GBM 5: Seminar zur Vorlesung Wahrnehmung und Kognition

Transkript

1 GBM 5: Seminar zur Vorlesung Wahrnehmung und Kognition 3. Termin Dipl.-Psych. Charlotte Falkenberg Anschrift: Wilhelm-Seelig-Platz 6, Kiel Raum: 312 Telefon: www:

2 Übersicht Nachtrag Helligkeit Aufgabenbesprechung Helligkeitscodes Bestimmung der Unterschiedsschwelle Tiefenwahrnehmung

3 Chevreul-Treppe wahrgenommene Helligkeit: gradueller Verlauf Kantenverstärkung Leuchtdichte Profil (tatsächliche Intensitäten)

4 Craik O Brien Cornsweet effect (COCE) When observers look at a pattern shaded right to left with the luminance profile graphed in Fig. I, they report that the uniform region on the left seems brighter than the corresponding region on the right. This is the Cornsweet (1970) version of an effect demonstrated earlier by Craik (1940) and O Brien (1958). It is of interest in that it gives an exception to the usual rule of contrast which applies when regions of different brightness or colour are placed adjacent to one another. In this pattern is an abrupt luminance contour at the centre. more luminous to the left, less to the right, gradually shaded to uniform regions of equal luminance on either side. However, although the uniform region on the left is closest to a bright part of the pattern, just left of centre, far from contrasting with it to seem darker than the region on the right it assimilates to it and seems lighter. This suggests a special role for abrupt edges in determining the brightness of regions. (Ware, C. & Cowan, W. B.,1983, p. 1). Leuchtdichte Profil Fig. I

5 Craik O Brien Cornsweet effect (COCE) Aus: Purves, D., Shimpi, A. & Lotto, R. B. (1999): Leuchtdichte Profil wahrgenommene Helligkeit

6 Craik O Brien Cornsweet effect (COCE) Aus: Purves, D., Shimpi, A. & Lotto, R. B. (1999): Leuchtdichte Profil wahrgenommene Helligkeit

7 Knill & Kersten Befund von Knill, D. C., & Kersten, D. (1991): Formwahrnehmung verändert die Helligkeitswahrnehmung: In b) erscheint die Frontfläche links dunkler ( lightness = wahrgenommene Helligkeit als eine Oberflächeneigenschaft), während in a) beide Frontflächen gleichhell aussehen, obwohl das Leuchtdichteprofil identisch ist. Leuchtdichte Profil

8 Schwach leuchtende Sterne Leuchtdichte von weißem Papier im Sternenlicht ca. 0,0001 cd/m² (10-4 ) Ob Sie peripher einen schwach strahlenden Stern sehen können, hängt von der Dunkeladaptation der Stäbchen ab und von der Leuchtdichte des Sterns Ein solcher schwach strahlender Stern ist foveal nicht unbedingt wahrnehmbar (auch dies ist abhängig von der Leuchtdichte des Sterns)

9 Übersicht Nachtrag Helligkeit Aufgabenbesprechung Helligkeitscodes Bestimmung der Unterschiedsschwelle Tiefenwahrnehmung

10 Aufgabenbesprechung 1.a) Input-Bild S1 Input-Bild S2

11 Aufgabenbesprechung Input-Bild S1 Input-Bild S2

12 Aufgabenbesprechung 1.a) P1 (lokaler Intensitätscode): 5 5 C(X T ) = I XT P2 (Infeld/Umfeld-Kontrast-Code): C(X T, X U ) = I XT / I XU P3 (Average-Luminance-Code): C(X T, X) = 50 * I XT / Mittelwert(I X ) P4 (Highest-Luminance-Code): C(X T, X) = 100 * I XT / Maximum(I X ) S1 S

13 Aufgabenbesprechung 1.b) P1 (lokaler Intensitätscode): 5 5 C(X T ) = I XT P2 (Infeld/Umfeld-Kontrast-Code): C(X T, X U ) = I XT / I XU P3 (Average-Luminance-Code): C(X T, X) = 50 * I XT / Mittelwert(I X ) P4 (Highest-Luminance-Code): C(X T, X) = 100 * I XT / Maximum(I X ) S1 S

