VL 5: Helligkeit, Größe, Tiefe Flashcards
Was bestimmt die Wahrnehmung von Helligkeit?
Die Intensitätswahrnehmung von Licht wird bestimmt durch:
a) Lichtmenge der Quelle
b) Reflektion der Oberfläche
Was ist eine Beleuchtungsgrenze?
Kontur, die durch veränderte Lichtverhältnisse entsteht (Schatten)
Was ist eine Reflektionsgrenze?
Die Reflektion einer Oberfläche ändert sich (Verschiedene Farben)
(-> Helligkeit bedeutet die Wahrnehmung d. Schattierung der achromatischen Farbe- schwarz/weiß/grau)
Was ist Kontrastüberhöhung?
Die Wahrnehmung der Helligkeit zweier Flächen entspricht nicht immer der Verteilung ihrer Intensität.
Beispiel: Mach’sche Bänder
Definiere die Begriffe “physikalischer Kontarst” und “perzeptueller Kontrast”.
physikalischer Kontrast: Unterschied der Intensität zweier Flächen
perzeptueller Kontrast: Wahrnehmung unterschiedlicher Intensitäten zweier Bereiche.
Was sind Konturen? Was ermöglichen sie?
- Konturen sind enge Regionen, die zwei Flächen visuell trennen
- sie ermöglichen: Erkennen von Formen und Objekten (da diese hauptsächlich aus Konturen bestehen)
Auswirkung von Sakkaden auf die Wahrnehmung von Kontrasten? Führe hierzu ein Experiment an!
Visuelles System reagiert gut auf sich ändernde, aber schlecht (bis gar nicht) auf konstante Stimulation.
-> zum Erkennen von Konturen benötigen wir Sakkaden.
Experiment von Pitchard (1961):
- Ein Projektor am Auge befestigt
- Bild bewegt sich mit dem Auge -> stimuliert immer gleiche Rezeptoren
- nach 3 Sek. lösen sich die Konturen auf
-> bei stabilisierter Netzhaut verschwinden die Konturen
Wovon ist der wahrgenommene Kontrast abhängig?
- räumliche Frequenz
- Schärfe von Konturen
- Helligkeit angrenzender Flächen (-> Mach’sche Bänder)
Wie beeinflusst die räumliche Frequenz die Wahrnehmung von Kontrasten?
Gitter-Stimulus
- Kontrast-Sensitivitäts-Funktion: Abbildung des physikalischen Kontrastes, der nötig ist, um ein Gitter zu sehen, im Verhältnis zur räumlichen Frequenz = Kontrastsensitivität ist ein Maß dafür, wie empfindlich Menschen für die Wahrnehmung d. Unterschiedes zwischen hellen und dunklen Balken sind.
-> Erklärung: Räumliche Frequenz Kanäle im visuellen System
Also: Kontrastwahrnehmung ist abhängig von räumlicher Frequenz
-> je höher die räumliche Frequenz, desto geringer der wahrgenommene Kontrast (Bild wirkt verschwommener)
Was sind Mach’sche Karten?
Eine Demonstration dafür, wie Licht und Schatten sich auf die Wahrnehmung auswirken:
- Streifen Papier in der Mitte falten und aufstellen, Kante von links beleuchten
- von oben aus 45 Grad Winkel ansehen
- beide Seiten sehen weiß aus -> Helligkeitskonstanz
- zweiter Schritt: durch Loch auf Papier blicken -> Helligkeitskonstanz funktioniert nur, wenn das visuelle System adäquate Info über Beleuchtungsbedingungen hat
Beschreibe die “Helligkeitskonstanz”! Wann wird sie wichtig?
- Helligkeit meint hier die Wahrnehmung der Reflektion einer Oberfläche ( = engl. “lightness”)
- Burzlaff (1931): Wahrnehmung von Helligkeit orientiert sich am Prozentsatz des reflektierten Lichts und bleibt für eine gegebene Oberfläche konstant = Reflektanz ist relativ, es wird immer eine bestimmte Prozentzahl reflektiert
->Beim Auftreten von Helligkeitskonstanz wird unsere Helligkeitswahrnehmung nicht von der Beleuchtung, sondern durch die Reflektanz d. Objekte bestimmt
-> d.h. z.B., dass eine weiße Oberfläche auch bei veränderten Lichtverhältnissen weiß erscheint (weiß reflektiert immer 90%)
Wichtig, wenn Objekte teilweise im Schatten liegen.
Beschreibe das Prinzip, das die Helligkeitskonstanz bewirkt.
