Visuelle Wahrnehmung

In diesem Kapitel werden wir das besprechen visuelle Wahrnehmung und wie wir Objekte wahrnehmen als Ganzes.

Wir gehen zurück auf einige der wichtigsten Aspekte, wie unser Wahrnehmungssystem Informationen vereinheitlicht, wie es das Objekt vom Rest der Szene unterscheidet, den "Hintergrund" und wie der Umriss des "Proto-Bildes" erarbeitet wird. vom rechnerischen Standpunkt aus, mit der Theorie von David Marr und vom Standpunkt der aufkommenden Reize von Treisman und Biederman.

Zum Schluss werden wir sehen, wie wichtig der Kontext ist und wie die Szene trotz veränderter Größe oder Lichtbedingungen der Umgebung konstant bleibt.

Visuelle Wahrnehmung von Objekten

Die visuelle Wahrnehmung von Objekten hat einen ausgeprägten psychophysischen Charakter, dh wir gehen ausgehend von individuellen Merkmalen zu Gruppen von Merkmalen über, den Objekten selbst und den Szenen.

Derzeit geben die meisten Forscher zu, dass die visueller Prozess Dies ist auf die Kombination von Reizen, die bestimmenden Empfindungen und deren Integration in verschiedene Bereiche des Gehirns zurückzuführen.

Die ersten, die diesen multiplen Prozess verstanden haben, waren die Mitglieder der Gestalt. Max Wertheimer war der Initiator dieser Strömung, als er das Phänomen der scheinbaren Bewegung untersuchte, bei dem eine Folge von festen und statischen Bildern, die mit einer geeigneten Frequenz präsentiert wurden, das Bewegungsempfinden erzeugen konnte. Die Frankfurter Schule stellte mit ihrer Psychologie der Gestalt die damals vorherrschende strukturalistische Bewegung in Frage und schlug vor, die Wahrnehmung aus Empfindungen zu schaffen.

Gestaltpsychologen studierten optische Täuschungen und folgerten daraus, dass sich das Ganze von der Summe der Teile unterscheidet. Sie untersuchten die Art und Weise, in der die kleinen Elemente der Objekte gruppiert werden, und schlugen sogenannte Gesetze der perzeptiven Organisation vor: das Gesetz der Schwangerschaft, das Gesetz der Ähnlichkeit, das Gesetz der guten Fortdauer, das Gesetz der Nähe, das Gesetz des Schicksals Common und Gesetz der Vertrautheit.

Obwohl diese Organisationsprinzipien Gesetze genannt werden, entsprechen sie für die Mehrheit der heutigen Psychologen den Heuristiken oder allgemeinen Regeln, die zur Lösung eines Problems beitragen, im Gegensatz zu einem Gesetz oder Algorithmus, der ein Prozess ist, der immer zur Folge hat Lösung eines Problems.

Die Berücksichtigung der Heuristik nach den Prinzipien der Gestalt gehorcht dahingehend, dass ihre Anwendung in Bezug auf die Informationen, die dazu beitragen, nicht immer perfekt ist. Manchmal können wir Fehler machen, wenn wir das interpretieren, was wir wahrnehmen, jedoch die Verwendung von Heuristiken ampIm Gehirn ist es bei der Lösung von Problemen viel schneller, eine Heuristik als die Anwendung von Algorithmen zu verwenden, mit viel höheren Energiekosten.

Es scheint, dass wir uns an das Ergebnis der Evolution gewöhnt haben, Heuristiken bei unseren Entscheidungen und bei der Lösung von Problemen zu verwenden.

Vor kurzem wurden drei neue Prinzipien der perzeptiven Organisation vorgeschlagen (Stephen Palmer, 1992 und 1999):

• Das Prinzip der gemeinsamen Region.
• Prinzip der Verbindung zwischen Elementen.
• Das Prinzip der Synchronität.

Eines der Probleme, das Gestaltforscher für die visuelle Wahrnehmung interessierte, war das sogenannte Phänomen der Segregation, das wir im Fall von Hintergrundfiguren sehen, wie am Beispiel von Rubins Glas und Gesichtern.

