные по визуальной массе, размещаются на равном расстоянии от точки опоры или оси в центре. Симметричное равновесие вызывает ощущение формальности (поэтому иногда оно называется формальным равновесием) и элегантности. Приглашение на свадьбу — пример композиции, которую вы, скорее всего, захотите сделать симметричной.

Недостаток симметричного равновесия в том, что оно статично и иногда кажется скучным: если половина композиции — это зеркальное отражение другой половины, то как минимум одна половина будет достаточно предсказуема.

2. Асимметричное равновесие

Асимметричное равновесие достигается, когда объекты по разные стороны от центра имеют одинаковую визуальную массу. При этом на одной половине может находиться доминирующий элемент, уравновешенный несколькими менее важными фокальными точками на другой половине. Так, визуально тяжелый элемент (красный круг) на одной стороне уравновешен рядом более легких элементов на другой (синие полосы).

Асимметричное равновесие более динамично и интересно. Оно вызывает ощущение современности, движения, жизни и энергии. Асимметричного равновесия сложнее достичь, потому что отношения между элементами более сложны, но, с другой стороны, оно оставляет больше простора для творчества.

3. Радиальное равновесие

Радиальное равновесие достигается, когда элементы расходятся лучами из общего центра. Лучи солнца или круги на воде после того, как в нее упал камень — это примеры радиального равновесия. Удерживать фокальную точку (точка опоры) легко, поскольку она всегда в центре.

Лучи расходятся из центра и ведут к нему же, делая его самой заметной частью композиции.

4. Мозаичное равновесие

Мозаичное равновесие (или кристаллографический баланс) — это сбалансированный хаос, как на картинах Джексона Поллока. У такой композиции нет выраженных фокальных точек, и все элементы одинаково важны. Отсутствие иерархии, на первый взгляд, создает визуальный шум, но, тем не менее, каким-то образом все элементы сочетаются и образуют единое целое.

Симметрия и асимметрия

И симметрия, и асимметрия может применяться в композиции вне зависимости от того, каков тип ее равновесия: вы можете использовать объекты симметричной формы для создания асимметричной композиции, и наоборот.

Симметрия, как правило, считается красивой и гармоничной. Впрочем, она также может показаться статичной и скучной. Асимметрия обычно представляется более интересной и динамичной, хотя и не всегда красивой.

Симметрия

Зеркальная симметрия (или двусторонняя симметрия) возникает, когда две половины композиции, расположенные по разные стороны от центральной оси, являются зеркальными отражениями друг друга. Скорее всего, услышав слово «симметрия», вы представляете себе именно это.

Направление и ориентация оси могут быть какими угодно, хотя зачастую она или вертикальная, или горизонтальная. Многие естественные формы, растущие или движущиеся параллельно поверхности земли, отличаются зеркальной симметрией. Ее примеры — крылья бабочки и человеческие лица.

Если две половины композиции отражают друг друга абсолютно точно, такая симметрия называется чистой. В большинстве случаев отражения не полностью идентичны, и половины немного отличаются друг от друга. Это неполная симметрия — в жизни она встречается гораздо чаще, чем чистая симметрия.

Круговая симметрия (или радиальная симметрия) возникает, когда объекты располагаются вокруг общего центра. Их количество и угол, под которым они расположены относительно центра, могут быть любыми — симметрия сохраняется, пока присутствует общий центр. Естественные формы, растущие или движущиеся перпендикулярно поверхности земли, отличаются круговой симметрией — например, лепестки подсолнуха. Чередование без отражения может быть использовано, чтобы продемонстрировать мотивацию, скорость или динамичное действие: представьте крутящиеся колеса движущегося автомобиля.

Трансляционная симметрия (или кристаллографическая симметрия) возникает, когда элементы повторяются через определенные промежутки. Пример такой симметрии — повторяющиеся планки забора. Трансляционная симметрия может возникнуть в любом направлении и на любом расстоянии, если направление совпадает. Естественные формы обретают такую симметрию через репродукцию. При помощи трансляционной симметрии вы можете создать ритм, движение, скорость или динамичное действие.

Бабочка — пример зеркальной симметрии, планки забора — трансляционной, подсолнух — круговой.

