02 Wahrnehmung

Gründe für Varierung Wahrnehmung Reize von Mensch zu Mensch

• Individuell

  • Physiologische Ursachen

  • kulturelle Hintergrund oder Prägung

  • Erfahrung und Erlerntes

• Zeitliche Abweichung

  • Variable wahrnehmungsphysiologische Effekte.

  • Die Erwartungshaltung.

  • Die Konstitution oder den Metabolismus (zum Beispiel Alkoholisierung).

Distale Reize

Reize die von realen Objekt aus gehen

Proximale Reize

Reize die von menschlichen Sinne empfangen werden

Empfindung

Elementare Reaktionen auf proximale Reize auf niedriger Ebene (z.B. Helligkeitsempfindungen)

Wahrnehmung

Verarbeitung/Filterung/Organisation und Interpretation von Empfindungen, die ein Umgebungsbewusstsein erzeugen

Wahrnehmungsmodell

→ MR-Systeme ersetzen distale Stimuli der realen Welt durch computergenerierte

Afferenz

Nervenimpulse die von Sinnesorganen zum Zentralnervensystem geleitet werden

• Reafferenz: Nervenimpulse, die von Körper erzeugt werden (z.B. durch Propriozeption)

• Exafferenz: Nervenimpulse, die von Umwelt herrühren

Efferenz

Nervenimpulse die vom Zentralnervensystem zu Effektoren (z.B Muskeln) geleitet werden

Reafferenzprinzip

Zentralnervensystem errechnet für Efferenz die zu erwartende Afferenz und vergleicht diese nach Ausführung mit den tatsächlichen → um Umweltänderungen zu erkennen

• Übereinstimmung: Aktivität ist abgeschlossen → vom eigenen Körper aktive Reize werden ausgeblended

• Unterschiede: Hindeutung auf Änderung der Umwelt → Auslösen weiterer Verarbeitung auf höherer kognitiven Ebene → Aus Umwelt verursachte passive Reize werden wahrgenommen

Webers Gesetz

Minimal wahrnehmbare Änderungen des Reizes ist proportional zur absoluten Intensität → Reizempfindung ist logarithmisch

Wahrnehmungsstabilität

Mechanismus, der es ermöglicht eine stabile Wahrnehmung der Umgebung zu haben, indem Sinneseindrücke (un)bewusst gefiltert werden

Wichtige Aspekte

• Wahrnehmungskonstanz

• Adaption

• Aufmerksamkeit

Wahrnehmungskonstanz

Phänomen, das Eigenschaften von Objekten auch unter wechselnden Umständen als gleichbleibend empfunden werden

• Größenkonstanz

• Positionskonstanz

• Lautstärkekonstanz

• Formkonstanz

• Farbkonstanz

• Helligkeitskonstanz

Adaption

Anpassung der Wahrnehmung an sich ändernde Reize mit gleichzeitiger Abnahme der Gefühlsintensität

Aufmerksamkeit

Unbewusste oder bewusste Konzentration der Aufmerksamkeit auf Aspekte der Wahrnehmung

Salienz

Auffälligkeit von Reizen, die entweder durch Reizeigenschaften (z.B. Farbe) oder Motivation (z.B Hunger) entstehen kann

Aufbau des Auges

• Linse: Projiziert einfallende Licht auf Netzhaut

• Netzhaut: Sehzellen wie Stäbchen (Helligkeitswahrnehmung, 120 mio) und Zapfen (Farbensehen, 6 mio)

• Fovea: Stelle der Netzhaut mit höhster Dichte an Sehzellen → höhste Abbildungsschärfe

• Blinde Fleck: Stelle wo Sehnerv aus Auge tritt → keine Sehzellen → Gehirn füllt fehlende Information auf

Helligkeitswahrnehmung

• hängt von Anzahl der Photonen ab, die pro Zeiteinheit auf Bereich der Netzhaut treffen

• Reizempfindung ist logarithmisch → Helligkeitsverhältnisse werden wahrgenommen nicht Helligkeit

Farbwahrnehmung

• Wahrgenommene Farbe ist Abhängig von Energie der Photonen die auf Netzhaut treffen

• Zapfen Blau, Grün und Rot

• Frequenzband ca. 400 - 700nm abdecken

Sichtfeld, Field of View (FOV=

• Öffnungswinkel einzelnen Auge

  • horizontal 170°

  • vertikal 130°

• Kombinierter horizontaler Öffnungswinkel: 200°

Rotationsrate

• Auges in Augenhöhle: max 600°/s

• Kopf: max 800°/s

Sehschärfe und Empfindlichkeit

Sakkaden

Ruckartige, unwillkürliche Augenbewegungen, die Illusion eines großen, hochaufgelösten Sichtbereich erzugen

Eigenschaften Zentrale Sichtfeld (Fovea)

• hohe Sehschärfe

• farbempfindlich

• optimiert für Tageslicht

Eigenschaften Periphere Sichtfeld

• kaum farbempfindlich

• empfindliche für schnelle Bewegung

• höhere empfindlichkeit bei weniger Licht

Zeitliche Auflösung

Menschen können Einzelbilder als solche bei einer Bildrate von 25-30 Bildern pro Sekunde (Hz) nicht mehr wahrnehmen

Aufbau Ohr & Ablauf Wahrnehmung von Ton

1. Schall: trifft auf Außenohr (kann Frequenzen im Bereich von 0 Hz bis 22 kHz wahrnehmen)

2. Mittelohr: weitergeleitet, wo Luftdruckschwankungen das Trommelfell in Vibration versetzt

3. Gehörknöchelchen: Vibrationen werden verstärkt und an Schnecke weitergeleitet

4. Innenohr: Bewegung der Flüssigkeit im Inneren der Schnecke wird von Nervenzellen mit feinen Härchen in elektrische Signale umgewandelt, die zum Gehirn geleitet werden

Haptische Wahrnehmung

Nutzung sensorischer und/oder motorischer Aktivität zur Integration von Sinneseindrücken aus Haut, Muskeln, Gelenken und Sehen

Unterscheidung zw.

