Graphische Datenverarbeitung Übersicht Motivation

Graphische
Datenverarbeitung
Elemente der Bildwahrnehmung
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Übersicht
1.
2.
3.
2
Licht – physikalisch betrachtet – kurz betrachtet
‣
‣
Das visuelle System
Aufbau - Bildentstehung - Sehfeld
Visuelle Wahrnehmung
Ortscharakteristika des visuellen Systems
4.
Helligkeitswahrnehmung - Kontrast
5.
Farbwahrnehmung
6.
Textur-, Tiefen- und Raum- und Bewegungswahrnehmung
7.
Weitere Informationen
8.
Ausblick
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Motivation
‣
Alle Bilder die wir erzeugen, sollen der Kommunikation von und zum
Menschen dienen!
‣
Wir müss(t)en das visuelle System kennen, um den
Informationstransfer optimal zu gestalten.
‣
Das menschliche visuelle System ist ein entscheidendes Glied in der
Kette der Bilderzeugung (am Monitorausgang ist nicht das Ende des
Informationsflusses).
3
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1
Ziele
‣
Vermittlung der wichtigsten psycho-physischen Grundlagen, um
‣ technische Bilderzeugungssysteme zu gestalten und
‣ bildliche Inhalte zu gestalten.
‣
Problembewußtsein:
Unsere Wahrnehmung ist nicht objektiv!
Das visuelle System ist stark nichtlinear:
Î keine einfachen Interpolationen oder Extrapolationen von
Versuchsergebnissen.
4
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Reiz – Empfindung - Wahrnehmung
Ein äußerer visueller Reiz (Licht) erzeugt beim Menschen eine visuelle
‣
Empfindung (einfache labormäßige Reize) oder
‣
Wahrnehmung (komplexe Reize)
5
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Der Reiz
Physikalische Grundlagen: Licht
Licht ist elektromagnetische Strahlung:
‣ elektrisches Feld und magnetisches Feld
‣ Maxwellschen Gleichungen: Richtungen des/der
‣ Wellenvektors (=Ausbreitungsrichtung) k
‣ elektrischen Feldstärke E
‣ magnetischen Induktion B
‣ bilden ein rechtwinkliges Dreibein.
Licht, dessen E-Vektor nur in einer Ebene schwingt, heißt
linear polarisiert.
In diesem Fall nennt man die vom E-Vektor und der
Ausbreitungsrichtung k aufgespannte Ebene
Schwingungsebene, die von B und k aufgespannte Ebene
Polarisationsebene.
6
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E
Schwingungs-E.
Polarisations-E.
k
B
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2
Amplitude E
Visualisierung einer Welle
Ausbreitungsrichtung
Wellenlänge λ in m
7
entnommen aus
Wikipedia
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Eine Welle in einem Diagramm
= Darstellung des Spektrums
Amplitude
Die charakterisierenden Eigenschaften einer sinusförmigen Welle kann
man übersichtlich in einem Diagramm darstellen, wenn man die Amplitude
über der Wellenlänge aufträgt.
Eine Elementarwelle ist also ein Punkt,
in diesem Diagramm.
1,0
0,8
0,6
Wird meist aber als Linie gezeichnet!
0,4
Man nennt dies Linienspektrum.
0,2
0,0
400
50
500
60
600
70
700
Wellenlänge λ / nm
8
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Die Welt der elektromagnetischen Strahlen
Gammastrahlen
Röntgenstrahlen
UV- sichtbares Infrarot Licht Radio-, FernsehenLicht
Licht
Wärmestrahlung wellen
Wellenlänge λ
Es gibt sehr viele
Ausprägungen
elektromagnetischer
Wellen
Bei sichtbarem Licht:
Zu jeder Wellenlänge
gehört genau eine
Spektralfarbe.
Wir Menschen sehen die
Farben des Regenbogens
kurzwellig
9
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langwellig
aber, das sind nicht alle
Farben, die wir kennen!
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3
Entstehung weiterer Farben
Mischt man (überlagert man)
verschiedene Elementarwellen, so
sehen wir weitere Farben,
Wellengemisch,
z.B. weißes Licht
z.B. auch Weiß!
Wellengemische lassen sich durch
ein Glasprisma auch wieder
in Elementarwellen zerlegen!
10
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Beispiele für kontinuierliche Spektren
Weißes Licht ist also ein
Wellengemisch, das
sehr viele Elementarwellen
enthält!
1 ,0
0 ,8
0 ,6
0 ,4
0 ,2
0 ,0
4 00
50 0
60
00
70 0
Ideales Spektrum des
weißen Lichts (alle
Elementarwellen gleich groß,
genauer: gleiche Energie)
W ellenlä ng e λ / nm
Reales Spektrum von
weißem Licht, hier ungefähr
das der Sonne
11
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Elektromagnetische Strahlung
Monochromatisches (einfarbiges) Licht wird beschrieben durch Angabe
der Frequenz ν oder der Wellenlänge λ. Beide Größen sind durch die
Beziehung
ν•λ=c
miteinander verknüpft, wobei
c ≈ 3 • 108 m/s
die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts im Vakuum ist.
12
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4
Unterscheidung
Radiometrie vs. Photometrie
Radiometrie: Physikalische Messung elektromagnetischer Energie, z.B. Betrag der
Lichtenergie je Wellenlänge Eλ
Photometrie: psychophysikalische Messung der durch das menschliche visuelle System
wahrgenommen Größen, die vom elektromagnetischen Spektrum erzeugt werden.