14 Aufgabenbesprechung 1.c) Input-Bild S1 Input-Bild S2

15 Aufgabenbesprechung 1.c) (statt 90 könnte z.b. auch 14 eingesetzt werden, dann liefert P4 den selben Code für beide Input-Bilder) 90 Input-Bild S1 A Input-Bild S2

16 Aufgabenbesprechung Voraussetzung für die vorgenommene Veränderung ist, dass das Infeld im linken Bild immer noch heller wahrgenommen wird. Input-Bild S1 Input-Bild S2

17 Aufgabenbesprechung 1.c) S1 A S2 P1 (lokaler Intensitätscode): C(X T ) = I XT 5 5 P2 (Infeld/Umfeld-Kontrast-Code): C(X T, X U ) = I XT / I XU P3 (Average-Luminance-Code): C(X T, X) = 50 * I XT / Mittelwert(I X ) P4 (Highest-Luminance-Code): C(X T, X) = 100 * I XT / Maximum(I X )

18 Aufgabenbesprechung 1.c) S1 A S2 P1 (lokaler Intensitätscode): C(X T ) = I XT 5 5 P2 (Infeld/Umfeld-Kontrast-Code): C(X T, X U ) = I XT / I XU P3 (Average-Luminance-Code): C(X T, X) = 50 * I XT / Mittelwert(I X ) P4 (Highest-Luminance-Code): C(X T, X) = 100 * I XT / Maximum(I X )

19 2.a) Aufgabenbesprechung Bestimmung der Unterschiedsschwelle

20 Aufgabenbesprechung 2.a) Behälter: Einweg-Plastikbecher Gewichte: Büroklammern

21 2.b) und c) Aufgabenbesprechung Webersches Gesetz: ΔS = c * S

22 Sensorische Empfindlichkeitsbestimmung Reizentdeckung Absolutschwelle S 0 : Die kleinste Intensität eines physikalischen Reizes S, der (unter Optimalbedingungen) eine gerade eben bemerkbare Empfindung auslöst. Reizdiskrimination Differenzschwelle oder Unterschiedsschwelle ΔS: Diejenige Änderung eines physikalischen Reizes S, die nötig ist, um einen gerade eben bemerkbaren Unterschied der Empfindung hervorzurufen.

23 Sensorische Empfindlichkeitsbestimmung Reizentdeckung (Absolutschwelle S 0 ) Wie groß muss die Schallintensität eines Tones sein, um gerade eben bemerkbar zu sein? Wie groß muss die Lichtintensität einer Lichtquelle sein, um gerade eben bemerkbar zu sein? Reizdiskrimination (Differenzschwelle ΔS) Um wie viele db muss die Schallintensität eines Tones erhöht werden, damit der Ton gerade eben als lauter empfunden wird? Um wie viel Gramm muss eine Masse erhöht werden, damit sie als gerade eben schwerer empfunden wird?

24 2.d) Möglichkeit zur Verbesserung des Experimentes?

25 Bestimmung der Absolutschwelle Problem: Wie erhält man aus binären Daten ( Reiz wahrnehmbar / Reiz nicht wahrnehmbar ) metrische Informationen über die Absolutschwelle? für verschiedene Reizintensitäten mehrmaliges Nachfragen, ob Reiz wahrnehmbar ist oder nicht grafisch die relative oder prozentuale Häufigkeit von Reiz wahrnehmbar -Antworten in Abhängigkeit von der Reizintensität darstellen psychometrische Funktion

26 Häufigkeit von Reiz wahrnehmbar -Antworten [%] Psychometrische Funktion Reizintensität

27 Häufigkeit von Reiz wahrnehmbar -Antworten [%] Psychometrische Funktion Reizintensität

28 Häufigkeit von Reiz wahrnehmbar -Antworten [%] Psychometrische Funktion Absolutschwelle S 0 : Reizintensität mit 50 % Reiz wahrnehmbar -Antworten S Reizintensität