Was es uns veranlasst, das eine oder das andere zu sehen oder zu erkennen, was bestimmt, dass das eine oder das andere vorherrscht.

Es scheint, dass es eine Reihe von Hinweisen gibt, die die Dominanz von etwas als Figur und etwas als Hintergrund motivieren. Die symmetrischen Bereiche werden in der Regel als Zahlen gesehen, genauso wie die kleineren Bereiche im Vergleich zu größeren Flächen, wobei letztere den Hintergrund und die wesentlichen Elemente darstellen würden, sie werden auch eher als Zahlen wahrgenommen.

Verfassung von Gegenständen

Marrs rechnerischer Ansatz

Für David Marr die visuelles System Es würde sich so verhalten, als wäre es ein Computer, der zum Betrachten von Objekten programmiert ist. Die Szene, die vor uns erscheint, würde die Augen durchdringen und auf die projiziert werden Retina.

Der erste Schritt der Analyse wird sein Bestimmen Sie helle und dunkle Bereiche sowie Bereiche, in denen Intensitätsänderungen auftreten. Damit beginnt eine erste Skizze der Formen, die Teil der Szene sind. Dies wird als "Primärskizze" bezeichnet, die geschlossene Bereiche wie Kreise, Ellipsen oder Quadrate umfasst, die die Objekte definieren würden.

In diesem ersten Schritt werden die Objekte in der Szene definiert, nicht deren Details oder die Schatten oder Änderungen in der Beleuchtung.

Laut Marr führt das visuelle System diese Funktion aus, indem es die Intensitätsänderungen des Bildes mathematisch analysiert und das, was der Autor als die natürlichen Beschränkungen der Welt bezeichnet.

Der nächste Schritt ist gruppieren Sie die primitiven Skizzen. Genauso wie die Gestaltpsychologen vorschlagen.

Jetzt werden die primitiven Skizzen nach Kriterien gruppiert, die die Verwendung des Prozesses von oben nach unten voraussetzen, obwohl der Autor den Vorgang nicht vollständig beendet. Man erhält eine Oberflächendarstellung der Objekte der Szene (Skizze in 2-1 / 2 D), um eine dreidimensionale Rekonstruktion der Szene zu beenden (Skizze 3D).

Theorie der Integration von Merkmalen

Die von Treisman und Gelade (1987,1993 und 1998) vorgeschlagene Theorie der Integration von Eigenschaften, die auch als TIC bekannt ist, bestätigt, dass die Wahrnehmung von Objekten gemäß einer Abfolge von Stufen erzeugt wird, die in einer ersten Formphase beginnt.vor Aufmerksamkeit", Wenn das System das Bild analysiert und das Vorhandensein von Merkmalen bestimmt, die die Grundeinheiten der Wahrnehmung bilden, wie Krümmung, Orientierung, Farbe, Bewegung usw.

In einer zweiten Phase "Stufe der fokussierten Aufmerksamkeit", Die Grundmerkmale ergeben zusammen die Wahrnehmung des Objekts.

Sobald das Objekt identifiziert ist, wird es mit den Daten ähnlicher Objekte verglichen, die zuvor kategorisiert und im Speicher gespeichert wurden.

Der Übergang von der ersten zur zweiten Stufe ist der Schlüssel zu dieser Theorie. Das visuelle System arbeitet durch Bestimmen von emergenten Kanten zwischen Bereichen, die aus verschiedenen Elementen bestehen, und durch ein visuelles Suchverfahren. In einer Szene können zwei Sätze von Elementen nebeneinander stehen, um c zu erstellenampTextural wie in der Figur. Wenn die beiden Bereiche unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, "fällt" ein Grenzwert unmittelbar zwischen den beiden Bereichen auf, "tritt auf", wie in der Figur, wo die Komponenten unterschiedliche Orientierungen haben.

Im folgenden Bild sehen wir die gleiche Situation klarer.

Die Grenzwerte werden erzeugt, weil eine der Komponenten Linien aufweist, die einander kreuzen, und die andere nicht (a und b), während dies in Abbildung c nicht der Fall ist. Das kontextuelle Muster ist dasselbe und es entsteht kein Schwellenwert (Nathdurf) 1990).