CIE V (λ)
1,2000
1,0000
[
0,8000
] ∫V (λ ) E
740 nm
L cd / m 2 =
0,6000
0,4000
0,0000
350
-0,2000
13
450
550
650
750
Hellempfindungsgrad V(λ)
Leuchtdichte L
Lichtenergie E
850
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Wichtige Einheiten der Photometrie:
V
(mit V (λ) gewichtete Strahlungsmaße)
‣
dλ
λ
380 nm
0,2000
Lichtstrom
luminous flux
Lumen [lm]
= Flussgröße (Strahlungsmenge/Zeiteinheit = Energiestrom = Leistungsgröße = Energie/s; in W/s)
‣
Lichtstärke
‣
Leuchtdichte
brightness
[cd/m2]
= Lichtstärke/Fläche = Lichtstrom / Raumwinkel*Fläche
luminance
Candela [cd] = lm/sr
(luminous intensity)
= Lichtstrom/Raumwinkel: „Gemessene Lichtmenge, die aus einer Richtung (Region) des Raumes
abgestrahlt wird.“
auch gemessen in
‣
1Stilb
1Apostilb
1 Lambert
1 foot-Lambert
Beleuchtungsstärke illuminance
= 1sb
= 1cd/cm2
= 1asb
= 0,3183 cd/m2
= 1L
= 104/π cd/m2
= 1fl = 3,426 L
Lux [lx] = lm/m2
1 troland
= 1cd / m2 bei 1mm Pupillenöffnung
= „Beleuchtungsstärke auf der Netzhaut“
sr = Steradiant ist Einheit des Raumwinkels (4π umfasst alle Richtungen, entspricht der vollen Kugel).
14
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Andere Größen und Bezeichnungen
Die Leuchtdichte beschreibt den Reiz (Licht!) aber
Helligkeit ist eine Wahrnehmungsgröße
In Farbsystemen wird dies für das (unbunte) Hell-Dunkel-Empfinden (=
Weiß – Schwarz) benutzt:
‣
Brightness (= Helligkeit)
Entspricht der wahrgenommenen Menge an Licht, das von einer
selbstleuchtenden Lichtquelle (z.B. Monitor) ausgeht.
‣
Lightness (= Helligkeit)
Entspricht der wahrgenommenen Menge an Licht, das von einer
reflektierenden Oberfläche ausgeht.
15
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5
104
mesopisch
102
10-4
16
Stäbchen-Sehen
1
10-2
photopisch
106
Zapfen-Sehen
108
skotopisch
Leuchtdichte [cd/m2]
Typische Leuchtdichtebereiche
Sonnenoberfläche mittags
beste Sehschärfe
Unbedeckter
Tageshimmel
Monitorbild
Bequemes Lesen
Untere Grenze für das Farbsehen
Weißes Papier im Mondlicht
Untere Grenze des Sehens
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Typische Beleuchtungsstärken [lx]
70000: Tageslicht Sommer
104
5500: Tageslicht Winter
103
102
150: Präzisionsarbeiten
50-100: allgemeine Raumbeleuchtung
101
1
10-1
17
0,2: Mondlicht auf der Erde
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Übersicht
1.
Licht – physikalisch betrachtet
2.
Das visuelle System
3.
Ortscharakteristika des visuellen Systems
4.
Helligkeitswahrnehmung – Kontrast
5.
Farbwahrnehmung
6.
Textur-, Tiefen- und Raum- und Bewegungswahrnehmung
18
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6
Das visuelle System
Aufbau und Funktion
‣ Auge
‣ Optischer Weg
‣ Retina (Rezeptoren & frühe Verarbeitung)
‣ Sehnerv
‣ Sehrinde (visual cortex)
19
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Die Wahrnehmung von Licht
Licht
10% S-Rezeptoren
B- blau
48% M-Rezeptoren
G- grü
grün
42% L-Rezeptoren
R- rot
Zapfenmosaik (Farbrezeptoren in der fovea centralis)
20
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Das Auge
Iris: Blendenmechanismus
‣ Teil des Adaptionsmechanismus
‣ 2-8 mm Öffnung
Optisch abbildende Elemente:
‣ Hornhaut, Kammerwasser, Linse,
Glaskörper
‣ Linse: Akkomodation (Scharfeinstellung)
‣ fern: f = 17mm, nah: f = 14mm
Licht
Retina (Netzhaut) Rezeptoren -- Sehnerv
‣ Gelber Fleck (macula lutea); 2mm ≅ 5o Durchmesser
‣
‣
21
fovea centralis : Bereich der höchsten Auflösung
0,5mm ≅ 1,5o Durchmesser
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7
Aufbau der Retina
Photorezeptoren: 2 Grundtypen
‣ Nachtsehen: Stäbchen (rods)
ca. 120 Millionen
‣
Tagsehen: Zapfen (cones)
ca. 6 Millionen hauptsächlich
in der Fovea Centralis
‣
3 Zapfensubtypen:
‣ L rot (R)
‣ M grün(G)
‣ S blau(B)
22
10% S-Rezeptoren
B- blau
48% M-Rezeptoren
G- grü
grün
42% L-Rezeptoren
R- rot
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Aufbau der Retina
4 weitere Gruppen von Zellen:
‣
Horizontal-Zellen
‣ Erzeugung lokaler
Nachbarschaften
‣
Bipolar-Zellen
‣ Summation von Rezeptorimpulsen
‣ laterale Hemmung: Reizänderungen, Hochpaß
‣
Amacrin Zellen
‣ Temporale Antwort
‣
Ganglien Zellen
‣ Axon (Ausgang) bilden den Sehnerv
23
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Anatomie der visuellen Sehbahnen
‣
Linkes und rechtes Auge
‣
Sehnerven Nervus Opticus
(ca. 1Mio. Ganglienzellen)
‣
Kreuzung Chiasma Optica
Tractus Opticus
Corpus geniculatum laterale
Radiatio Optica
‣
Primärerer visueller Cortex
24
Striate Cortex
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8
Ganglienzellen
‣
ca. 1 Million: speziellen rezeptiven Feldern zugeordnet:
‣ Reizänderungen (Helligkeit, Farbe, Bewegung)
‣
‣
in der Fovea Centralis: Zapfen:Ganglien=1:1
kreuzen im Chiasma Optica und enden mit den Synapsen im
‣
Corpus geniculatum laterale:
wichtige Vorverarbeitungsleistungen: 2 Zellhaupttypen:
M (groß)
- nicht wellenlängenselektiv
- schnell
- hohe Kontrastempfindlichkeit
- große rezeptive Felder
25
P(klein)
gegenfarbenselektiv
langsamer
geringere Kontrastempf.
kleinere rezeptive Felder
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Visueller Cortex
‣
Brodmann’s area 17, area 18, area 19
‣
area 18 zeigt spezielle Gebiete:
blobs
keine Orientierung
Gegenfarben
farbempfindlich bei
geringen Ortsfrequenzen
26
interblobs
orientierungsempfindlich
keine Wellenlängenempf.
hellempfindlich bei
hohen Ortsfrequenzen
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Übersicht
1.