29 Bestimmung der Unterschiedsschwelle Problem: Wie erhält man aus binären Daten ( Reiz stärker / Reiz nicht stärker ) metrische Informationen über die Unterschiedsschwelle? für verschiedene Reizintensitäten mehrmaliges Nachfragen, ob Reiz stärker oder nicht grafisch die Häufigkeit von Reiz stärker -Antworten in Abhängigkeit von der Reizintensität darstellen psychometrische Funktion

30 Psychometrische Funktion S bezeichnet den Standardreiz S

31 Psychometrische Funktion S

32 Psychometrische Funktion Δu Δo S u S S o

33 Psychometrische Funktion Unterschiedsschwelle ΔS = (Δu + Δo) / 2 Hier: ΔS =? Δu S u S Δo S o

34 Psychometrische Funktion Je steiler die psychometrische Funktion, desto kleiner ΔS und umso besser die Diskriminationsfähigkeit S

35 Psychometrische Funktion Aufgrund des Weberschen Gesetzes (ΔS = c * S) wird die psychometrische Funktion für größere Ausgangsreize S immer flacher

36 Tiefenwahrnehmung Frage: Wie nehmen wir räumliche Beziehungen wahr? Welche Konzeptformen für räumliche Beziehungen stehen uns zur Verfügung? Durch welche Eigenschaften des Inputs (Tiefenhinweisreize) werden sie aktiviert?

37 Tiefenwahrnehmung Tiefenhinweisreize okulomotorisch visuell Akkomodation Konvergenz binokular monokular Stereodisparität statische Hinweisreize Bewegungsparallaxe Okklusion Größe Perspektive

38 Tiefenwahrnehmung Tiefenhinweisreize okulomotorisch visuell Akkomodation Konvergenz binokular monokular Stereodisparität statische Hinweisreize Bewegungsparallaxe Okklusion Größe Perspektive

39 Tiefenwahrnehmung Tiefenhinweisreize okulomotorisch visuell Akkommodation Konvergenz binokular monokular Stereodisparität statische Hinweisreize Bewegungsparallaxe Okklusion Größe Perspektive

40 Konvergenz

41 Akkommodation

42 Tiefenwahrnehmung Tiefenhinweisreize okulomotorisch visuell Akkommodation Konvergenz binokular monokular Stereodisparität statische Hinweisreize Bewegungsparallaxe Okklusion Größe Perspektive

43 Tiefenwahrnehmung Tiefenhinweisreize okulomotorisch visuell Akkommodation Konvergenz binokular monokular Stereodisparität statische Hinweisreize Bewegungsparallaxe Okklusion Größe Perspektive

44 Tiefenwahrnehmung Tiefenhinweisreize okulomotorisch visuell Akkommodation Konvergenz binokular monokular Stereodisparität statische Hinweisreize Bewegungsparallaxe Okklusion Größe Perspektive

45 Tiefenwahrnehmung Abbildung Bewegungsparallaxe (Goldstein, 2008)

46 Tiefenwahrnehmung Tiefenhinweisreize okulomotorisch visuell Akkommodation Konvergenz binokular monokular Stereodisparität statische Hinweisreize Bewegungsparallaxe Okklusion Größe Perspektive

47 Okklusion (Verdeckung)

48 Erinnerung: Gilchrists Zwei-Raum-Experiment hell dunkel Lampe Testkarte Wechselwirkungen zwischen den perzeptuellen Attributen: Testkarte Testkarte Verdeckungshinweisreiz verändert die wahrgenommene räumliche Beziehung und auch die wahrgenommene Helligkeit Phase 1 Phase 2

49 Perspektive: Konvergenz

50 Perspektive: Texturgradient

51 relative Größe und vertraute Größe Sechs gleichgroße Hunde und ein Tennisball Einschub: Zusammenhang Sehwinkel und retinale Größe