Симметричные формы чаще всего воспринимаются как фигуры на фоне. Визуальная масса симметричной фигуры будет больше, чем масса асимметричной фигуры подобного размера и формы. Симметрия создает баланс сама по себе, но она может оказаться слишком стабильной и слишком спокойной, неинтересной.

Асимметрия

У асимметричных форм нет такой сбалансированности, как у симметричных, но вы можете и асимметрично уравновесить всю композицию. Асимметрия часто встречается в естественных формах: вы правша или левша, ветки деревьев растут в разных направлениях, облака принимают случайные формы.

Асимметрия приводит к более сложным отношениям между элементами пространства и поэтому считается более интересной, чем симметрия, а значит — ее можно использовать, чтобы привлечь внимание.

Пространство вокруг асимметричных форм более активно: узоры часто непредсказуемы, и в целом у вас больше свободы самовыражения. Обратная сторона асимметрии в том, что ее сложнее сделать сбалансированной.

Вы можете совмещать симметрию и асимметрию и добиваться хороших результатов — создавайте симметричное равновесие асимметричных форм и наоборот, разбивайте симметричную форму случайной меткой, чтобы сделать ее интереснее. Сталкивайте симметрию и асимметрию в композиции, чтобы ее элементы привлекали больше внимания.

Принципы гештальт-психологии

Принципы дизайна не возникают из ничего: они следуют из психологии нашего восприятия визуальной среды. Многие принципы дизайна вырастают из принципов гештальт-психологии, а также основываются друг на друге.

Так, один из принципов гештальт-психологии касается именно симметрии и порядка и может применяться к композиционному равновесию. Впрочем, это едва ли не единственный принцип, применимый к нему.

Другие принципы гештальт-психологии, такие как фокальные точки и простота — складываются в визуальную массу, а фактор хорошего продолжения, фактор общей судьбы и параллелизм, задают визуальное направление. Симметричные формы чаще всего воспринимаются как фигуры на фоне.

Примеры различных подходов к веб-дизайну

Настало время реальных примеров. Лендинги, представленные ниже, сгруппированы по четырем типам равновесия. Возможно, вы воспримите дизайн этих страниц по-другому, и это хорошо: критическое мышление важнее, чем безоговорочное принятие.

Примеры симметричного равновесия

Дизайн сайта Helen & Hard симметричен. Страница «О нас» на скриншоте снизу и все остальные страницы этого сайта сбалансированы похожим образом:

Скриншот страницы «О нас» сайта Helen & Hard

Все элементы, находящиеся по разные стороны вертикальной оси, расположенной в центре страницы, зеркально отражают друг друга. Логотип, навигационная панель, круглые фотографии, заголовок, три колонки текста — центрированы.

Впрочем, симметрия не идеальна: например, колонки содержат разное количество текста. Кстати, обратите внимание на верх страницы. И логотип, и навигационная панель расположены по центру, но визуально они не кажутся центрированными. Возможно, логотип стоило центрировать по амперсанду или, по крайней мере, по области рядом с ним.

В трех текстовых ссылках меню, расположенных в правой части навигационной панели, больше букв, чем в ссылках левой части — кажется, что центр должен располагаться между About и People. Может быть, если расположить эти элементы в действительности не по центру, но так, чтобы визуально они казались центрированными, композиция в целом выглядела бы более сбалансированной.

Домашняя страница Tilde — еще один пример дизайна с симметричным равновесием. Как и на Helen & Hard, все располагается вокруг вертикальной оси, проходящей по центру страницы: навигация, текст, люди на фотографиях.

Скриншот домашней страницы Tilde

Как и в случае с Helen & Hard, симметрия не идеальна: во-первых, центрированные строчки текста не могут быть отражением фотографии снизу, а во-вторых, пара элементов выбивается из общего ряда — стрелка «Meet the Team» указывает вправо, и текст внизу страницы заканчивается еще одной стрелкой вправо. Обе стрелки являются призывами к действию и обе нарушают симметрию, привлекая к себе дополнительное внимание. Кроме того, по цвету обе стрелки контрастируют с фоном, что тоже притягивает взгляд.