Der visuelle Suchvorgang

El visueller Suchprozess Befolgen Sie zwei Richtlinien.

einer von quasi automatische Erkennungwie im Fall der Figur, in der das "O" vor dem Hintergrund der anderen Buchstaben, die es umgeben, "V" hervorsticht und die sowohl in Situation (a) mit wenigen Ablenkern als auch in (b) sofort wahrgenommen werden ), mit mehr Ablenkungen. In der anderen Figur passiert etwas anderes, a Erkennung, die größere Aufmerksamkeit erfordertDas "R" wahrzunehmen, ist schwieriger und wird komplizierter, wenn wir von wenigen zu vielen Distraktoren übergehen, was einen größeren Zeit- und Energieaufwand bedeutet.

In den vorherigen Beispielen erfolgt die Erkennung im ersten Fall automatisch und wird aufgerufen Markieren im "herausspringen".

Automatisches Erkennen von Objekten Vs mit größerem visuellen Aufwand

Das Highlight in Pop-Up ist gekennzeichnet weil die Erkennung des Reizes, in diesem Fall des Buchstabens O, unabhängig von der Anzahl der ihn umgebenden Distraktoren war, Buchstaben "V", während in den Fällen, die nicht automatisch auftraten, wie im Beispiel des Buchstabens "R" Die Anzahl der Distraktoren hat nun die für ihre Erkennung erforderliche Zeit beeinflusst. Je mehr Distraktoren und dem zu erkennenden Stimulus ähnlicher sind, desto mehr Zeit ist für ihre Identifizierung erforderlich, wie in der Grafik zu sehen ist, die eine Studie darstellt typisch für die visuelle Suche, wobei Linie (a) den Fall des O zwischen V und Linie (b) den Fall von R zwischen P und Q darstellt, wobei die Anzahl der Distraktoren die Erfassungszeit erhöht.

Treisman studierte die Reize, die das Merkmal des Auftauchens hatten, und stellte fest, dass die prominentesten die folgenden waren:

• Krümmung
• Ausrichtung
• Bewegung
• Farbe Farbe.
• Helligkeit
• Adresse
• Beleuchtung 

Diese Eigenschaften würden zu Beginn der Prä-Aufmerksamkeits-Phase erkannt.

Die experimentellen Arbeiten von Treisman zeigten, dass die auftauchenden Eigenschaften unabhängig voneinander wahrgenommen werden (Linien, Farbe, Texturen, Bewegung, Orientierung usw.), und erst später würden sie integriert werden, um den Elementen, aus denen die Szene besteht, eine Form zu geben.

Diese erste Phase der aufkommenden Unabhängigkeit erklärt sich aus der Tatsache, dass jede dieser Eigenschaften an einer anderen Stelle im Gehirn verarbeitet wird. Bewegungen werden in Parietalbereichen aufgezeichnet, während Gesichter in der Inferotemporal-Region erfasst werden.

Die Phase der Kombination der in der vorzeitlichen Phase wahrgenommenen Merkmale würde dank der Mechanismen der fokussierten Aufmerksamkeit stattfinden, die als "Leim" fungieren, der die Merkmale an einem konkreten Ort vereint.

Erkennung durch Komponenten

Vorgeschlagen von Irving Biederman in 1987 und im Einklang mit den Beiträgen von Marr und Treisman. Der Hauptunterschied besteht in der Tatsache, dass die erfassten Elemente volumetrischen Charakter haben, eine dreidimensionale Form haben und die Teile eines Objekts darstellen.

Biederman nannte diese volumetrischen Einheiten "Geones" und definierte 36-Grundformen, die alle drei grundlegende Eigenschaften erfüllten:

• Invarianz in Sicht: in dem die Geonen auch dann identifiziert werden können, wenn sie ihren Blickwinkel ändern.
• Diskriminierbarkeit: Jeder Geon unterscheidet sich vom anderen, obwohl der Standpunkt unterschiedlich ist.
• Beständigkeit gegen visuelles Rauschen: Ein Geon kann auch dann identifiziert werden, wenn die Hälfte seiner Struktur von einem anderen Geon gelöscht oder blockiert wird.