Licht – physikalisch betrachtet
2.
Das visuelle System
3.
Ortscharakteristika des visuellen Systems
4.
Helligkeitswahrnehmung – Kontrast
5.
Farbwahrnehmung
6.
Textur-, Tiefen- und Raum- und Bewegungswahrnehmung
27
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9
Sehachse (visual axis)
Fovea centralis
Axis opticus (visual axis)
optische Augenachse (= Sehachse)
Gerade, durch die Krümmungsmittelpunkte
der Hornhaut u. der Linsenflächen u. als
Verbindung des Auges zwischen Blickpunkt
u. Bildpunkt (d.h. zwischen Zentrum des
Sehfeldes (fixiertes Objekt) und der
Fovea centralis (Stelle des schärfsten
Sehens); auf ihr liegen die Hauptknoten- u.
Brennpunkte des abbildenden Systems.
weicht leicht von der Augapfelachse
(Axis bulbi) (anatomische Achse)
28
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Sehwinkel (Visual Angle) und Dioptrien
V
Sehwinkel
α h
tan = 2
d
2
h
d
r
E inf ache Linse
1
1 1
= +
f
d r
Wenn d und r in Meter angegeben werden, dann wird 1/f in Dioptrien dpt gemessen.
Verbundene Linsen
Näherung: Frontkrümmung der Linse ca. 40 dpt
ca 19 dpt von der variablen Linse
1
1
1
=
+
f3
f2
f1
D=
Akkomodationsbandbreite D:
1
1
−
f nah
f fern
29
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Tiefenschärfe
Abstand
V
Nah
Fern
50 cm
43 cm
60 cm
1m
75 cm
1,5 m
2m
1,2 m
6,0 m
3m
1,5 m
unendlich
Bei d=3 mm Pupillenöffnung
und 1/3 dpt Tiefenschärfewert
gilt folgendes Intervall
30
bei Kindern
ca. 12 dpt
bei 60-jährigen fast 0 dpt
⎡ 3d − 3d ⎤
⎢d + 3 , d − 3 ⎥
⎣
⎦
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10
Gesichtsfeld - Blickfeld
Das Gesichtsfeld ist der Bereich den wir mit beiden Augen gleichzeitig
überblicken können, ohne die Augen zu bewegen.
Bei Bewegung der Augen (aber nicht des Kopfes) spricht man von
Blickfeld
31
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Gesichtsfeld (field of view/vision) FOV
visual field oder auch range of vision
bezeichnet den Raum, der mit einem oder zwei Augen
ohne Augenbewegungen überblickt wird.
Bei einem Erwachsenen beträgt
‣ das horizontale Gesichtsfelds beider Augen zusammen etwa 180°,
‣ die vertikale aber nur etwa 110°,
wobei man am Rand (allseits ~10°) nur mehr bewegte Objekte wahrnimmt.
32
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Gesichtsfeld
Ein typischer Monitor reizt
nur 5-10% des visuellen
Sehfeldes, doch dieses
entspricht ca. 50% der
visuellen
Verarbeitungsleistung.
Monitor in 50 cm Abstand
und Bildbreite = 40 cm
33
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11
Gesichtsfeld für die einzelnen Farben
‣
34
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Binokulares Gesichtsfeld = Gesamtbild
In den Augen entspricht es dem Bereich der auf der ganzen Netzhaut abgebildet werden kann.
Die Netzhaut ist an verschiedenen Stellen unterschiedlich leistungsfähig Î können wir in den
verschiedenen Bereichen des Gesichtsfeldes unterschiedlich gut sehen.
Wenn wir z.B. im Auto sitzen, können wir gut erkennen wer genau vor uns fährt. Kommt ein
Auto von der Seite können wir das zwar mitbekommen aber richtig scharf (d.h. was ist das
für ein Auto? Wer sitzt darin ?) sehen wir es erst, wenn wir den Kopf wenden und es genau
anschauen.
Dieser leistungsfähigste Sehbereich innerhalb des Gesichtsfeldesbeträgt nur etwa 1,50.
Nur die Fovea leistet 100%. Zum Rande der Makula fällt das Sehen schon auf 30% ab und
außerhalb ist es noch weniger.
Durch schnelle Augenbewegungen (Sakkaden) entsteht der Eindruck eines größeren scharfen
Bereichs Î Blickfeld.
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Augenbewegungen
7 verschiedene Formen:
4 große und 3 kleine
„keine Bewegung“ = Fixation (die fokussierte Stelle im Raum nennt man
Fixationspunkt), hier findet die Informationsaufnahme statt.
36
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
12
Große Augenbewegungen:
‣
Vergenz bezeichnet das Gegeneinanderneigen der Blickachsen um Objekte
unterschiedlicher Entfernung zu fixieren; im Volksmund ist eine besonders
starke Vergenz besser als "Schielen" bekannt.
‣
Vestibuläre Augenbewegungen dienen dazu, einen Fixationspunkt zu halten,
obwohl sich der Kopf oder auch der ganze Körper davon wegdrehen.
‣
Als Sakkade oder auch Sakkadensprung bezeichnet man die schnelle und
ruckhafte Bewegung, mit der ein Auge bewusst von einem Fixationspunkt zum
nächsten bewegt wird.