Примеры асимметричного равновесия

Домашняя страница Carrie Voldengen демонстрирует асимметричное равновесие вокруг доминирующей симметричной формы. Глядя на композицию в целом, можно увидеть несколько отдельных друг от друга форм:

Скриншот веб-сайта Carrie Voldengen

Большую часть страницы занимает прямоугольник, состоящий из решетки меньших прямоугольных изображений. Сама по себе решетка симметрична и по вертикальной, и по горизонтальной оси и выглядит очень прочной и стабильной — можно даже сказать, что она слишком сбалансирована и выглядит неподвижной.

Блок текста справа нарушает симметрию. Решетке противопоставлен текст и круглый логотип в левом верхнем углу страницы. Эти два элемента имеют примерно равную визуальную массу, воздействующую на решетку с разных сторон. Расстояние до воображаемой точки опоры примерно такое же, как и масса. Блок текста справа больше и темнее, но круглый голубой логотип добавляет веса своей области и даже совпадает с верхним левым углом решетки по цвету. Текст внизу решетки, кажется, свисает с нее, но он достаточно легкий, чтобы не нарушать композиционного равновесия.

Обратите внимание, что пустое пространство тоже кажется сбалансированным. Пустоты слева, сверху и снизу, а также справа под текстом — уравновешивают друг друга. В левой части страницы больше пустого пространства, чем справа, но в правой части есть дополнительное пространство вверху и внизу.

Изображения в шапке страницы Hirondelle USA сменяют друг друга. Скриншот, представленный ниже, был сделан специально для того, чтобы продемонстрировать асимметричное композиционное равновесие.

Скриншот Hirondelle USA

Колонна на фотографии смещена чуть вправо от центра и создает заметную вертикальную линию, поскольку мы знаем, что колонна — это очень тяжелый объект. Перила слева создают прочную связь с левым краем экрана и тоже представляются достаточно надежными.

Текст над перилами как будто опирается на них; к тому же, справа он визуально сбалансирован фотографией мальчика. Может показаться, что перила как бы свисают с колонны, нарушая баланс, но наличие мальчика и более темный фон за ним уравновешивают композицию, а светлый текст восстанавливает баланс в целом.

Золотистого цвета ссылки в левом верхнем и нижнем правом углу создают ощущение трансляционной симметрии, как и кнопка внизу страницы. Белый текст так же повторяется.

Примеры радиального равновесия

Домашняя страница Vlog.it демонстрирует радиальное равновесие, что заметно на скриншоте. Все, кроме объекта в правом верхнем углу, организовано вокруг центра, и три кольца изображений вращаются вокруг центрального круга.

Скриншот домашней страницы Vlog.it

Впрочем, на скриншоте не видно, как страница загружается: линия рисуется из нижнего левого угла экрана к его центру — и с этого момента все, что появляется на странице, вращается вокруг центра или расходится из него лучами, как круги по воде.

Маленький круг в правом верхнем углу добавляет трансляционной симметрии и асимметрии, повышая визуальный интерес к композиции.

На домашней странице Opera’s Shiny Demos нет кругов, но все текстовые ссылки расходятся из общего центра, и легко представить, как вся эта конструкция вращается вокруг одного из центральных квадратов или, может быть, одного из углов:

Скриншот домашней страницы Opera’s Shiny Demos

Название Shiny Demos в левом верхнем углу и логотип Opera в правом нижнем — уравновешивают друг друга и тоже как будто исходят из того же центра, что и текстовые ссылки.

Это хороший пример того, что для достижения радиального равновесия не обязательно использовать круги.

Примеры мозаичного равновесия

Вы можете подумать, что мозаичный баланс используется на сайтах реже всего, особенно после того, как в качестве примера были названы картины Джексона Поллока. Но мозаичное равновесие встречается гораздо чаще, чем кажется.

Яркий пример — домашняя страница Rabbit’s Tale. Разбросанные по экрану буквы определенно создают ощущение хаоса, но композиционное равновесие присутствует.

Скриншот домашней страницы Rabbit’s Tale

Почти равные по величине области цвета и пространства, расположенные с двух сторон, справа и слева — уравновешивают друг друга. Кролик в центре служит точкой опоры. Каждый элемент не привлекает внимания сам по себе.