Das Verhältnisprinzip:
- eine Fläche erscheint unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen gleich hell, wenn sie im Verhältnis zur Umgebung den gleichen Anteil an Licht reflektiert
- zwei Flächen, die verschiedene Lichtmengen reflektieren, erscheinen gleich hell, wenn das Verhältnis ihrer Intensitäten zu denen ihrer Umgebung konstant ist
-> solange Verhältnis der Reflektion zwischen Objekt/Umwelt gleich bleibt -> Helligkeitskonstanz
Schilder ein Experiment zur Prüfung des Erklärungsansatzes zur Helligkeitskonstanz!
Versuchsanordnung von Gelb zur Helligkeitskonstanz.
- Scheibe von niedriger Reflektion in schwarzer Umgebung -> Scheibe ist dunkel, Hintergrund ist noch dunkler
- verstecktes Licht beleuchtet nur die Scheibe: sie erscheint weiß (Hintergrund reflektiert weniger Licht)
-> Verhältnis der Lichtintensitäten zwischen Scheibe und Hintergrund lässt die Scheibe weißerscheinen (hat hier größere Reizstärke) - als nächstes: Stück weiißes Papier vor der Scheibe -> sie wird sofort als schwarz wahrgenommen, Helligkeitskonstant wird neu “berechnet”
-> es findet also nach dem Verhältnisprinzip eine Berechnung für die Helligkeit der Scheibe statt. Hierbei erscheint die Scheibe im Verhältnis zur Umgebung schwarz = es geht immer nur um das Verhältnis des reflektierten Lichts = Umgebung wird immer einberechnet
Wodurch werden Schatten erkannt?
- Penumbra: verwischte Begrenzung von Schatten
- Form von Schatten: oft natürliche Objekte
Stelle den Hinweisreizansatz dar!
- Hinweisreiz-Ansatz: konstruktivistischer Ansatz
- Postulierung von Verbindungen zwischen Stimuli in der Umwelt, den Abbildern dieser Stimuli auf der Retina und wahrgenommener Tiefe (denn: Abbildung auf der Retina ist zweidimensional, es muss eine Umwandlung erfolegn um Tiefe erkennen zu können)
- Ziel: Identifizierung von Info im retinalen Bereich, die mit Tiefe/Raum assoziiert ist
- Hinweisreiz <-> Tiefenwahrnehmung
-> also: Informationen über die Tiefe werden aus Hinweisreizen erschlossen
Welche Hinweisreize nutzen wir zur Tiefenwahrnehmung?
- okulomotorische Reize
- Binokulare Disparität
- Bildliche Reize
- Bewegungsreize
Was sind Okulomotorische Reize? Wie helfen sie unserer Tiefenwahrnehmung?
- Reize, die abhängig sind von von unserer Fähigkeit, die Augenposition und Spannung der Augenmuskulatur zu bestimmen
- Konvergenz: Bewegung der Augen anch innen, um nahe Objekte zu fokussieren, die mit Muskelbewegung verbunden ist
- Akkomodation: Veränderung der Linsenform, um verschieden weit entfernte Objekte zu fokussieren (nur unter 3 Metern)
-> dadurch entstehende “Gefühle” im Auge liefern grobe Informationen über Entfernung eines fixierten Objekts. Jedoch keine Info darüber, ob es sich um Akkomodation oder Konvergenz handelt.
Bildliche Reize: Welche kennst du? Wie helfen sie uns bei der Tiefenwahrnehmung?
- Überlappung: zeigt die relative Tiefe an, keine absolute Entfernung
- Größe im Gesichtsfeld: Ein größeres Objekt erscheint weiter vorne
- Höhe im Gesichtsfeld: Bis zum Horizont: höhere Objekte weiter entfernt; über dem Horizont: höhere Objekte scheinen näher
- Atmosphärische Perspektive: entferntere Objekte wirken aufgrund der Luftbeschaffenhet unschärfer und bläulicher
- Lineare Perspektive: Parallele Linien laufen umso stärker aufeinander zu, je weiter sie sich vom Betrachter entfernen, um sich an einem (imaginären) Punkt zu Treffen
- Vertraute Größe: Wissen von den regulären Größen eines Objekts kann unsere Raum-/und Entfernungswahrnehmung beeinflussen
Bewegungsreize - was sind sie und wie helfen sie bei der Tiefenwahrnehmung?
- Bewegungsparallaxe: Geschwindigkeitsunterschiede scheinbarer Bewegung (entfernte Objekte bewegen sich langsam, nache Objekte schnell) (also ich bewege mich und die Objekte sind still, aber es scheint so)
- Interposition: Verdeckung bzw. Aufdeckung der entfernteren von zwei Oberflächen durch die Bewegung des Beobachters
Binokulare Disparität
Hinweisreiz, der auf der Tatsache beruht, dass die unterschiedlichen Positionen der Augen zwei leicht verschiedene Bilder der Umwelt erzeugen
- Korrespondierende Nethhautstellen: Punkte auf der Netzhaut, die sich überlappen würden, wenn man beide Retinas übereinanderschieben würde
Disparität: Punkte, die nicht auf dem Horopterkreis liegen, fallen auf nicht-korrespondierende / disparate Stellen (d.h. sie werden auf unterschiedlichen Stellen der Retina abgebildet). Je weiter Objekt vom Horopter entfernt -> je größer der Grad der Disparität.