‣
Eine ganze Kette von Fixationen und Saccaden bildet die als Verfolgung
bezeichnete Bewegung. Bei dieser folgt der Blick einem beweglichen Objekt,
indem sich Fixationen und Saccaden abwechseln. Diese
Verfolgungsbewegungen bestimmen das menschliche Sehverhalten sehr stark.
37
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Sakkadische Augenbewegung
‣
‣
‣
38
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Diese haben das Ziel möglichst
weite Teile des Blickfeldes
auf die Fovea abzubilden.
Die Größe der Sakkaden
schwankt zwischen 4’ und 15°
bei ca. 2 Sakkaden pro
Sekunde und erreichen
Winkelgeschwindigkeiten von
mehreren hundert Grad/sec.,
und
sind damit die schnellsten
Bewegungen, die unser
Körper machen kann.
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Fixationspunkte und Sakkaden
39
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13
Kleine Augenbewegungen
Während der Fixationsphasen (vermeintlichen Ruhephasen) treten drei sogenannte
kleine oder auch unbewusste Augenbewegungen auf:
Der Nystagmus ist eine beständige leichte Zitterbewegung ("Tremor") des
gesamten Auges. Er dient dazu, die Funktion der visuellen Rezeptoren der
Netzhaut aufrecht zu erhalten, da er das einfallende Bild ständig leicht variiert.
Durch ungenügende Kontrolle des Okulomotors, des aus Muskeln bestehenden
Bewegungsapparates des Auges, kommt es gelegentlich zur Drift, d.h. das
Auge verliert ungewollt seinen Fixationspunkt.
Diese Drift wird durch Mikrosakkaden wieder ausgeglichen: sobald das Abdriften
bemerkt wird, wird das Auge durch eine kurze, ruckhafte Bewegung wieder auf
den Fixationspunkt eingestellt.
40
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Blickfeld << Gesichtsfeld
Als Blickfeld oder Fixierfeld bezeichnet man den Sehbereich, der alle nur mit
Augenbewegungen bei ruhendem Kopf nacheinander fixierbaren Sehobjekte (bspw.
Punkte) enthält. Das Blickfeld wird klassifiziert nach
‣
‣
‣
Richtung (horizontal, vertikal),
Augenanzahl (monokular, binokular und multiokular bei einigen Tieren und
Maschinen),
ergonomischer Qualität (optimal = minimal belastent, maximal).
Das in Versuchen mit fixiertem Kopf ermittelte Blickfeld deckt sich nicht mit dem in der Praxis
auftretenden, da dort frühzeitig (unbewusste) Kopfbewegungen einsetzen.
Binokulares menschliches Blickfeld
horizontal
optimal
±9° – ±10°
maximal
±30°+30°,
vertikal
+25°, −35°
−45° (−70° geschielt)
(Vertikal positiv ist oben, negativ unten.)
41
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Blickfeld (Fixierfeld, Cone of fixations)
beim binokulare Sehen
+ 350 maximal
± 300 maximal
± 100 optimal
+ 250 optimal
- 350 optimal
- 450 maximal
42
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14
Eigenschaften eines „optimalen Displays“
‣
In der fovea centralis: Zapfendichte von ca. 180/Grad = 3/Winkelminute.
‣
Anpassung hieran bedeutete: 420*180/Grad Î 7500*7500 Pixel (ohne
Beachtung des Noniussehens)
‣
Bei Monitoren liegen wir deutlich darunter
Î
keine optimal aufgelöste Bilddarstellung möglich
um Treppenstufen weniger deutlich zu machen: Antialiasing nötig
‣
Zum Vergleich:
Bei Laserprintern auf Papier: Betrachtungsabstand 25 cm
1200 dots /inch = 460 dots/cm heute üblich, d.h. 460 dots/2,5 Grad = 200/Grad
ist optimal angepasst
43
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Eigenschaften des Monitorbildes
‣
Typisches CRT oder auch LCD-Display nur
ca. 72 dpi ... 96 dpi:
‣ Probleme mit feineren Strukturen Î Aliasing
‣ Pixel Struktur oder Phosphor-Muster + Lochmaske können
zusätzliche Effekte erzeugen
‣
Für 3D-Szenen fehlt die Notwendigkeit zur Fokussierung
Î Fehleinschätzungen der Raumtiefe
‣
Zeitliche Anforderungen besprechen wir später
44
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Helligkeit
‣
Helligkeit brightness
Entspricht der wahrgenommenen Menge an Licht, das von einer
selbstleuchtenden Lichtquelle (z.B. Monitor) ausgeht.
‣
Helligkeit lightness
Entspricht der wahrgenommenen Menge an Licht, das von einer reflektierenden
Oberfläche ausgeht.
‣
‣
ist keine absolute Wahrnehmungsgröße:
abhängig von:
‣ Reizstärke (Leuchtdichte)
‣ Leuchtdichte zuvor --> ADAPTION
‣ Leuchtdichte in der Umgebung
‣ Größe (Fläche) des Reizes
ist eine (stark) subjektive Größe
45
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15
Wahrnehmungscharakteristika
von Helligkeit
‣
‣
‣
46
Helligkeit
‣ sehr wichtige Empfindungsgröße fürs Formensehen, Objektsehen,
...
Kontrast = Hell-Dunkel-Unterschied muss groß genug sein, um
wahrgenommen zu werden;
minimal ca. 0,8% (Weber)
‣ für kleine Details mindestens 3:1
(besser 10:1 nach ISO 9241, part 3 fürs Text lesen)
‣ hängt von der Größe, der Form der Objekte, der Farbe und der
Umgebungshelligkeit ab!
Viele Effekte!