Сложно разобраться, какие конкретные элементы уравновешивают друг друга, но в целом баланс присутствует. Может быть, визуальная масса правой стороны немного больше, но не настолько, чтобы нарушить равновесие.

Сайты с большим количеством контента, например, новостные порталы или сайты журналов, тоже демонстрируют мозаичное равновесие. Вот скриншот домашней страницы The Onion:

Скриншот домашней страницы The Onion

Здесь множество элементов, их расположение не симметрично, размер текстовых колонок не одинаков, и сложно понять, что уравновешивает что. Блоки содержат разное количество контента, и, следовательно, их размеры различаются. Объекты не располагаются вокруг какого-нибудь общего центра.

Блоки разных размеров и плотности создают некоторое ощущение беспорядка. Поскольку сайт обновляется каждый день, структура этого хаоса постоянно меняется. Но в целом равновесие сохраняется.

Можно посчитать этот пример мозаичного равновесия притянутым за уши, но многие сайты организуют свой контент подобным образом. Хотя, наверное, в основном беспорядок не спланирован специально.

Заключение

Принципы дизайна во многом берут начало из гештальт-психологии и теории восприятия и опираются на то, как мы воспринимаем и интерпретируем окружающую визуальную среду. Например, одна из причин, по которым мы замечаем фокальные точки, заключается в том, что они контрастируют с элементами вокруг них.

Тем не менее, принципы дизайна — это не жесткие правила, которым обязательно надо следовать, а скорее рекомендации. Так, не существует единого способа точно определить визуальную массу того или иного объекта. Вы не обязаны безоговорочно выполнять все описанные выше приемы, но неплохо бы их понимать, хотя бы для того, чтобы нарушать правила осознанно.

Высоких вам конверсий!

По материалам: smashingmagazine.com. image source dmcwa 

11-11-2015

lpgenerator.ru

Симметричные и асимметричные эффекты

Если мы уверены в том, что в нашем эксперименте с одним испытуемым эффекты последовательности яв­ляются симметричными, то связанные с ними трудности можно преодолеть. Посмотрим, почему это так и что 0означает в данном контексте слово «симметричные». Оно означает, что влияние условия А на последующее условие Б является точно таким же, как и влияние ус­ловия Б на последующее условие А. Скажем, использо­вание частичного метода занятий в эксперименте Джека Моцарта точно так же влияет на последующее приме­нение целостного метода, как использование целостного метода на последующее применение частичного.

Предположим, что между двумя методами сущест­вует своего рода антагонизм, т. е. негативный перенос, равный 5 единицам. При последовательности методов: целостный—частичный—частичный—целостный — его эффект обнаружится на второй и на четвертой пробах, т. е. на второй (частичный метод) и четвертой (целост­ный) пробах эффективность заучивания пьес будет сни­жаться на 5 единиц. Таким образом, при позиционно уравненной последовательности, которой воспользовал­ся Джек, эти симметричные влияния взаимно компен­сируются. При большем количестве проб (в случайной или чередующейся схемах) условие А предшествует ус­ловию Б, а Б предшествует А примерно одинаковое число раз, и поэтому их взаимовлияния вновь будут уравнены.

Но если перенос условия А на условие Б отличается от влияния Б на А, то экспериментатор оказывается в весьма затруднительном положении. Предположим — и это самый худший случай,—что практика, получае­мая при использовании целостного метода, облегчает Джеку разучивание пьес с помощью частичного метода, а практика, получаемая при частичном методе, ме­шает заучиванию с помощью целостного. Пусть, как и раньше, эти влияния равны 5 единицам. При последовательности АББА качество исполнения пьес повысится на 5 единиц на второй пробе (частичный ме­тод) и понизится на 5 единиц на четвертой пробе (це­лостный метод). Ясно, что эффекты переноса скомпен­сированы не будут, и частичный метод получит преиму­щество. Для того чтобы это произошло, вовсе не обя­зательны разнонаправленные влияния, им достаточно быть просто неодинаковыми по величине. В данном слу­чае мы имеем дело с систематическим смешением независимой 0переменной (метод заучивания) с другой пе­ременной — последовательностью проб: либо условие А—условие Б, либо условие Б—условие А. Одна из проб условия А сопровождается влиянием Б на А, а одна из проб условия Б — влиянием А на Б. И беда в том, что экспериментатор не знает, какой вид влияния имеет Место. Все, что у него есть, — это четыре показа­теля качества исполнения пьес, на каждое из которых воздействуют к тому же факторы времени, а иногда (как в данном эксперименте) —еще и факторы задачи,.

