Μηχανισµοί της όρασης. Βασική ανατοµία του µατιού

Transcript

1 Μηχανισµοί της όρασης Βασική ανατοµία του µατιού

2 Σχέση οπτικής γωνίας και µεγέθους/απόστασης Οπτική γωνία είναι η γωνία που σχηµατίζεται από τις πλευρές ενός αντικειµένου, µε κορυφήτοµάτι 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 1. 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 στηντάξη

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 τρεις πολύ γνωστές πλάνες µεγέθους: Α. ΗπλάνητουMuller-Lyer B. ΗπλάνητουPonzo Γ. Ηπλάνητουδωµατίου του Ames.

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 Πλάνη δωµατίου του Ames

11 Θεωρίες αντίληψης µεγέθους 1. Θεωρίες υπολογισµού της απόστασης (indirect perception, top/down theories, cue theories) 2. Θεωρία του Γκίµπσον (direct perception, ecological theory)

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

13 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 ηυποκειµενική 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.

14 Εφαρµογή στη σταθερότητα Σύµφωνα µε τηθεωρίατουhelmholtz, 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. Γιαναυπολογίσειτηναπόσταση, 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

15 ιοφθαλµικές 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.

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

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

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

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

20 Εφαρµογή στη σταθερότητα O Boring (1941) θέλησε να ελέγξει αν η αντίληψη του µεγέθους εξαρτάται από τον υπολογισµό της απόστασης µε τηχρήσητωνενδείξεωνβάθους. Ο Boring τοποθέτησε τα υποκείµενά του στη γωνία που σχηµάτιζαν δύο διάδροµοι. Τα υποκείµενα έπρεπε να µεταβάλλουν το µέγεθος ενός δίσκου που βρισκόταν σε σταθερή απόσταση (στον ένα διάδροµο) έτσι 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.

21 Εφαρµογή στη σταθερότητα Μέγεθος µεταβαλλόµενου δίσκου Απόσταση σταθερού δίσκου

22 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 καισε 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.

23 Εφαρµογή στις πλάνες

24 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 ίσοαµφιβληστροειδικό µέγεθος, µεγαλύτερο θα φαίνεται εκείνο που είναι πιο µακριά από τον παρατηρητή. Άρα η επάνω γραµµή θαφαίνεταιπιοµεγάλη από την κάτω.

25 Πλάνη του Ponzo Υπάρχουν δύο βασικά εµπειρικά δεδοµένα που στηρίζουν την ερµηνεία της πλάνης του Ponzo από τη θεωρία του συνυπολογισµού της απόστασης. 1. Μελέτες µε παιδιά έχουν δείξει ότι είναι λιγότερο ευαίσθητα στην πλάνη από ότι είναι οι ενήλικες. 2. Αν η πλάνη παρουσιαστεί σε ένα πιο ρεαλιστικό πλαίσιο, τότε η διαφορά µεταξύ των γραµµών µεγαλώνει.

26 Πλάνη του Ponzo

27 Πλάνη του Ponzo

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

29 Πλάνη του Muller-Lyer

30 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. εύτερον, υπάρχουν παραλλαγές της πλάνης όπου η διαφορά µεταξύ των γραµµών διατηρείται αλλά είναι δύσκολη ή αδύνατη η τρισδιάστατη ερµηνεία τους.

31 Πλάνη του Muller-Lyer

32 Πλάνη του Ames

33 Πλάνη του Ames Σε αυτή την πλάνη η ερµηνεία της θεωρίας του συνυπολογισµού της απόστασης, είναι ότι η µόνη ένδειξη βάθους που µπορεί να χρησιµοποιηθεί από το σύστηµα είναιτοαµφιβληστροειδικό µέγεθος. Συνεπώς, το αντικείµενο µε τοµεγαλύτερο αµφιβληστροειδικό µέγεθος θα φαίνεται και µεγαλύτερο σε πραγµατικό µέγεθος. ηλαδή, η απόσταση υπολογίζεται λάθος, και αυτό έχει σαν συνέπεια το λάθος υπολογισµό καιτουµεγέθους των αντικειµένων.

34 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. Ηθεωρίααυτήπαρότιέχειδεχθείισχυρήκριτική(κυρίως από τον Gibson) φαίνεται να είναι κυρίαρχη στην εξήγηση των φαινοµένων της αντίληψης µεγέθους σήµερα.