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Erste Demonstration: Simultankontrast
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Simultankontrast 2
128
48
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192
Hier wird Wissen Wirklichkeit
16
Definition KONTRAST
Reiz-Verhältnis
‣
verschiedene Definitionen üblich
‣
R max − R min
R max + R min
m = k =
K=
R: Leuchtdichte, z.B. in cd/m2
(auch Modulationsgrad m)
RR − RH ΔR
=
RH
RH
mit RR = Leuchtdichte des (Vordergrund-)Reizes
RH = Leuchtdichte des Hintergrundes
49
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Helligkeits-Unterschiedsschwelle
Schwellenkontrast
‣
Bestimmbar z.B. durch MASSON-Scheibe
Ring
Schwarzanteil %
von außen
1
0,48 unsichtbar
2
0,60
3
0,79 Schwelle
4
1,19
5
2,38 deutlich sichtbar
‣ bei mittleren Leuchtdichten (10-1000 cd/m2) ist diese Schwelle konstant: ca.
0,8 % (Webersches Gesetz)
JND just noticable difference
Î wir können maximal 1/0,008 = 125 verschiedene Grauwerte gleichzeitig
wahrnehmen; tatsächlich noch etwas weniger, ca. 60-80
aber, wir finden starke individuelle Unterschiede
kleinere Leuchtdichten: Î de Vries-Rose-Gesetz
50
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
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R: Reizintensität
L: Hellempfindungsstärke
‣ Webersches Gesetz, 1834
(Schwelle)
Weber-Fechnersches
‣
Fechnersches
Gesetz
Stevensches
‣
Stevensches Gesetz,
1975
(State-of-the-Art)
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Gesetz
ΔL =
Gesetz
ΔR
= const .
R
L = c 1 ⋅ log R
dR
ΔR
Beachte : Δ L =
= const . ⇒ dL = c
⇒ L = c ⋅ ln R = c 1 log R
R
R
1
(Licht)
3
E = c2 ⋅ R k
k=
E = L = c2 ⋅ 3 R
für visuelle Reize
Gilt, wie das Fechnersche Gesetz, auch für andere Sinnesmodalitäten
k=2,13(Schmerz); =0,96 (Wärme); = 0,4 (Schall); usw.
51
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
17
Gar nicht so einfache Fragen:
‣ Was ist weiß?
‣ Helligkeit
Was ist schwarz?
‣ Was ist ein mittleres Grau?
Einige Effekte:
‣ Simultankontrast
‣ Hermann Grid Illusion
‣ Mach-Bänder
‣ Chevreul Illusion
52
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
Simultankontrast 3
(128,128,128)
(185,185,185)
Reiz
Empfindung
53
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
Reiz
Mach Bänder
Empfindung
Profil
Ergebnis einer bi-linearen Interpolation
(Mitte weiß – Rand schwarz)
(z.B. nach Gouraud … wird uns noch Probleme bereiten)
Helle Bänder erscheinen dort, wo die 1. Ableitung eine
unstetige Änderung aufweißt.
54
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
18
Chevreul Illusion
Die Streifen sind jeweils gleich hell;
sie erscheinen jeweils am linken Rand dunkler als am rechten Rand.
55
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
Analyse:
Simultankontrast - Hermann Grid Illusion Mach-Bänder - Chevreul Illusion
‣
‣
‣
56
Effekte des „frühen Sehens“ (Retina, erste verarbeitende Nervenzellen)
Antwort eines Rezeptiven Feldes:
DOG (Difference of Gaussians) Modell
Basis für die Kanten- und Konturerkennung
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
Ein weiterer Effekt
Kontrastverstärkung
Differenzen werden umso stärker wahrgenommen, je näher sie an der
Hintergrundhelligkeit liegen.
57
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
19
58
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
Größeneinschätzung hängt von der Helligkeit ab!
Das weiße Rechteck wirkt gegenüber dem schwarzen länger.
59
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
Achtung: Visueller Stress
Großflächige sich wiederholende Blitze oder Streifenmuster mit z.B.
3 Zyklen / Grad und Flickerraten von 20 Hz lösen bei fast allen Betrachtern visuellen Stress
aus, bis hin zu krampfartigen Anfällen
60
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
20
Übersicht
1.
2.
3.
4.
5.
6.
61
Licht – physikalisch betrachtet
Das visuelle System
Helligkeitswahrnehmung - Kontrast
Ortscharakteristikades visuellen Systems
Farbwahrnehmung
Textur-, Tiefen- und Raum- und Bewegungswahrnehmung
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
‣
Begrenzt durch
‣ optische Eigenschaften des Auges, insbesondere Beugungserscheinungen
‣ Abtastung
durch Rezeptoren
Erkennung
kleiner Details
(hier insbesondere die Zapfengröße)
‣ nervöse Verarbeitung, u.a. Zahl der Nervenfasern
‣
Maß: Kontrastempfindlichkeit = 1/k (1/K) (contrast sensitivity)
Kehrwert eines Schwellenkontrastes
Schwellenkontrast z.B. als Funktion der Ortsfrequenz
Contrast Sensitivity Function
CSF
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© Detlef 62Krömker
Hier wird Wissen Wirklichkeit
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CSF
Contrast Sensitivity Function - Schwellenkontrast
Bedeutung: Kurve ist Wahrnehmungsgrenze (Schwellenkontrast):
Raumfrequenzen unter der Kurve sind wahrnehmbar!
Beschreiben das räumliche Auflösungsvermögen des menschlichen
Auges!
Reizmuster unterhalb der Kurve sind erkennbar!
Die Kurve repräsentiert den
Schwellenkontrast! Oft gemessen mit Sinusförmigen Gittern, aber auch
Recheck, etc. nur geringe Unterschiede
feststellbar
Beachte:
logarithmisch skalierte Ordinate und Abszisse
Ordinate invertiert (unten hohe Modulation =1)
In hellen Umgebungen:
Maximum bei 5-8 Linienpaaren/Grad
für räumliche Gitter verschiedener
Ortsfrequenzen
Parameter: Beleuchtungsstärke in Troland
= Leuchtdichte in cd/m2 bei 1 mm
Pupillenöffnung
63
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
21
Achtung: Bilder in den Folien sind
natürlich nicht kalibriert.
