Visuelle Wahrnehmung
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Visuelle Wahrnehmung • Psychologische Gestaltgesetze – Gesetz der Nähe • räumliche Nachbarschaft • zeitliche Nachbarschaft – Gesetz der Ähnlichkeit / Gesetz der Gleichheit • Farbe, Helligkeit, Größe, Orientierung, Form Visuelle Wahrnehmung – Gesetz der Gleichheit versus Gesetz der Nähe • Abschwächung • Verstärkung Visuelle Wahrnehmung – Gesetz der guten Fortsetzung • räumliche Einfachheit, Harmonie, Gesetzmäßigkeit • zeitliche Einfachheit , Harmonie, Gesetzmäßigkeit – Gesetz der guten Fortsetzung versus Gesetz der Gleichheit • Gleichheit der Form meist schwächer • Gleichheit der Farbe meist stärker Visuelle Wahrnehmung • Gesetz der Schließung – – – • Gesetz der Symmetrie – – – • wenn keine anderen Gesetze greifen symmetrische Zwischenraum als Figur unsymmetrischer Zwischenraum als Hintergrund Vexierbild – • Vervollständigung von Konturen Inneres - Äußeres Figur – Hintergrund keine klare Figur-Grund-Unterscheidung Prinzip der guten Gestalt – – – Zusammenwirken der Gestaltgesetze Entstehung möglichst einfacher, regelmäßiger, symmetrischer, geschlossener Figuren Figur-Grund-Unterscheidung Visuelle Wahrnehmung • Konturen – Zwang zur Kontur – Bildung vertrauter Formen • Menschen – Spezielle Mechanismen für Gesichter – Menschen wecken Aufmerksamkeit – Change Blindness! vgl. http://viscog.beckman.uiuc.edu/djs_lab/demos.html Prof. Dr. R alaka, Digitale Medien Medieninformatik 2 Visuelle Wahrnehmung – Menschen • Spezielle Mechanismen für Gesichter • Orientierung spielt eine Rolle Visuelle Wahrnehmung • Stereoskopisches Sehen – Querdisparation – nur mit zwei Augen – jedes Auge ein eigenes Bild • Tiefenwahrnehmung - Statische Perspektive – trapezförmige Konturen => sich entfernende Parallelen – Größenunterschiede => Entfernungsunterschiede Visuelle Wahrnehmung • Verdeckung – vollständige Konturen weiter oben – Ausnutzung der Gestaltgesetze • Tiefenwahrnehmung durch Schatten – räumliche Zuordnung • von Objekten zu Ebenen • von Objekten zueinander • Tiefenwahrnehmung durch Gradienten – Texturgradienten • enge Textur weiter hinten – Kontraste • geringerer Kontrast weiter hinten – Sättigung • geringe Sättigung weiter hinten – Farben • Blau-Verschiebung in der Entfernung Visuelle Wahrnehmung • Bewegungseindruck – Einzelbilder mit geringen Unterschieden • 20 bis 25 Bilder pro Sekunde für fließende Bewegung – Film / Video – höhere Frequenz nicht sinnvoll • 3 bis 5 Bilder pro Sekunde als ruckende Bewegung – Videokonferenzen – Bildtelefonie – Räumlich-zeitlicher Sprung • Objekt verschwindet an Punkt A • Objekt erscheint nach 30 bis 60 msec an Punkt B • Eindruck einer Bewegung zwischen A und B Visuelle Wahrnehmung • Optische Täuschungen, Farbtäuschung – Farben / Helligkeiten werden im Vergleich zur Umgebung wahrgenommen Adelson EH (2000) Lightness Perception and Lightness Illusions. In The New Cognitive Neurosciences, 2nd ed., M. Gazzaniga, ed. Cambridge, MA: MIT Press, pp. 339–351 Visuelle Wahrnehmung • Optische Täuschungen, Längentäuschung – Beeinflussung einer Schätzung durch andere Objekte Prof. Dr. Rainer Malaka, Digitale Visuelle Wahrnehmung • Optische Täuschungen, Formtäuschung – Überlagerung verschiedener Formen – Kippfigur • Gleichwertige Alternativen • ähnlich Vexierbild Visuelle Wahrnehmung • Textureffekte Viele weitere Effekte und Erklärungen: www.michaelbach.de Lesen • Verarbeitungsstufen – Optisches Bild erkennen – Dekodierung in interne Repräsentation, Sprache – Interpretation durch Syntax, Semantik, Pragmatik • Lesen erfordert Sakkaden und Fixierungen • Wahrnehmung während der Fixierungen • Wortform (optisch) ist entscheidend für die Wahrnehmung