VL Wahrnehmung und Aufmerksamkeit Farbwahrnehmung

Transkript

1 VL Wahrnehmung und Aufmerksamkeit Farbwahrnehmung

2 Macht der Farbe Er sah die Haut von Menschen, die Haut seiner Frau und seine eigene Haut als ein abstoßendes grau; hautfarben erschien ihm nunmehr Rattenfarben Die Falschheit von allem war verstörend sogar ekelerregend Er aß jetzt verstärkt schwarze und weiße Nahrungsmittel schwarze Oliven und weißen Reis, schwarzen Kaffee und Joghurt. Diese erscheinen zumindest relativ normal, während andere Nahrungsmittel, normalerweise farbige, nun furchtbar unnormal aussahen. (Sacks & Wasserman, 1987)

3 Wozu dienen Farben? Erkennen von Objekten in natürlichen Szenen Farben bilden Kontraste Signalwirkung Original Helligkeitssignal Farbsignal

4 Entwicklung durch Evolution herausgebildet spektrale Sensitivität der Zapfen optimal auf Bedürfnisse (z.b. Nahrungssuche) abgestimmt Farbenblindheit durch Unfälle: kortikale Blindheit meist von Geburt an: Fehler einer Zapfenart

5 Wiederholung: Licht Sonnenlicht durch Prisma Spektralfarben nm violett nm blau nm grün nm gelb nm orange nm rot

6 Reflektanz Reflektionseigenschaften eines Objekts bestimmt seine Farbe Reflektanz bei einer bestimmten Wellenlänge chromatische Farbe Reflektanz über das ganze Spektrum achromatische Farbe

7 Farbensehen Drei Eigenschaften von Farbe Farbton Sättigung: die Reinheit der Farbe Intensität: Helligkeit der Farbe Gouras (1919): Unterscheidung von 200 verschiedenen Farben Unterscheidung von 500 Helligkeitsabstufungen. Unterscheidung von 20 Sättigungsstufen. Wir können (200 x 500 x 20 =) 2 Millionen Farben sehen.

8 Dreifarbentheorie Psychophysik: Farbmischexperimente Thomas Young ( ), Hermann von Helmholtz ( ) Herstellung einer Farbe aus 3 Wellenlängen Metamerische Farben: derselbe Farbton aber physikalisch unterschiedlich Farbmischung möglich mit 3 Wellenlängen Young-Helmholtz sche Dreifarbentheorie

9 Dreifarbentheorie Farbwahrnehmung beruht auf drei Rezeptorsystemen unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit Licht erregt Rezeptorsysteme in unterschiedlichem Maß Aktivitätsmuster Wahrnehmung einer Farbe Verhältnis der Zapfenantwort führt zu unterschiedlicher Farbwahrnehmung

10 Neurophysiologische Evidenzen Dartnall, Bowmaker & Mollon (1983): drei Zapfenarten mit unterschiedlichen Absorptionsmaxima kurzwelliges Spektrum: K-Zapfen mittelwelliges Spektrum: M-Zapfen langwelliges Spektrum: L-Zapfen

11 Farbmischung Aktivitätsmuster erklärt Farbmischung Mischung von Blau und Gelb = Weiß additive Farbmischung Mischung von Wellenlängen Blau + Gelb = Weiß Rot (700 nm) + Grün (560 nm) = Gelb (590 nm)

12 Farbmischung subtraktive Farbmischung Farbmischung durch Kombination von Farbpigmenten Pigmentfarbe absorbiert unterschiedliche Wellenlängen Kombination absorbiert dieselben Farben wie die einzelnen Pigmentfarben

13 Gegenfarbentheorie Ewald Hering ( ) Rot-Grün und Blau-Gelb bilden Farbpaare antagonistisch Theorie gewonnen aus Beobachtungen: Blindheit für Farbpaare rot-grün Nachbilder

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16 Gegenfarbentheorie Hering: drei Mechanismen, die entgegengesetzt auf Licht reagieren Rot(+)-Grün(-): positiv auf Rot und negativ auf Grün Blau(-)-Gelb(+): negativ auf Blau und positiv auf Gelb Schwarz(-)-Weiß(+): reagiert positiv auf weißes Licht und negativ auf das Fehlen von Licht S - W + R + Gr - B - G +