Aus: Heinwig Lang: Farbwiedergabe in den Medien
CSF für farbige Gitter
Auch absolut gibt es Unterschiede, grob:
s-w: 3 r-g: 1,5 b-g: 1
Bedeutend für technische Farbreproduktionen:
Druck, Fernsehen, Kompression und
Bild/Video-kompression
64
‣
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
ist die MTF des Visuellen Systems
MTF: Modulationstransferfunktion
Die CSF
‣
(contrast
sensitivity
function)
Übliche
Approximation
(normalisiert):
⎛ ρ⎞
β
⎡
⎛ ρ ⎞ ⎤ −⎜ ⎟
H ( u, v ) = H p ( ρ ) = A ⎢α + ⎜ ⎟ ⎥ ⋅ e ⎝ ρ0 ⎠
⎝ ρ0 ⎠ ⎦
⎣
mit A = 2,6; α = 0,0192; ρ0 = 8,772; β = 1,1
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© Detlef 65Krömker
Hier wird Wissen Wirklichkeit
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Bildschärfenbestimmung
in der Praxis
Von links nach rechts:
‣
Punktsehschärfe ca. 1‘
‣
Rastersehschärfe ca. 1‘-2‘ vgl. CSF
‣
Liniensehschärfe ca. 30‘‘
‣
Doppellinien ca. 30‘‘
‣
Vernier Sehschärfe
Nonius Sehschärfe 5‘‘-7‘‘
‣
Snellen-Optotypen 30‘‘ (5‘ Buchstabengröße)
‣
Landolt-Ringe 30‘‘
66
Daumenregel:
1cm Objekt in
57 cm Abstand = 10
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
22
Übersicht
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
67
Licht – physikalisch betrachtet
Das visuelle System
Reiz, Erregung – Empfindung, Wahrnehmung
Helligkeitswahrnehmung - Kontrast
Ortscharakteristika des visuellen Systems
Farbwahrnehmung
Textur-, Tiefen- und Raum- und Bewegungswahrnehmung
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Farbe
Etwas Historisches
Seit Jahrhunderten beschäftigen sich Physiker,
Psychologen, Philosophen mit dem
Physiologen,
Phänomen “Farbe”
Jedoch:
Bis heute ist dieses Wahrnehmungsphänomen nicht vollständig
verstanden und durchdrungen.
68
‣
‣
‣
‣
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
Newton (1666-1672): Dispersion (Farbzerstreuung des Lichtes); additive Mischung
Goethe:
“naturgemäße Ordnung” der Farben
Meilensteine der Entwicklung
“Auf alles was ich als Poet geleistet habe, bilde ich mir garnichts ein. ... Daß
ich aber in meinem Jahrhundert der einzige bin, der das Rechte weiß,
darauf tue ich mir etwas zugute, und ich habe daher ein Bewußtsein der
Superiorität über viele.”
Young, Maxwell, Helmholz: Farbenmischapparate
Î Hypothese der Dreidimensionalität der Farbe
Grassmann (1853): Grassmannsche Gesetze
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© Detlef 69Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
23
‣
Reiz: elektromagnetische Strahlung
-12
-10
-8
10-4
10-6
10
10
10
Farbwahrnehmung:
Reiz vs. Empfindung
‣
400
violett
500
blau
Empfindung / Wahrnehmung
(Helligkeit
Spektralfarben verschieden
sind
hell: V(λ)
70
grün
10-2
600
gelb orange
1
102
700
λ [nm]
rot
-- Farbton (hue) -- Sättigung saturation)
verschieden
siehe oben
voll gesättigt
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Sonnenspektrum
Wie entstehen Farbreize? NASA-Standard
Wie werden sie beschrieben?
‣
Emmission (Lichtquellen)
irradiance
Î Emmissionsspektren
+ additive Farbmischung
Reflektion (Körperfarben)
reflection
durch Absorption oder Interferenz
Î Reflektionsspektren
+ subtraktive Farbmischung
Transmission (Filter aus Glas, Gelantine, etc.)
‣
‣
transmittance
durch Absorption oder Interferenz
Î Transmissionsspektren
+ multiplikative Farbmischung
71
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Farbwahrnehmung
‣
‣
‣
72
Retinale Prozesse
‣ Rezeptoren: drei Zapfenarten
Sehnerv (Ganglienzellen)
‣ Helligkeit & Gegenfarben: (Rot-Grün),(Blau-Gelb)
Empfindung / Wahrnehmung
‣ Farbton (hue): Farbkreis (rot-gelb-grün-blau)
‣ Helligkeit (brightness): hell - dunkel
‣ Sättigung (saturation): Grad der “Farbigkeit”
– V05 Elemente
der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
©B-CG
Detlef
Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
24
Zapfenmosaik in der
Fovea Centralis
10% S-Rezeptoren
B- blau
48% M-Rezeptoren
G- grü
grün
42% L-Rezeptoren
R- rot
73
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Drei Zapfenarten: hier mit T, D, P bezeichnet … auch
üblich
S, M,trichromatischen
L
Grundspektralwertkurven
des
Menschen
Abgeleitet aus z.B.
Absortionsmessungen operativ entfernter Netzhäute
Untersuchungen der Farbfehl-sichtigkeiten (Ausfall eines
oder mehrerer Rezeptoren)
Aber: viele Unsicherheiten in den Messungen
hier zusätzlich gestrichelt
die V(λ)-Kurve eingezeichnet
74
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Fähigkeit zum Farbensehen
Die Fähigkeit der Unterscheidung von Farben beruht darauf, dass die Photorezeptoren (Zapfen) Pigmente mit
unterschiedlichen Absorptionseigenschaften enthalten. Sowohl Linsen- als auch Komplexaugen enthalten
Photorezeptoren, deren Pigmente (Rhodopsin) diskrete Absorptionmaxima aufweisen. Die Fähigkeit der
auf ein en-geres Spektrum
wirdFarbensehen
meist durchistDressurversuche
untersucht. Farbenblind scheinen zu sein
Gutes Farbensehen
Farbenwahrnehmung
beschränkt
Menschen
Katzen
Ratten
Schimpansen, Rhesusaffen, Paviane,...