52 Einschub: Sehwinkel und wahrgenommene Größe Der Sehwinkel hängt von der Größe des Objektes ab und von der Entfernung des Objektes zum Betrachter: (Goldstein, 2008) Der Sehwinkel ist ein Maß für die retinale Größe G ret

53 Einschub: Sehwinkel und wahrgenommene Größe Ergibt sich aus der retinalen Größe G ret die wahrgenommene Größe G w? Hier: retinale Größe ist gleich, aber die wahrgenommene Größe unterscheidet sich! (Goldstein, 2008)

54 Einschub: Sehwinkel und wahrgenommene Größe Die wahrgenommene Größe G w hängt nach dem Emmertschen Gesetzt von der retinalen Größe G ret und der wahrgenommenen Distanz D w ab (sowie von einer Konstanten c): Emmertsches Gesetz: G w = c G ret D w

55 Tiefenwahrnehmung Tiefenhinweisreize okulomotorisch visuell Akkommodation Konvergenz binokular monokular Querdisparität statische Hinweisreize Bewegungsparallaxe Okklusion Größe Perspektive

56 Stereoskopisches Sehen durch Querdisparität rechtes Auge linkes Auge

57 Horopter F empirischer Horopter theoretischer Horopter F F

58 Horopter Der Horopter ist ein gedachter Kreis, der durch den aktuellen Fixationspunkt und durch die Mittelpunkte beider Augenoptiken geht Der Horopter beinhaltet alle Punkte, die auf korrespondierende Netzhautstellen fallen. Objekte, die auf dem Horopter liegen, werden mit der gleichen Entfernung wahrgenommen. Alle Objekte, die nicht auf dem Horopter liegen, fallen auf nichtkorrespondierende Netzhautstellen. Je weiter entfernt die Objekte vom Horopter sind, desto weiter sind sie auf der Netzhaut verschoben -> Querdisparität Durch Ermittlung der disparaten aber korrespondierenden Objekte in den beiden Bildern kann das Wahrnehmungssystem Tiefeninformationen gewinnen.

59 2 Arten von Querdisparität Ungekreuzte Querdisparität: Objekte, die weiter als der Fixationspunkt entfernt sind, sind auf der Netzhaut zur Nase hin verschoben. Gekreuzte Querdisparität: Objekte, die näher liegen als der Fixationspunkt entfernt sind, sind zur Seite hin verschoben.

60 Stereoskopisches Sehen durch Querdisparität F: Fixationspunkt O: Objekt ungekreuzte Querdisparität gekreuzte Querdisparität

61 Querdisparität Das dem visuellen Wahrnehmungssystem zur Verfügung stehende Netzhautbild ist vieldeutig. Jeder proximale Reiz ist mit vielen verschiedenen distalen Reizen vereinbar. Welche distalen Situationen könnten zu diesem Input führen?

62 Querdisparität

63 Querdisparität

64 Korrespondenzproblem?

65 Korrespondenzproblem?

66 Random-Dot-Stereogramm Random-Dot-Stereogramme besitzen keinerlei monokulare Tiefenhinweisreize. Der einzige Tiefenhinweisreiz ist die binokulare Disparität. Bild für rechtes Auge Bild für linkes Auge

67 Random-Dot Stereogramm rechtes Auge linkes Auge

68 Korrespondenzproblem?

69 Korrespondenzproblem Das dem visuellen Wahrnehmungssystem zur Verfügung stehende Netzhautbild ist vieldeutig. Jeder proximale Reiz ist mit vielen verschiedenen distalen Reizen vereinbar. Eindeutige Rückschlüsse von einem proximalen Reiz auf einen bestimmten distalen Reiz sind nicht möglich.?

70 Aufgaben zum Sehwinkel Aufgaben 3 Aufgabe zur wahrgenommenen Entfernung und zur wahrgenommenen Größe Optionale Aufgabe zur Berechnung der Unterschiedsschwelle (Vergleich der Formeln Vorlesung/Seminar)

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