Не слишком изменится эта ситуация и при регуляр­ном чередовании проб. Каждая проба условия Б следу­ет за пробой условия А и наоборот. Если влияния асим­метричны, то систематическое смешение независимой переменной будет не в половине проб, как в схеме по­зиционного уравнивания, а в каждой пробе (кроме первой). И вновь нет практически никаких средств для определения асимметричности этого переноса.

При использовании случайной последовательности примерно половина проб одного условия предшествует пробам другого условия. Возникает хоть какая-то воз­можность определить само наличие влияний последо­вательности и их асимметричный характер. Например, для каждого из следующих сочетаний проб: условие А предшествует условию Б, А не предшествует Б, Б пред­шествует А, Б не предшествует А — можно получить отдельное значение зависимой переменной. Различие между первыми двумя значениями позволит обнару­жить величин влияния условия А на условие Б, а раз­личие между двумя вторыми значениями — величину влияния Б на А. Зная эти величины, можно позаботить­ся об устранении систематического смешения: определяя значения зависимой переменной при каждом из усло­вий, нужно вычитать соответствующие величины эф­фектов последовательности.

Следует заметить, что наше обсуждение не дает полного представления о последствиях предъявления обоих условий независимой переменной одному и тому же испытуемому. Здесь возможны влияния более об­щего характера. Например, целостный метод заучива­ния может становиться менее эффективным только в 0сочетании с частичным. По контрасту он может пока­заться испытуемому слишком утомительным. А если бы применялся один метод, контраста бы не было. Для определения подобных влияний также нет никаких прак­тических средств. Кроме того, в эксперименте с одним испытуемым ни одна из указанных схем не устраняет возможности асимметричного переноса. Именно эти влияния следует признать самым серьезным источни­ком систематического смешения независимой перемен­ной.

Более того, он является и наиболее общим видом систематического смешения. Если между двумя усло­виями независимой переменной существуют асиммет­ричные эффекты последовательности, то они скажутся в любом эксперименте, сравнивающем эти условия. Влияние предубеждений экспериментатора будет ска­зываться только в данном конкретном эксперименте, в другом эксперименте оно может радикально изменить­ся, если новый экспериментатор имеет противополож­ные предубеждения. Точно так же смешение с факто­рами времени и факторами задачи при использовании короткой позиционно уравненной последовательности будет существенно меняться от эксперимента к экспе­рименту, как и неоднородные эффектыпоследователь­ности.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ

Мало иметь заранее подготовленный цлан эксперимента и хоро­шо регистрировать его ход. Не всякий план является удачным. Ре­альный эксперимент можно оценить по его близости к эксперименту безупречному. Конечно, на практике безупречность недостижима. Значение идеи безупречного эксперимента состоит в том, что она дает образец для оценки реальных экспериментов и точного опреде­ления их недостатков. В данной главе мы пользовались этим об­разцом при сравнении экспериментов, описанных в главе 1, с менее удачными планами проведения тех же экспериментов.

Одним из видов безупречного эксперимента является идеаль­ный эксперимент, в котором одному и тому же испытуемому в одно и то же время предъявляются разные условия независимой пере­менной. Главное в нем — это обеспечение неизменности всех побочных0факторов. Другим видом безупречного эксперимента являетсябесконечный, т. е. постоянно продолжающийся, эксперимент. Цент­ральное значение имеет здесь достаточно большое количество дан­ных. Третий вид безупречного эксперимента — экспериментполного соответствия, все обстоятельства проведения которого суть те же самые обстоятельства, на которые будут распространяться его вы­воды. В нем важно то, что дополнительные факторы нужно сохра­нять не просто на неизменном, но и на адекватном уровне. При сравнении первоначально описанных экспериментов с их менее удач­ными вариантами было обнаружено, что во всех случаях оригиналь­ные планы были ближе к одному из видов безупречного экспери­мента.