Die folgende Abbildung zeigt grundlegende Geones (a), die Teile der Abbildungen in (b) sind, und unterstreicht die Tatsache, dass nur mit der Kombination von 2- oder 3-Geones bereits erkennbare Figuren gebildet werden.

Visuelle Wahrnehmung und Erkennung und visuelle Identifikation von Objekten

Erkennen oder sehen Sie ein Objekt

Erkennen Sie ein Objekt es ist die Erfahrung, etwas so wahrzunehmen, wie es vorher bekannt war.

Identifizieren Sie ein Objekt bedeutet, einem Objekt einen Namen zu geben, es in einem Kategorisierungsschema richtig zu klassifizieren, zu wissen, in welchem ​​Kontext es normalerweise gefunden wird, dh sich an etwas über das Objekt zu erinnern und es einfach gesehen zu haben.

Je öfter wir ein Objekt sehen, desto größer ist die Spur, die in der Erinnerung hinterlassen wird, und je vertrauter das Objekt uns zugeworfen wird, d. H. Je einfacher es ist, es zu identifizieren, bewegen wir uns zu dem Konzept, es allein erkennen zu müssen.

Beide Prozesse erfolgen über einen Speicher- und Abrufmechanismus. Wenn wir etwas sehen, wird ein Wahrnehmungsbild erzeugt, das mit anderen Darstellungen im Speicher verglichen werden muss, zusammen mit den Verbindungen, die diese anderen Darstellungen zu anderen im Speicher gespeicherten Informationen haben.

Visuelle Wahrnehmung durch Daten und durch Konzepte

La Die visuelle Wahrnehmung sendet Daten von der NetzhautB. als Farbe, Brillanz usw., die nach den Vorgaben der Gestalt gruppiert werden, bis sie eine Menge bilden, die für den Betrachter sinnvoll ist und die diese Informationen als etwas Konkretes identifiziert.

Auf der anderen Seite können wir Prozess durch Konzeptedurch einen Top-Down-Mechanismus, basierend auf früheren Erfahrungen, Emotionen, Vorwissen usw., der die Suche nach bestimmten Mustern in den eingehenden Reizen aktiv leitet. Wenn wir an einem Spielplatz vorbeikommen, auf dem Kinder spielen, und wenn wir sehen, dass ein Objekt nicht sehr groß ist, wird unser visuelles System zuerst prüfen, ob es sich um einen Ball handelt, etwas ganz anderes, wenn wir in einem Park wären, dann würden wir prüfen, ob es sich um ein Spiel handelt Vogel Es geht darum zu prüfen, ob wir das sehen, was wir hoffen.

Visuelle Wahrnehmung von großen und kleinen Objekten

Im Allgemeinen ist zu beachten, dass die Globalität in bestimmten Grenzen Vorrang vor lokalen Aspekten hat.

Das Vorhandensein von Reizen, dh Buchstaben, die durch kleinere Reize gebildet werden, offenbart diese Tatsache. Zuerst wird die Form des großen Buchstabens wahrgenommen und dann die Reize, Buchstaben, aus denen sich dieser zusammensetzt (Navon 1977). Ein globaler Reiz wird schneller erkannt als der lokale Reiz, vorausgesetzt, das Ordnungsmuster wird nicht unterbrochen, dh sind die Elemente, aus denen die große Figur besteht, sehr weit voneinander entfernt, werden die kleinen Elemente, aus denen er besteht, schneller wahrgenommen Wahrnehmung der großen Figur, globale Reize, schneller sein, kleine Reize sollten ausreichend nahe beieinander gruppiert sein. 

Entscheidend ist auch die absolute Größe der Figur, wenn sie sehr groß istampoco wird zuerst in Bezug auf kleine Reize wahrgenommen. Die Interpretation dieses Phänomens muss in die Mechanismen der Aufmerksamkeit gestellt werden.

Kontext und Identifikation

Manchmal werden identische Stimuli als unterschiedlich wahrgenommen, abhängig von dem Kontext, in dem sie erscheinen, wie in der Abbildung, in der der Buchstabe B und der 13 identisch sind, aber wir interpretieren sie als Buchstaben oder als Zahl, je nachdem, in welchem ​​Kontext sie sich befinden.