Gedächtnis • Verarbeitung von Sinnesreizen – Nerven • Bündel aus 10 bis 100.000 Axonen • Axon einer Nervenzelle 1 bis 15 µm dick, • bis zu 1 m lang – Reizweiterleitung • Zustand der Nervenzelle (Ruhe- / Aktionspotential) • Aktionspotential breitet sich mit 1 bis 100 m/sec aus • Signalparameter = Frequenz der Aktionspotentiale => analoge Variable • keine Unterschiede nach Sinnen – Nervenzellen bilden Netzwerke • Axone spalten sich auf in Äste mit Synapsen (Kontaktstellen) • Synapsen hemmen oder fördern => analoge Variable • Speicherung durch Festlegung dieser “Leitfähigkeit” • Speicherkapazität theoretisch 50 TeraByte Gedächtnis Typische Einteilung: •Drei Arten von Gedächtnissen Sensorisches Gedächtnis (Puffer für Stimuli, Eindrücke) – visuell ikonisch, auditorisch echoisch, berühren haptisch Kurzzeit- oder Arbeitsgedächtnis (Gedanken, Zwischenrechnugnen) Langzeitgedächtnis (dauerhaftes Wissen) Manchmal auch noch mittelfristige Zwischenstufe (mittelfristige Pläne) •Stimulusauswahl wird durch Erregung gesteuert Gedächtnis • Gedächtnis und Prozessoren Langzeitgedächtnis Arbeitsgedächtnis Ikonisches Gedächtnis Echoisches Gedächtnis D = 200ms (701000) K = 12 Chunks(717) C = physisch? D = 1,5s (0,9-5) K = 5 Chunks(4,46,2) C = physisch? D = 15s (5-226) K = 3 Chunks (2,5-4,1) K* = 7 Chunks (5-9) C = auditiv oder visuell D = unbegrenzt K = unbegrenzt C = semantisch Kognitiver Prozessor T = 70ms (25-170) Perzeptueller Prozessor Motorischer Prozessor T = 100ms (50200) Auge T =7 0ms (30170) Ohr Muskulatur D Dauer K Kapazität C Code T Zykluszeit Gedächtnis • Aufgaben – Kodierung und Abruf von Wissen – Richtige Aktionsauswahl • Eigenschaften – – – – Nicht alles wird gespeichert Information wird gefiltert und verarbeitet Kontext spielt eine große Rolle Wiedererkennung ist leichter, als Abruf • Deshalb GUI besser als Kommandosprache – Bilder sind leichter zu merken als Worte • Deshalb eher Icons als Namen Kurzzeit-Gedächtnis • Kodierung – Experiment von Santa Prüfreiz Vorreiz gleich ungleich schnelle Erkennung linear gleich linear ungleich langsame Erkennung Vorreiz Dreieck Kreis Quadrat Dreieck Kreis Quadrat gleich Dreieck Kreis Pfeil ungleich langsame Erkennung Dreieck Kreis Quadrat linear gleich Dreieck Kreis Pfeil linear ungleich schnelle Erkennung Kurzzeit- Gedächtnis • Ergebnisse aus dem Experiment von Santa zeigen – Unterschiedliche Kodierungen • Geometrische Objekte in räumlichem Zusammenhang • Wörter als Ketten – Unterschiedliche Erkennungsleistungen • besser, wenn Anordnung der Codierung entspricht – Folgerungen für Bildschirmgestaltung • Verbalobjekte linear in Zeilen und Spalten • Grafische Elemente in gleich bleibender Anordnung Kurzzeit- Gedächtnis • • • • • • Speichern von 7 (±2) „Chunks“ Neue Information hat Wechselwirkung mit alter Wiederholung führt zu Speicherung Neue Reize zum Vergessen Schneller Zugriff (~70ms) Schnelles Vergessen (~200ms) Langzeit- Gedächtnis • Episodisches Gedächtnis – • Semantisches Gedächtnis – – – • • • • • Strukturierte Fakten, Konzepte und Fähigkeiten Verschiedene Hypothesen über Funktionsweise • Als semantisches Netz • In Frames und Skripten Semantisches Wissen abgeleitet aus episodischem Wissen Scheinbar unbegrenzt und unbeschränkt Zugriff langsamer und schwerer – – – • Ereignisse und Erfahrungen in serieller Form • Speichert, was uns widerfahren ist Aktionen helfen (wie bei einem Cache) Zugriff ~1/10 s Langsames Vergessen Verschiebung von Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis durch Wiederholung und Üben, sowie durch Kontext Vergessen durch “Decay”/Auflösung und Interferenz Falsche Erinnerungen möglich – Keine Festplatte! Emotionen beeinflussen Gedächtnis