В любом реальном эксперименте не все полученные данные можно считать достоверными. Однако нужно стремиться получить результаты (основу для будущих выводов), как можно более близ­кие к результатам безупречного эксперимента. Чем ближе реальный эксперимент к безупречному, безошибочному и по плану, и по про­цедурам, тем лучше он репрезентирует, или представляет его. Во всех случаях сравнения оригинальных экспериментов с их менее удачно спланированными вариантами оказалось, что именно ориги­нальные лучше представляют безупречный эксперимент. В зависи­мости от того, насколько реальные эксперименты репрезентируют безупречный, они бывают более или менее валидными. Различают два видавалидности. Первый называетсявнутренней валидностью. Речь идет о таком планировании эксперимента, при котором можно получить то же отношение между независимой и зависимой пере­менными, что и в идеальном или бесконечном экспериментах, т. е. об устранении побочных влияний. Если же эксперимент по своему проекту позволяет получить те же результаты, что и эксперимент полного соответствия, то он обладаетвнешней валидностью. Экспе­римент, страдающий недостатком внутренней валидности, можно назватьнеудачным, несостоятельным, а эксперимент, которому не­достает внешней валидности, —неадекватным. Примером последнего служит эксперимент, при проведении которого уровень значимой Дополнительной переменной не соответствует ее реальному уровню. Было установлено, наконец, что даже когда эксперимент удачно спланирован и успешно проведен, нет полной гарантии того, что полученные в нем результаты подобны результатам безупречного эксперимента. И наоборот, неудачно спланированный эксперимент может дать корректные результаты. Хотя, конечно, у хорошо сплани­рованного эксперимента таких шансов больше.

Особое внимание в этой главе мы уделили внутренней валид­ности — главному требованию к любому эксперименту. Существует Целый ряд факторов, затрудняющих достижение внутренней валид­ности. В эксперименте с одним испытуемым это прежде всего все­возможные изменения, происходящие с течением времени. Идеаль­ный эксперимент неосуществим, нельзя одновременно предъявить одному и тому же испытуемому различные условия независимой переменной. На практике двух идентичных проб не существует, не­зависимо от того, предъявляются они одному испытуемому или разным. Это связано, в частности, с теми побочными факторами, 0уровни которых могут изменяться. Некоторые из этих факторов можно зафиксировать и проконтролировать. Однако в большинстве случаев связанная с ними нестабильность результатов от пробы к пробе неизбежна. Как продолжительные, так и кратковременные колебания такого рода являются скорее правилом, чем исключе­нием. Некоторые из них связаны с непостоянством побочных влия­ний, которые можно определить, но нельзя проконтролировать. Даже сама независимая переменная не всегда остается неизменной в различных пробах. Непостоянство же зависимой переменной может быть связано также с особенностями изучаемого поведения и с его измерениями в эксперименте. Все эти факторы мы объеди­нили под названием«факторы времени».

Помимо них мы описали еще три источника нарушения внут­ренней валидности. Некоторые эксперименты, особенно связанные с научением, требуют применения различных задач для разных усло­вий, и тогда «факторы задачи» становятся одним из таких источ­ников. Далее, в любом эксперименте, где разные условия предъяв­ляются одному и тому же испытуемому, существуютэффекты последовательности, т. е. влияния ранее предъявленного условия на предъявленное позже. И еще один источник нарушения внутренней валидности — этопредубеждение экспериментатора о преимущест­ве одного из условий независимой переменной.

Все эти угрозы внутренней валидности в случае их неустране­ния приведут к одному из двух следствий. Первое — ненадеж­ность эксперимента. Она возникает в том случае, если при большом разбросе данных проведено слишком мало проб. Здесь у нас нет полной уверенности в том, что при повторении эксперимента будут получены те же самые результаты. Второе—систематическое сме­шение, когда каждое из условий независимой переменной неразрыв­но связано со своим уровнем одной из других переменных, и это нарушает внутреннюю валидность.