• Taktile Wahrnehmung: Bereich des Fühlens, der sich auf Oberflächensensibilität bezieht → Rezeptoren in Haut

• Tiefensensibilität: Wissen über Lage der Körperglieder (Propriozeption) und Spannungszustand von Muskeln und Sehnen (Kinästesie)

Vestibuläre System

System, das für Gleichgewicht, Rotation und Beschleunigungsempfindung zuständig ist

Bestandteile

• Bogengänge: Wahrnehmung von Rotation

• Statolithen: Registrieren Linearbeschleunigung

Vestibulär-Okular-Reflex

Reflex, der dafür sorgt, dass die Augen bei einer Kopfdrehung reflexhaft in die Gegenrichtung rotieren, um das Bild zu stabilisieren

McGurk-Effekt

Effekt, bei dem die visuelle Wahrnehmung von Lippenbewegungen die auditive Sprachwahrnehmung beeinflusst

Vektion

Illusion einer Eigenbewegung, die entsteht, wenn man in einem stehenden Zug einen anfahrenden Zug auf dem Nachbargleis betrachtet

Bildartige Tiefenwahrnehmung

Tiefeninformationen die sich aus statischen oder bewegten 2D-Bildern per Mustererkennung entnehmen lassen

• Verdeckung: Objekt, das andere verdeckt wird näher wahrgenommen

• Linearperspektive: Parallele Linen scheinen in der Ferne in einen Fluchtpunkt zu konvergieren

• Relative Größe: Werden gleichförmige Objekte in unterschiedlicher Größe wahrgenommen, geht man davon aus, dass kleinere Objekte weiter entfernt sind.

• Bekannte Größe: Objekt bekannter Größe kann auch helfen, die Lage eines Objekts unbekannter Größe abzuschätzen

• Beleuchtung

• Texturgradient: Bei gleichförmigen Texturen erscheint die Textur auf entfernteren Objektteilen dichter und homogener

• Höhe relativ zum Horizont: Objekte nahe Horizontlinie erscheinen weiter entfernt

• Atmosphärische Perspektive: Objekte in der Ferne weisen einen geringeren Farbkontrast auf und erscheinen bläulich

Bewegungsbasierte Tiefenhinweise

Tiefenhinweise, die aus Bewegung des Betrachters entnommen werden

• Deletion/Accretion: Dynamische Verdeckungen und Aufdeckungen bei Bewegung

• Bewegungsparallaxe: Nahe Objekte bewegen sich schneller und in Objekte in Ferne bewegen sich in entgegengesetzte Richtung

Okulomotorische Tiefenhinweise

Tiefenhinweise, die auf propriozeptiver Wahrnehmung basieren

Mechanismen:

• Akkomodation: Scharfstellen eines einzelnen Auges durch Anpassung der Brechkraft der Linse

• Vergenz: Die simultane, gegengerichtete Rotationsbewegung beider Augen, um ein Objekt zu fixieren

Entfernungsbereiche von Tiefenhinweisen

• Körperumfeld (bis 2m)

• Aktionsumfeld (2-20m)

• Fernfeld (ab 20m)

Stereopsis, Stereosehen

Fähigkeit des visuellen Wahrnehmungssystem, aus leicht unterschidlichen 2D Bildern beider Augen Tiefeninformationen zu gewinnen und so 3D Eindruck zu erzeugen

Vergenz

Die simultane, gegengerichtete Rotationsbewegung beider Augen, um ein Objekt zu fixieren

• Konvergenz: Pupillen rotieren zueinander (bei näheren Objekten)

• Divergenz: Pupillen rotieren voneinander weg (weiter entfernte Objekte)

Horopter

Idealisierter, kreisförmiger Bereich im Raum, der auf korrespndierende Punkte der beiden Netzhäute abgebildet wird

Panumbereich

• Bereich um Horopter

• Bilder beider Augen können zu einem einzigen Bild fusioniert werden ohne Doppelbilder (Diplopie)

Disparität

Abweichung zwischen Bild des linken und rechten Auges auf Netzhaut

Parallaxe

Abstand zweier zusammengehöriger Bildpunkte für das linke und rechte Auge (auf Display)

• Positive Parallaxe (ungekreuzte Disparität): Fusionierte Punkt scheint hinter Displayfläche zu liegen

• Null Parallaxe: scheinbare Tiefe = tatsächliche Tiefe, da fusionierter Punkt auf Displayfläche liegt

• Negative Parallaxe (gekreuzte Disparität): Fusionierter Punkt scheint vor Displayfläche zu liegen

Dopplereffekt

• Effekt der Bewegung relativ zu einer schallquelle auf die wahrgenommene Frequenz

• Annährung erhöht Frequenz, Entfernung verringert si