Was sind korrespondierende Netzhautstellen?
Punkte auf der Netzhaut, die sich überlappen würden, wenn man beide Retinas übereinanderschieben würde.
Punkte, die auf dem Horopterkreis liegen, fallen auf korrespondierende Netzhautstellen.
Was ist der Horopterkreis? Disparität?
Imaginäre Oberfläche, die durch den Fixationspunkt läuft; Punkte, die auf ihm liegen, fallen auf korrespondierende Netzhautstellen.
Disparität: Punkte, die nicht auf dem Horopterkreis liegen, fallen auf nicht-korrespondierende / disparate Stellen (d.h. sie werden auf unterschiedlichen Stellen der Retina abgebildet). Je weiter Objekt vom Horopter entfernt -> je größer der Grad der Disparität
Binokulare Disparität: Was ist ein Stereoskop?
Gerät, das eine Tiefenillusion durch zwei geringfügig verschiedene Fotos produziert, die dem linken und rechten Auge präsentiert werden.
Gibt es neuronale Substrate für das Phänomen der bonokularen Disparität?
- es gibt “binokulare Tiefenzellen”:
diese Zellen reagieren am besten auf Stimuli, die auf Punkte der zwei Retinas fallen, die ein bestimmter Grad an Disparität trennt
-> also: Neuronen verändern ihre Feuerungsrate abhängig von der Disparität -> Info über Tiefe (für Tiefenwahrnehmung ist somit Disparität entscheident, nicht der Horopterkreis) -> Funktioniert logischerweise nur mit 2 Augen.
Fazit Tiefenwahrnehmung
Bei der Tiefenwahrnehmung wirken alle Tiefenreize zusammen!
Exkurs zur Tiefenwahrnehmung: Gibt es einen Einfluss von Handlung auf die Wahrnehmung von Tiefe?
Experiment:
Vpn sollten Entfernung zum Target schätzen. Sie sahen eine Wiese mit einigen Hinweisreizen.
UV:
Vpn mit Rucksack vs Vpn ohne Rucksack
Ergebnis:
Vpn mit Rucksack schätzen die Entfernung größer ein -> auch Tiefenwahrnehmung wird z.B. durch die mit einer Handlung verbundenen Anstrengung beeinflusst
Welches Phänomen muss beid er Größenwahrnehmung erklärt werden?
Sehwinkel, retinale Größe, Distanz
- je näher ein Objekt -> desto größer der Sehwinkel
- je größer ein Objekt -> desto größer der Sehwinkel
- Wenn Sehwinkel groß -> retinales Bild auch groß
-> also: wenn zwei Objekte den gleichen Sehwinkel, sind ihre retinalen Bilder gleich groß.
-> Frage: Wie unterscheidne wir, ob etwas klein und nah dran oder groß und weit weg ist? Denn: beide Objekte haben den gleichen Sehwinkel und werden somit mit der gleichen Größe auf der Retina abgebildet!
Was ist die Größenkonstanz?
- sehr oft sehen wir die physikalische Größe eines Objektes unabhängig von dessen Distanz (retinaler Größe) -> wir sehen Objekte als wären sie nah.
Tempel: Unter Größenkonstanz versteht man das Phänomen, dass ein Objekt in unterschiedlicher Entfernung als gleich groß wahrgenommen wird (obwohl sich das retinale Abbild verkleinert/vergrößert)
Welche Informationen ziehen wir zur Schätzung der Größe heran?
- Tiefe als Information
- Texturgradient und Vertrautheit
Tiefe als Information für Größenwahrnehmung: Welches Experiment verdeutlicht, dass Menschen Tiefe als Information zur Größeneinschätzung nutzen? Was war die Schlussfolgerung?
