Βασικοί μηχανισμοί όρασης

Παρουσίαση με θέμα: "Βασικοί μηχανισμοί όρασης"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Βασικοί μηχανισμοί όρασης
Αμφιβληστροειδής Φακός Ωχρά κηλίδα Ίριδα Οπτικό νεύρο Κόρη Κερατοειδής Τυφλό σημείο Προς οπτικό φλοιό

2 Σχέση οπτικής γωνίας και μεγέθους/απόστασης
Οπτική γωνία είναι η γωνία που σχηματίζεται από τις πλευρές ενός αντικειμένου, με κορυφή το μάτι μας. Όσο το μέγεθος ενός αντικειμένου μεγαλώνει, αυξάνεται η οπτική του γωνία

3 Σχέση οπτικής γωνίας και μεγέθους/απόστασης
Όσο η απόσταση ενός αντικειμένου από τον παρατηρητή μεγαλώνει, μειώνεται η οπτική του γωνία

4 Αντίληψη μεγέθους

5 Τα θεωρητικά προβλήματα
Σταθερότητα μεγέθους (size constancy) 2. Πλάνες μεγέθους (size illusions)

6 Σταθερότητα μεγέθους Αν και η αντίληψη μεγέθους ενός αντικειμένου πρέπει να βασίζεται στο μέγεθος της αμφιβληστροειδικής εικόνας (ή στην οπτική γωνία του αντικειμένου), ωστόσο το μέγεθος των αντικειμένων παραμένει σχετικά σταθερό, παρά τις μεγάλες αλλαγές στην οπτική τους γωνία. Πείραμα στην τάξη

7 Πλάνες μεγέθους Σε πολλές περιπτώσεις το μέγεθος δύο ίσων αντικειμένων που βρίσκονται σε ίση απόσταση από τον παρατηρητή (άρα σχηματίζουν την ίδια οπτική γωνία), φαίνεται να είναι διαφορετικό. Υπάρχουν δύο πολύ γνωστές πλάνες μεγέθους: Α. Η πλάνη του Muller-Lyer B. Η πλάνη του Ponzo

8 Muller-Lyer illusion Οι δύο γραμμές έχουν το ίδιο μέγεθος αλλά φαίνονται διαφορετικού μεγέθους.

9 Ponzo illusion Οι δύο γραμμές έχουν το ίδιο μέγεθος αλλά φαίνονται διαφορετικού μεγέθους.

10 Θεωρίες αντίληψης μεγέθους
Θεωρίες υπολογισμού της απόστασης (indirect perception, top/down theories, cue theories) 2. Θεωρία του Γκίμπσον (direct perception, ecological theory)

11 Υπολογισμός της απόστασης
Οι θεωρίες αυτές διατυπώθηκαν για πρώτη φορά από τον Helmholtz. O Helmholtz πίστευε ότι η αντίληψη του μεγέθους πρέπει να εμπεριέχει τον υπολογισμό της απόστασης του αντικειμένου από τον παρατηρητή, όπως συμβαίνει στην εξίσωση της «οπτικής» S = K (Va X D) Όπου: S είναι το μέγεθος του αντικειμένου, Va είναι η οπτική γωνία, D η απόσταση από τον παρατηρητή, και Κ είναι μία σταθερά.

12 Υπολογισμός της απόστασης
Σε αντιληπτικούς όρους η παραπάνω εξίσωση μεταφράζεται ως εξής: Αντιλαμβανόμενο μέγεθος = Κ (αμφιβλ.μέγεθος Χ αντιλαμβανόμενη απόσταση) Από αυτή την εξίσωση προκύπτει ότι το μέγεθος που φαίνεται να έχει ένα αντικείμενο αυξάνεται όσο αυξάνει η υποκειμενική του απόσταση από τον παρατηρητή, και όσο αυξάνει το μέγεθός του στον αμφιβληστροειδή. Ο Helmholtz υποστήριξε ότι το μεν μέγεθος του ειδώλου είναι γνωστό, ενώ η απόσταση υπολογίζεται βάσει της εμπειρίας και της μνήμης του οργανισμού.