Mäuse
Halbaffen
Hunde
Vögel
Huftiere
Fische
Reptilien
Kaninchen
Sepia
Amphibien
Stabheuschrecken
Krebse
Fliegen
verschiedene Käfer
Bienen, Schmetterlinge
aus http://www.farbe.com/
75
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
25
Farbrezeption beim Menschen
Das Auge des Menschen verfügt über drei Arten von Zapfen-Photorezeptoren mit jeweils einem
charakteristischen Absorptionsmaximum: Blaurezeptoren (max. 419 nm), Grünrezeptoren (max. 531 nm)
und Rotrezeptoren (max. 559 nm). Wenn alle drei Zapfentypen gleich stark stimuliert werden, wird das
Licht als unbunt (weiß) empfunden Farbwahrnehmung entsteht bei ungleicher Lichtabsorption durch die
drei Zapfenarten.
Das Absorptionsspektrum der hochempfindlichen, aber nicht am Farbensehen beteiligten Stäbchen ist
gestrichelt dargestellt (max. 496 nm).
aus http://www.farbe.com/
76
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Farbrezeption bei der Biene
Die Absorptionsspektren der drei Typen von Photorezeptoren der Biene sind gegenüber dem Menschen
zum kurzwelligen Licht hin verschoben: UV- Rezeptoren (max. 340 nm), Blaurezeptoren (440 nm) und
Grünrezeptoren (540 nm). Die Biene ist also in der Lage, UV-Licht wahrzunehmen, zeigt aber nur eine
geringe Empfindlichkeit für rotes Licht. Aus den drei Spektren kann man einen Eindruck der
Farbwahrnehmung der Biene gewinnen. Die UV-Wahrnehmung bei Insekten ist auch die Voraussetzung
für das Polarisationssehen.
aus http://www.farbe.com/
77
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Farbrezeption bei Fischen
Viele Fische besitzen vier Photorezeptortypen, die einen weiten Wellenlängenbereich
überspannen. Hier gezeigt sind die Absorptionsspektren der Plötze (Rutilus rutilus):
UV-Rezeptoren (max. 360 nm), Blaurezeptoren (max. 450 nm), Grünrezeptoren (max. 530
nm) und Rotrezeptoren (max. 620 nm). Farbwahrnehmung mit vier Rezeptortypen
(tetrachromatisches Sehen) ist auch bei vielen Tagvögeln nachgewiesen.
aus http://www.farbe.com/
78
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
26
‣
‣
Auf der Basis des Stammbaums des Menschen:
Ältester Unterschied: Stäbchen und Zapfen
‣
Spätere Entwicklungsstufe: Zweite Zapfenart (S-Typ)
‣
weiterer Schritt: M-Typ spaltet sich in M-Typ und L-Typ
‣ Stäbchen: Nachtsehen
‣ Evolutionshypothesen
Zapfen: Tagsehen
‣ „Urzapfen“: Empfindlichkeit wie Sonnenspektrum (M-Typ)
Î Dichromat
Î Trichromat
Î Ende der Evolution? Es gibt Hinweise durch Farbanomalien, dass bei manchen Frauen 4
Zapfentypen vorliegen!
79
‣
‣
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Spektrale Empfindlichkeit der Zapfen
Einfaches Modell für Gegenfarben:
L
‣
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
„Frühe Berechnung“
von Gegenfarbenkomponenten
L-M
_
Ein einfaches Modell
Chrominanz (rot-grün)
L+M
(Grundfarben) zu
MFolgerung: physiologisch
Luminanz
+ sind Farbmodelle mit drei Dimensionen
rechtfertigen, aber auch Gegenfarbmodelle mit den Komponenten:
Helligkeit, Rot-Grün, Blau-Gelb Dimensionen … aber immer drei Dimensionen.
S
80
_ S-(L+M)
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Chrominanz (blau-gelb)
Hier wird Wissen Wirklichkeit
V
Signalverarbeitung in den
Photorezeptoren
Eine Darstellung der Biochemie der Photorezeptoren von Stephan Frings und Dieter Grammig finden Sie unter:
http://www.zoologie-skript.de/photor/phorein.htm
oder eine Kopie lokal auf diesem Server
http://www.cg.uni-frankfurt.de/ ...ERGÄNZEN.index.htm
81
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
27
Wichtige Farbwahrnehmungseffekte
‣ Bezold-Brücke Effekt:
Farbtonverschiebung bei Veränderung der Helligkeit
‣ Helmholz-Kohlrausch Effekt
Farbiges Licht erscheint “heller” trotz gleicher Luminanz
‣ Abney Effekt
Addition weißen Lichts erzeugt Farbtonverschiebungen
‣ Farbstereoskopie ...
82
– V05 Elemente
der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
©B-CG
Detlef
Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
E
E
E
E
Das kleine E wirkt auf dem dunklen Hintergrund dunkler als das
große E. Farbe des großen E wirkt „reiner“.
28
Auf rotem Grund erscheint der graue Ring grünlich – auf grünem
Grund dagegen rötlich (Simultankontrast)
Farbstereoskopie
Wo ist dieser
Text?
87
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Wo ist dieser
Text?
Hier wird Wissen Wirklichkeit
29
Erklärung
© Detlef Krömker
Farbfehlsichtigkeit
‣
‣
‣
89
Farbe wird nicht von allen Menschen gleich empfunden.