В главе были обсуждены различные схемы эксперимента с од­ним испытуемым и то, насколько успешно позволяют они устранить указанные недостатки. Какая бы схема ни применялась, неотъемле­мой частью эксперимента является первичный контроль за побоч­ными факторами. Это — организация и протоколирование экспери­мента, стабилизация известных побочных переменных, точность экспериментальных процедур и необходимое количество проб.

Схема случайной последовательности особенно удобна в тех экспериментах, где для каждого из условий можно применить боль­шое количество проб. Валидность зависит от числа проб, необходи­мого для достижения высокой надежности эксперимента. Использо­вание этой схемы исключает возможность всех эффектов последова­тельности, за исключением асимметричных влияний. Впрочем, по­следние сохраняются и при использовании других схем.

Если в эксперименте можно использовать не так много проб, то лучше предъявлять их не в случайном порядке, а применить схему регулярного чередования. Надежность эксперимента вновь будет зависеть от соответствия количества проб разбросу показа­телей. Экспериментатору следует обратить особое внимание на воз­можные влияния событий, происходящих через равные промежутки 0времени. Эти влияния могут давать определенное преимущество одному из исследуемых условий и, таким образом, приводить к сис­тематическому смешению.

Схема позиционно уравненной последовательности применяется при относительно небольшом количестве проб (или блоков проб). Надежность зависит от адекватности выбора проб или их блоков изучаемому поведению. Здесь контроль за систематическими влия­ниями факторов, изменяющимися от пробы к пробе, связан с предпо­ложением о линейном характере этих изменений.

Схемы различаются также и по тому, насколько успешно они позволяют преодолеть различия задач. При использовании пози­ционно уравненной последовательности все задачи разделяют на пары, стараясь подобрать в каждую пару задачи примерно одина­ковой трудности. Если это не удается полностью, то внутренняя валидность эксперимента пострадает из-за неизбежного для данной схемы систематического смешения независимой переменной с фак­торами задачи. Если используются случайная последовательность или регулярное чередование условий, т. е. число проб достаточно велико, то задачи (или пары задач) можно предъявлять в случай­ном порядке. Тогда систематического смешения с факторами задачи не происходит. Однако высокая степень изменчивости этих факто­ров снижает надежность эксперимента.

К систематическому смешению приводят также эффекты после­довательности проб. При использовании схемы позиционного урав­нивания внутренней валидности угрожает неоднородность влияний ранних и поздних экспериментальных проб. Труднее всего устранить такие случаи систематического смешения, когда влияния последо­вательности взаимно асимметричны, т. е. влияние условия А на условие Б отличается от влияния условия Б на условие А. И это может произойти в любом эксперименте, где различные условия не­зависимой переменной предъявляются одному и тому же испытуе­мому.

ВОПРОСЫ

1. Как еще можно оценить эксперимент, кроме оценки качества организации его хода и протоколирования?

2. Покажите, как с помощью понятия идеального экс­перимента можно определить, что один способ про­ведения эксперимента лучше другого.

3. Почему для опытов Иоко с томатным соком образ­цом безупречного эксперимента служит бесконеч­ный, а не идеальный эксперимент?

4. Как внутренняя валидность связана с безупречным экспериментом?

5. Можно ли считать хорошим эксперимент, который 0не вполне репрезентирует эксперимент полного со­ответствия?

6. Опишите основные факторы, затрудняющие дости­жение внутренней валидности эксперимента.

7. Почему вопрос о различии задач касался прежде всего эксперимента Джека с заучиванием форте­пьянных пьес, а не двух других экспериментов?

8. Покажите различие между ненадежностью и систе­матическим смешением.

9. Как вы определите, что в эксперименте лучше при­менить схему регулярного чередования, чем схему случайной последовательности?

10. Сравните возможность систематического смешения при использовании схемы позиционного уравнивания и двух других схем.

11. В чем различие между систематическим смешением, которое может меняться от эксперимента к экспе­рименту при исследовании какой-то проблемы, и систематическим смешением, которое может про­изойти во всех экспериментах, направленных на ре­шение данной проблемы?

studfiles.net