13 Εφαρμογή στη σταθερότητα
Σύμφωνα με τη θεωρία του Helmholtz, το σύστημά μας είναι σε θέση να αντιλαμβάνεται σταθερό το μέγεθος ενός αντικειμένου, όταν η απόστασή του από εμάς αλλάζει, διότι υπολογίζει την απόσταση και «διορθώνει» το μέγεθος του αμφιβληστροειδή. Για να υπολογίσει την απόσταση, το σύστημα χρησιμοποιεί μία σειρά ενδείξεων βάθους. Οι ενδείξεις βάθους αποτελούνται τόσο από μηχανισμούς της όρασης όσο και από στοιχεία της εικόνας που λόγω της εμπειρίας μας υποδηλώνουν διάφορες αποστάσεις του παρατηρητή από τα αντικείμενα του περιβάλλοντος, και χωρίζονται σε διοφθαλμικές και μονοφθαλμικές

14 Διοφθαλμικές ενδείξεις
Α. διοφθαλμική διαφορά Binocular disparity Τα δύο μάτια μας, λαμβάνουν μία ελαφρά διαφορετική εικόνα το ένα από το άλλο. Demo Η ένωση των δύο αυτών εικόνων στον εγκέφαλο, μας δίνει τη στερεοσκοπική όραση.

15 Μονοφθαλμικές ενδείξεις
Α. Σχετικό μέγεθος Αντικείμενα μεγαλύτερου μεγέθους, τα αντιλαμβανόμαστε πιο κοντά από παρόμοια αντικείμενα μικρότερου μεγέθους.

16 Μονοφθαλμικές ενδείξεις
Β. Επικάλυψη Αντικείμενα τα οποία επικαλύπτουν άλλα αντικείμενα, θεωρούνται πιο κοντά στον παρατηρητή.

17 Μονοφθαλμικές ενδείξεις
Γ. ύψος στον ορίζοντα Αντικείμενα τα οποία είναι υψηλότερα στον ορίζοντα, τείνουν να φαίνονται μακριά.

18 Μονοφθαλμικές ενδείξεις
Δ. Γραμμική προοπτική Γραμμές που συγκλίνουν φαίνονται να απομακρύνονται από τον παρατηρητή.

19 Εφαρμογή στη σταθερότητα
O Boring (1941) θέλησε να ελέγξει αν η αντίληψη μεγέθους εξαρτάται από τον υπολογισμό της απόστασης με τη χρήση των ενδείξεων βάθους. Τοποθέτησε τα υποκείμενά του στη γωνία που σχημάτιζαν δύο διάδρομοι. Τα υποκείμενα έπρεπε να προσαρμόζουν το μέγεθος ενός δίσκου που βρισκόταν σε σταθερή απόσταση (στον ένα διάδρομο) ώστε να φαίνονται ίσοι με δίσκους διαφόρων μεγεθών που παρουσιαζόταν σε διάφορες αποστάσεις στον άλλο διάδρομο. Ο Boring μετέβαλλε τις συνθήκες θέασης των υποκειμένων, ώστε να έχουν διαφορετικά είδη ενδείξεων που μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν.

20 Εφαρμογή στη σταθερότητα
Μέγεθος μεταβαλλόμενου δίσκου (αντιλαμβανόμενο) διοφθαλμικά μονοφθαλμικά Από οπή Κάλυμμα τοίχων Απόσταση σταθερού δίσκου (σταθερή οπτική γωνία)

21 Το δωμάτιο του Ames

22 Πλάνη του Ames

23 Δωμάτιο του Ames Για αυτό το αντιληπτικό λάθος η ερμηνεία της θεωρίας του συνυπολογισμού της απόστασης, είναι ότι η μόνη ένδειξη βάθους που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από το σύστημα είναι το αμφιβληστροειδικό μέγεθος. Συνεπώς, το αντικείμενο με τη μεγαλύτερη οπτική γωνία θα φαίνεται και μεγαλύτερο σε μέγεθος. Δηλαδή, η απόσταση υπολογίζεται λάθος, και αυτό έχει σαν συνέπεια το λάθος υπολογισμό και του μεγέθους των αντικειμένων. Παρόμοια ερμηνεία έχουμε και σε περιπτώσεις όπου «συγκρούονται» ενδείξεις βάθους.

24 Σύγκρουση ενδείξεων

25 Εφαρμογή στις πλάνες Ο Helmholtz χρησιμοποίησε τον υπολογισμό της απόστασης για να ερμηνεύσει και τις πλάνες μεγέθους. Σύμφωνα με τη θεωρία, οι ενδείξεις βάθους χρησιμοποιούνται από το σύστημα ακόμη και σε περιπτώσεις δισδιάστατων εικόνων, όπου δεν υπάρχει πραγματικά η τρίτη διάσταση (π.χ. φωτογραφίες). Έτσι, οι πλάνες μεγέθους θεωρούνται αποτέλεσμα της «λανθασμένης» ερμηνείας της απόστασης που κάνει το οπτικό μας σύστημα.