Wenn ein unangemessenes Objekt in einer bestimmten Szene erscheint und es keine signifikanten Zeichen von Relevanz hat, wird es auf diese Weise eher unbemerkt bleiben, im Gegensatz zu den Objekten, die in dieser Szene geeignet sind und an die erinnert wird mehr Leichtigkeit.

Wahrnehmungskonstanz in der visuellen Wahrnehmung

Wir haben alle erlebt, wie Dinge, die Objekte der visuellen Szene, konstant bleiben, oder wir identifizieren sie weiterhin als das, was sie sind, selbst wenn sich die Lichtsituation, die Entfernung oder die Orientierung ändert. Nicht aufgrund der Tatsache, dass sich uns etwas nähert und seine Größe vergrößert, denken wir, dass es ein anderes Objekt ist, das sich von dem ersten unterscheidet. Es gibt eine Konstanz der Wahrnehmung im Bewusstsein, selbst wenn sich unsere Sehbedingungen ändern.

Es gibt drei Bedingungen für die Wahrnehmungskonstanz:

• Größe und Form
• Weiße oder Farbe der Oberfläche.
• Lage des Objekts im Raum im Verhältnis zum Beobachter.

Die Konstanz hat zwei grundlegende Phasen:

Der erste ist der von registrieren, der Prozess, durch den die Änderungen der proximalen Reize codiert werden, um sie zu verarbeiten (unbewusst).

Der zweite von Besorgnisvon bewusster Natur, in der wir uns der Eigenschaften des Objekts bewußt werden, des Fokalreizes, der dazu neigt, konstant zu bleiben, und der Eigenschaften der Situation, die auf sich verändernde Aspekte der Umgebung als Position des Subjekts hinweisen.

Nachweis der Größe

Wir müssen bedenken, dass die Größe der Objekte in der Netzhaut je nach Entfernung variiert, aber die Wahrnehmung der Größe hängt nicht nur von dem Objekt ab, das wir beobachten, sondern auch von der Umgebung, in der es sich befindet, und den Objekten, die es umgeben und der absoluten und relativen Abstände.

Die Konstanz der Größe wird durch die Bildschlüssel, insbesondere die der Entfernung und Tiefe, und durch die Dynamik der Augen, die Informationen, die von der Kamera gesendet werden, unterstützt extraokulare Muskeln in den Bewegungen der Konvergenz oder Abweichungen und in der Unterkunft.

In der Abbildung sehen wir, wie in (a) die Größe der drei Männer an die Perspektive abnimmt, was eine Entfernung vom Betrachter anzeigt. Daher muss die Größe geringer sein, wie dies in der Netzhaut der Fall ist, jedoch in (b). Wenn sich die Größe nicht anpasst, auch wenn die drei Männer gleich groß sind, scheint der letzte, der am weitesten entfernte, größer zu sein.

Für Konstruktivisten wie die Gibsonianer haben wir eine direkte Konstanz, die Szene, die Reize, aus denen sie besteht, verfügen über alle erforderlichen Informationen, damit perzeptuelle Konstanz möglich ist.

Kognitive Faktoren müssen sich neben den Tasten befinden. Wir kennen Objekte, von denen wir wissen, wie sie sind, ihre Größe und ihre allgemeinen Merkmale, so dass sie uns vertraut sind. Dies erleichtert die Identifizierung in der Szene und erleichtert die Wahrung der Wahrnehmungskonstanz (Predemon 1993).

Visuelle Wahrnehmung und Konsistenz der Form

Die Konstanz der Form kann als die relative Konstanz der wahrgenommenen Form eines Objekts definiert werden, unabhängig von den Variationen in seiner Ausrichtung.

Damit eine Formkonstanz gegeben werden kann, muss das visuelle System Änderungen auf ähnliche Weise wie bei der Größenkonstanz kompensieren. Tatsächlich besteht eine große Beziehung zwischen Formkonstanz und Größe, die beide mit der Wahrnehmung von zusammenhängen Entfernung. Für die Form bezieht sich der Abstand jedoch auf den relativen Abstand der verschiedenen Teile des Objekts in Bezug auf den Betrachter, seine Ausrichtung im Raum oder seine Neigung. Die Hilfe der Entfernungs- und Tiefenschlüssel und des Kontexts, der den Grad der Neigung anzeigen könnte, ist wesentlich.