Größenwahrnehmung hauptsächlich abhängig von Tiefenwahrnehmung. (denn Sehwinkel gibt nicht genügend Informationen über Größe)
-> Fehlen von Tiefeninfo -> fehlerhafte Beurteilung der Größe von Objekten
Experiment von Holway & Boring:
- Vpn saßen am Kreuzungspunkt zweier Flure. In jedem Flur jeweils eine Scheibe angebracht
- erleuchtete Testscheiben in variabler Distanz und Vergleichsscheibe (3 Meter entfernt)
- Testscheiben immer 1° Sehwinkel
- Aufgabe: Größe der Vergleichsscheibe an Testscheibe anpassen (-> Entfernung variiert während Sehwinkel (retinale Größe) konstant gehalten wurde)
Ergebnisse:
- Nachweis der Größenkonstanz: steht Tiefe als Information zur Verfügung, kann die Größe der Scheibe sowohl mit zwei als auch mit einem Auge sehr exakt eingestellt werden
-aber: Größenkonstanz bricht zusammen, wenn Einschätzung der Distanz zu schwierig wird (wenn Vpn durch eineLochblende blicken musste oder der Flur Vorhänge hatte)
-> Beleg dafür, dass Tiefeninformationen notwendig für Größenschätzung sind
Schlussfolgerung: Größe-Distanz-Kombination
Die Information von der Retina wird mit der Distanzabschätzung modifiziert.
Tiefe als Information für Größenwahrnehmung: Inwieweit bestätigt das Emmert’sche Gesetz, dass Tiefe als Information genutzt wird, um Größe richtig einzuschätzen?
- Nachbild erscheint umso größer, je weiter entfernt es gesehen wird
- retinale Größe des Nachbilds immer gleich
- wahrgenommene Größe bestimmt durch Distanz der Oberfläche, auf der das Nachbild gesehen wird
Texturgradient und Vertrautheit als Information: Wie löst der ökologische Ansatz das Problem der Größenkonstanz?
Allgemeine Annahme: Wahrnehmung geschieht unmittelbar und nicht durch Berechnung oder Konstruktion.
Texturgradient:
Liegt dann vor, wenn Elemente, die in einer Szenerie gleiche Abstände aufweisen, mit zunehmender Distanz dichter gepackt aussehen -> liefern invariante Info, da die Info unabhängig von der Bewegungsrichtung erhalten bleibt.
-> Größe kann über die Beziehung zwischen Textur und Objekt erschlossen werden
Welche Größentäuschungen kennst du?
- Das Ames’sche Zimmer
- Die Mondtäuschung
- Müller- Lyer’sche Täuschung
- Ponzo-Täuschung
Beschreibe die Größentäuschungen des “Ames’schen Zimemrs”!
Menschen gleicher Größe erscheinen in diesem verzerrten Raum verschieden groß, da sie scheinbar in gleicher Entfernung, de facto aber in unterschiedlicher Distanz zum Beobachter stehen
-> Tiefe als Information wichtig zur korrekten Größeneinschätzung
Beschreibe die Mondtäuschung! Welche Erklärungsansätze gibt es?
Mond erscheint am Horizont größer als im Zenit.
1. Hypothese der Blickanhebung: Mondtäuschung entsteht durch Augenposition (angehobene Augen lassen den Zenit-Mond kleienr erscheinen)
2. Scheinbare Distanztheorie:
Objekt, das über einem gefüllten Bereich gesehen wird, erscheint weiter weg als eines mit gleichem Sehwinkel, das durch den leeren Raum gesehen wird (Mond am Zenit wird näher geschätzt -> da gleicher Sehwinkel: wird kleiner geschätzt)
Für welchen Erklärungsansatz der Mondtäuschung gibt es empirische Evidenz?
Kaufmann & Rock (1962): Unterstützung für scheinbare Distanztheorie
- Aufgabe: Vpn sollten sich den Himmel als Oberfläche vorstellen
- Frage: Ist die Oberfläche am Horizont oder am Zenit weiter entfernt?
- Antwort: Am Horizont
- Maskierung der Ebene, über welcher der Horizont erscheint -> Täuschung verschwindet
Stelle die Müller-Lyer’sche Täuschung dar! Wie wird diese erklärt?
Das Ding mit dem Strich wo einmal Pfeile nach außen und einmal Pfeile nach innen zeigen; nach innen zeigend -> Strich wird länger wahrgenommen
Erklärung:
-falsch angewandte Größenkonstanz: aus der 3D fälschlich auf die 2D Repräsentation übertragene Größe-Distanz-Abwägung
- Linien (automatisch) als Konturen von Innen- und Außenecken gesehen. Innenecke als näher dran und somit kleiner empfunden.
Wo liegen die Grenzen der Erklärung von Gregory für die Müller-Lyer Täuschung?
Müller-Lyer Täuschung funktioniert auch in abgewandelter Form (Kreise statt Pfeile)
Oder: 3 gefaltete Papiere, Distanz zwischen den Knicken schätzen.
Stelle die Ponzo-Täuschung dar!
“Zuggleise”: zwei gleich lange Striche scheinen unterschiedlich lang, je nachdem ob sie weiter oben oder unten liegen
Erklärung nach Gregory:
Beide aufeinander zulaufenden Linien werden automatisch als Tiefeninformation der perspektivischen Konvergenz signalisierend wahrgenommen -> obere Linie wird weiter entfernt wahrgenommen und erscheint größer.