26 Άρα η επάνω γραμμή θα φαίνεται πιο μεγάλη από την κάτω.
Πλάνη του Ponzo Στην πλάνη αυτή, το οπτικό σύστημα θεωρεί τη σύγκλιση των δύο κάθετων γραμμών, ως ένδειξη προοπτικής που υποδηλώνει ότι το σημείο σύγκλισης είναι πιο μακριά μας. Έτσι, οι δύο οριζόντιες γραμμές θεωρούνται ότι είναι σε διαφορετική απόσταση από τον παρατηρητή. Ανάμεσα σε δύο αντικείμενα με ίσο αμφιβληστροειδικό μέγεθος, μεγαλύτερο θα φαίνεται εκείνο που είναι πιο μακριά από τον παρατηρητή. Άρα η επάνω γραμμή θα φαίνεται πιο μεγάλη από την κάτω.

27 Εφαρμογή του τύπου Για την κάτω γραμμή ο τύπος δίνει:
Αντ.μέγεθος=οπτική γωνία Χ αντ. Απόσταση= =α Χ β Για την πάνω γραμμή ο τύπος δίνει: Αντ. Μέγεθος=οπτική γωνία Χ αντ. Απόσταση= =α Χ (β+γ) Συνεπώς η πάνω γραμμή φαίνεται μεγαλύτερη από την κάτω.

28 Πλάνη του Ponzo Υπάρχουν δύο βασικά εμπειρικά δεδομένα που στηρίζουν την ερμηνεία της πλάνης του Ponzo από τη θεωρία του συνυπολογισμού της απόστασης. Μελέτες με παιδιά έχουν δείξει ότι είναι λιγότερο ευαίσθητα στην πλάνη από ότι είναι οι ενήλικες. Αν η πλάνη παρουσιαστεί σε ένα πιο ρεαλιστικό πλαίσιο, τότε η διαφορά μεταξύ των γραμμών μεγαλώνει.

29 Πλάνη του Ponzo

30 Πλάνη του Ponzo

31 Έτσι η πρώτη γραμμή φαίνεται μεγαλύτερη από τη δεύτερη.
Πλάνη του Muller-Lyer O Gregory έχει προτείνει ότι στην πλάνη αυτή, οι δύο γραμμές παραπέμπουν αντίστοιχα σε εσωτερική και εξωτερική γωνία. Συνεπώς η γραμμή που φαίνεται να είναι εσωτερική γωνία, θεωρείται πιο απομακρυσμένη από τη γραμμή που φαίνεται να είναι εξωτερική γωνία. Έτσι η πρώτη γραμμή φαίνεται μεγαλύτερη από τη δεύτερη.

32 Πλάνη του Muller-Lyer

33 Πλάνη του Muller-Lyer Οι εμπειρικές ενδείξεις φαίνεται να μη στηρίζουν την εξήγηση της πλάνης από τη θεωρία για δύο λόγους. Πρώτον, σε μελέτες με παιδιά, έχει βρεθεί ότι η πλάνη είναι μεγαλύτερη από ότι σε ενηλίκους. Δεύτερον, υπάρχουν παραλλαγές της πλάνης όπου η διαφορά μεταξύ των γραμμών διατηρείται αλλά είναι δύσκολη ή αδύνατη η τρισδιάστατη ερμηνεία τους.

34 Πλάνη του Muller-Lyer

35 Συμπερασματικά Οι θεωρίες του υπολογισμού της απόστασης, εξηγούν το φαινόμενο της αντιληπτικής σταθερότητας του μεγέθους, βάσει των «ασυνείδητων» υπολογισμών της απόστασης που πραγματοποιεί το αντιληπτικό μας σύστημα. Πολλές από τις πλάνες μεγέθους επίσης έχουν εξηγηθεί βάσει της ίδιας θεωρίας. Η θεωρία αυτή παρότι έχει δεχθεί ισχυρή κριτική (κυρίως από τον Gibson) φαίνεται να είναι κυρίαρχη στην εξήγηση των φαινομένων της αντίληψης μεγέθους σήμερα.