Visuelle Wahrnehmung, Leuchtkraft und Weiße

Die Lichtmenge, die von einem Objekt auf die Netzhaut gelangt, hängt von der Quelle ab, die sie beleuchtet. externe Beleuchtungsstärke und von dem Licht, das dieses Objekt reflektiert, das Reflexionsvermögen.

Eine weiße Fläche reflektiert fast 90% des auf sie fallenden Lichts, eine schwarze Fläche absorbiert dagegen das meiste des einfallenden Lichts und reflektiert nur einen geringen Anteil.

Die Brillanz

Wir sprechen von Brillanz bei der scheinbaren Intensität der Quelle von Licht, das einen Teil der c beleuchtetampoder visuelldh ein Teil eines Raumes, der von der Sonne beleuchtet wird, im Vergleich zu einem anderen Teil des Raumes, der eine dunklere Beleuchtung aufweist. 

Die Leuchtkraft

Ein weiteres wichtiges Konzept ist das der Leuchtkraft, das sich auf das scheinbare Reflexionsvermögen einer Oberfläche bezieht, bei der schwarze Objekte wenig Licht reflektieren und weiße Objekte viel Licht reflektieren.

Die Leuchtkraft bestimmt die Farbe des Objekts in a Skala, die von weiß nach schwarz gehtist das, was wir Weiße nennen. Verwechseln Sie nicht die Konzepte von Weiß und Brillanz. Ein weißes Blatt Papier hat eine unterschiedliche Brillanz, je nachdem, ob es mit schwachem oder hellem Licht betrachtet wird. Es hat jedoch immer den gleichen Weißton, wodurch sein konstanter Weißgrad erhalten bleibt.

Konstanz der Leuchtkraft

Für die Konstanz der Leuchtkraft gibt es zwei Erklärungen. Der erste besagt, dass die Konstanz aus der Beziehung zwischen den Reizen abgeleitet wird. Auf dieselbe Weise, wie die Größe und Form eines Objekts in Bezug auf den Kontext und andere Objekte in der Szene beibehalten wurde, geschieht dies auch mit der Helligkeit, es ist ein Verhältnis zwischen der Helligkeit der Szene, des Objekts und des Objekts das umgibt dich Wenn die Menge der Lichtquelle variiert, z. B. bei Sonne, ist das Reflexionsvermögen unterschiedlich, die Änderungen sind jedoch in allen Komponenten der Szene proportional, dh die Reflexionsverhältnisse, die die Netzhaut erreichen, sind die gleichen wie in die Ausgangssituation.

Seitliche Hemmung

Das physiologische Prinzip, das dieses Phänomen erklären würde, wäre die laterale Hemmung im campempfänglich Eine stärkere Beleuchtung setzt eine stärkere Erregung der Stimulatorzone voraus, gleichzeitig aber eine größere Hemmung der peripheren Zone der campoder empfänglich. Bei geringerer Beleuchtung tritt weniger Anregung in der Mitte des c aufampo, weniger Hemmung des campoder peripher, so dass die Gesamtantwort konstant bleibt. 

Diese Situation ändert sich in dem Moment, in dem wir die Hintergrundbedingungen ändern, der Kontrast wird unterschiedlich sein und die Wahrnehmung von Weißheit und Brillanz variiert.

Visuelle Wahrnehmung, Farbe und Farbton

Wir haben alle erlebt, wie ein roter Apfel immer noch rot ist, obwohl wir die Intensität des Lichts variieren, das auf ihn fällt, oder selbst wenn wir den Farbton dieses Lichts (blau oder gelb) variieren, ist die Farbkonstanz.

Diese Konstanz hängt nicht vom Bild dieses Objekts in der Netzhaut ab, sondern hängt von seiner Beziehung zu den Objekten, die es umgeben, und dem Kontext ab, in dem es sich befindet.

Es sieht sehr nach dem aus, was wir gerade in Weiß und Helligkeit gesehen haben. Die Farbkonstanz würde sich auf die Anpassungsprozesse beziehen.