17 Neurophysiologische Evidenzen Neurone, die auf unterschiedliche Wellenlängen antagonistisch reagieren: Gegenfarbenzellen Svaetichin (1956): auf Netzhaut reagiert positiv auf Licht von einem Ende des Spektrums; negativ vom anderen Ende DaValois (1960): im CGL erhöhte Entladung bei Licht von einem Ende des Spektrums

18 Gegenfarbenzelle Gegenfarbenzellen im striären Kortex durch Licht von einem Ende erregt durch Licht vom anderen Ende gehemmt zwei Typen: Typ-1 Gegenfarbenzelle Doppelte Gegenfarbenzelle

19 Gegenfarbenzellen im Kortex Typ-1 Gegenfarbenzelle rezeptives Feld mit On-Off-Organisation Zentrum wird von bestimmter Wellenlänge erregt; Umfeld von antagonistischer Wellenlänge gehemmt Doppelte Gegenfarbenzelle rezeptives Feld hat Zentrum mit einer Rot(+)-Grün(-) Gegenfarbenorganisation das Umfeld eine Rot(-)-Grün(+) Organisation

20 Gegenfarbenzellen Livingston & Hubel (1984) doppelte Gegenfarbenzellen Rot(+)-Grün(-)-Zentrum und Rot(-)- Grün(+)-Umfeld der häufigsten Farbzellentypus beim Affen Funktionalität: rote Früchte vor grünem Hintergrund Gegenfarbenzellen in Blobs keine orientierungssensitiven Zellen vornehmlich farbsensitive Zellen

21 Zwei-Prozess-Theorie Hurvich & Jameson (1975) erste Stufe: trichromatische Rezeptoren zweite Stufe: Gegenfarbenprozess R+Gr- Zelle: exitatorischer Input der L-Zapfen inhibtorischer Input der M-Zapfen B+G- Zelle komplexer: exitatorischer Input von S-Zapfen inhibitorisch von Zelle A, die die Eingangssignale von M- und L-Zapfen zusammenfasst.

22 Farbkonstanz Farben müssen auch bei wechselnden Lichtverhältnissen gleich aussehen Helligkeitsspektrum ändert sich im Verlauf des Tages künstliches Licht höherer Anteil an langwelligem Licht als natürliches Licht relative Stabilität der Farbwahrnehmung unter veränderten Lichtverhältnissen = Farbkonstanz Spektrum bei künstlichem zum Gelb-Rot Bereich verschoben.

23 Farbkonstanz durch 1. Das Umfeld weniger gute FK, wenn Umfeld abgedeckt Mondrian-Vorlagen: komplexe Berechnung der Lichtreflexionen 2. Verhältnis der Zapfenantwort Foster & Nascimento (1994): Verhältnis der Zapfenantwort bleibt bei veränderten Lichtverhältnissen gleich

24 Farbkonstanz durch 3. Vorwissen geringer Anteil der FK geht auf unser Wissen über die Farbe von Objekt zurück Delk & Fillenbaum (1965): Farbengedächtnis typischerweise rote Objekte als roter wahrgenommen

25 Helligkeitskonstanz äquivalent zur Farbkonstanz für achromatische Farben schwarz, weiß, grau als gleichbleibend hell wahrgenommen graue Quadrate physikalisch unterschiedlich Verhältnisprinzip: zwei Flächen, die unterschiedlich viel Licht reflektieren, sehen gleich aus, wenn das Verhältnis zu ihrer Umgebung konstant bleibt.

26 Farbfehlsichtigkeit verminderte Fähigkeit, Farben wahrzunehmen etwa jeder 12 te Mensch leidet unter Farbfehlsichtigkeit 1. Momochromasie keine funktionsfähige Zapfen nur Stäbchen -Sehen: wie in gedämpftem Licht geringe Sehschärfe überempfindlich für helles Licht

27 Farbfehlsichtigkeit 2. Dichromasie Protanopie, Deuteranopie, Tritanopie nehmen nur weniger Farben wahr M- oder L-Zapfen fehlen L-Zapfen fehlen, kurzwelliges Licht wahrgenommen, langwellig Gelb L-Zapfen fehlen, kurzwelliges Licht wahrgenommen, langwellig Gelb kurzwelliges Licht = blau; Erhöhung der Wellenlänge Rot

28 Ishirhara Vorlagen