7-8% der männlichen und 0,4% der weiblichen Bevölkerung haben
abgeschwächte Farbunterscheidung
Oft nur bei kleinen Sehwinkeln < 20 deutlich Î viele Betroffene wissen
nichts von ihrer Sehschwäche
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Anomale Trichromasie
Dichromasie
Farbfehlsichtigkeit
(gestörtes
Dreifarbsehen)
(Zweifarbsehen)
Protanomalie
(Rotschwäche)
ca. 1%
Testverfahren:
90
Deuteranomalie
(Grünschwäche)
5-6%
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Monochromasie
(Farbblind, 0,003%)
Tritanomalie
(Blau-Gelb.Schwäche)
0,004%
Ishihara-Test oder
Farnsworth Munsell 100 Hue Test
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
30
Original
Auswirkungen von Farbanomalien
Auswirkung der
Protanopie
(Rotschwäche)
Auswirkung der
Deuteranopie
(Grünschwäche)
Auswirkung der
Tritanopie
(Blau-Gelb-Schwäche)
91
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
Übersicht
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
92
Licht – physikalisch betrachtet
Das visuelle System
Reiz, Erregung – Empfindung, Wahrnehmung
Helligkeitswahrnehmung - Kontrast
Ortscharakteristikades visuellen Systems
Farbwahrnehmung
Textur-, Tiefen- und Raum- und Bewegungswahrnehmung
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
Andere Wahrnehmungsprimitive
„
Texturwahrnehmung
„
Tiefen- und Raumwahrnehmung
„
Bewegungswahrnehmung
93
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Hier wird Wissen Wirklichkeit
31
V
Texturwahrnehmung
‣
Textur wird visuell spontan als
strukturiertes, jedoch noch einheitliches Gebiet wahrgenommen
‣
Beispiele: Baumrinde, Furnier, Haut,
94
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
Rauhfasertapete...
Hier wird Wissen Wirklichkeit
V
Ähnlichkeitsklassifikation von Texturen nach:
‣ Gröbe (coarsness)
‣ Kontrast (contrast)
‣ Rauhigkeit (roughness)
Texturen
‣ Gerichtetheit (directionnality)
‣ Linienartigkeit (line-likeness)
‣ Regelmäßigkeit (regularity)
Komplexität
Orientierung
95
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
V
Binokulare Faktoren
Konvergenz
Disparität
Monokulare Faktoren
Tiefen- und Raumwahrnehmung
BewegungsBildliche
der
Einzelfaktoren
Faktoren
Binokulare
Übersicht
faktoren
BewegungsKinetische
paralaxe Faktoren
Relative Größe Schattenwurf Orientierung Texturgradient
Verdeckung
Schattierung
Elevation
Athmosphärische Perspektive
Farbe Lineare Perspektive
96
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
32
Zeitaspekte
Zwei Grundsätzlich verschiedene Effekte unterscheiden:
‣ Flimmern
ImpulsanregungÎCFF (Critical Fusion Frequency)
‣ Bewegungskontinuität
Stark unterschiedliche Schwellwerte
Unter Normalbedingungen:
Flimmern > 50 Hz ... 80 Hz (Helligkeit)
Bewegungskontinuität > 8 ... 50 Hz
97
B-CG – V05 Elemente der Bildwahrnehmung Prof. Dr. Detlef Krömker
Institut für Informatik
siehe Displays (später)
Hier wird Wissen Wirklichkeit
‣
Im Gegensatz zur Flimmerwahrnehmung (CFF) ist die
Bewegungswahrnehmung eine “höhere” (zentrale) Eigenschaft (Wertheimer,
1912):
Bewegungswahrnehmung
basiert
auf Erfahrung und Konsistenz der Einzelereignisse: “best fit”.
‣
Minimal notwendige Bildfrequenz (Update-frequenz) zur Wahrnehmung
kontinuierlicher Veränderungen (ohne Artifakte: ruckeln, zappeln) ist situationsund bildabhängig: 8 ... >50 Hz
Bewegung ist eine eigenständige Wahrnehmungsqualität
Zusammenfassung
‣
‣
‣
99
Eine ganze Reihe von Faktoren beeinflussen die Bildwahrnehmung
Bei einer optimalen (menschorientierten) Auslegung Graphischer
Systeme müssen diese immer wieder beachtet werden.
Wir kommen noch häufiger darauf zurück.
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33
Weitere Informationen
‣
Heidrun Schuhmann, Wolfgang Müller: Visualisierung, Springer 2000.
‣
Heinwieg Lang: Farbwiedergabe in den Medien, Muster-Schmidt Verlag, Göttingen, Zürich 1995
‣
als Handbuch Wiszecki, Stiles: Color Science - Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae -
‣
100
‣
‣
‣
‣
Stellen auf ca. 60 Seiten die wichtigsten Grundlagen der visuellen Wahrnehmung vor.
John Wiley and Sons, second Edition 1982 (2000)
Yvonne Tritschler: Skript: Allgemeine Psychologie, insbesondere Teil C: Wahrnehmung als Download auf
diesem Server:
http://www.gdv.cs.uni-frankfurt.de/... ERGÄNZEN
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
Repräsentationen von Farbe im Rechner
Farbmischprinzipien
Messen von Farben (Farbmetrik, Colorimetrie)
– Nächste
Schritte
‣Ausblick
CIE XYZ, Yxy,
...
Weiterentwicklungen (empfindungsmäßig gleichabständig):
L*a*b*, L*u*v*, ...
Farbrepräsentationen im Rechner und in Videosystemen:
RGB, CMYK, HLS, ... ; RGB,YUV,YIQ,YCRCB, ...
Farbkalibrierung von Monitordarstellungen
101
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Hier wird Wissen Wirklichkeit
Anhang:Spektrum des Sonnenlichtes
zu verschiedenen Tageszeiten
Parameter: Farbtemperatur (später)
mit höherer spektraler Auflösung:
Fraunhofer Linien werden sichtbar
102
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34
Weitere Beispiele von Emmissionsspektren
Halogenlampe
Leuchtstofflampen
1: Warmton, 2: weiß, 3: kalt-weiß, 4:
Tageslicht
Leuchtdiode
Welche Farbe?
103
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Reflektionskurven
104
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105
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35