VL3: Hell dunkel Wahrnehmung

Was ist Nachtblindheit?

Nachtblindheit

=> partiell-funktionale Sehbehinderung mit eingeschränkt oder ausgefallener Fähigkeit zur Anpassung des Auges (Adaptation) an die Dunkelheit

• entsteht durch eine Funktionsstörung oder den völligen Ausfall der Stäbchen

• Fallen die Stäbchen vollständig aus, spricht man im engeren Sinne von „Nachtblindheit“. Das Sehen in der Dämmerung ist dabei stark behindert. In einer nächtlichen, unbeleuchteten Umgebung ist das Sehen praktisch unmöglich.

Und wie unterscheidet man erworbene und angeborene Sehschwäche?

Angeboren oder erworbene Sehschwäche

• Angeborene oder essentielle Formen

• erworbene Sehschwäche der Nachtblindheit z. B. durch Vitamin-A-Mangel (verminderte Rhodopsin (Sehpupur) Produktion in den Stäbchen welches dann  aus Vitamin A Abkömmling Retinal & Eiweiß Opsin gebildet) oder eine andere Erkrankung des Auges entstehen

Was ist der Purkinje Effekt und wie entsteht er?

Purkinje Effekt

Unterschiedliche Helligkeitswahrnehmung verschiedener Farben bei guter und schlechter Beleuchtung

Beispiel: bei Tageslicht werden rote und blaue Blumen gleich hell gesehen und bei Nacht/Dämmerung scheint die blaue Blume heller grau als die rote Blume

Wie entsteht der Purkinje Effekt?

Bei schlechter Beleuchtung sind nur Stäbchen sensitiv genug um Licht in neuronale Aktivität umzuwandeln

• Objekte werden nur grau wahrgenommen

• Weil Stächen die Höchste Empfindlichkeit für Licht niedriger Wellenlänge haben, werden sie die blau reflektierende Objekte stärker aktiviert als durch rote

Kontrastverstärkung und Machsche Bänder

Laterale Inhibition

Damit ist meistens nur ein Mechanismus gemeint, der sich auf die Verschaltung mehrerer Ganglienzellen bezieht

• Die Zellen in der Retina hemmen sich gegenseitig: je stärker die Aktivierung einer Zelle, desto stärker die Hemmung ihrer Nachbarn

• =>Laterale inhibition ermöglicht Kontrastverstärkung

Kontrastverstärkung - Mach’sche Bänder/Streifen

• An den Grenzen zwischen hellen und dunklen Streifen sieht man künstliche helle bzw. dunkle Linien.

• Dies lässt sich durch den Mechanismus der lateralen Inhibition erklären: Die Zellen in der Retina hemmen sich gegenseitig; je stärker die Aktivierung einer Zelle, desto stärker die Hemmung ihrer Nachbarn bzw. andersherum, je schwächer die Aktivierung einer Zelle, desto schwächer die Hemmung ihrer Nachbarn

• Die physiologische Grundlage der Kontrastverstärkung ist die Verschaltung der Bipolarzellen in der Retina

Kontrastverstärkung → hebt Unterschiede zwischen Bereichen hervor.

Helligkeitskonstanz

Helligkeitskonstanz

• Wir nehmen Objekte bei unterschiedlicher Beleuchtung als gleich hell wahr

• Das ermöglicht die tatsächliche Reflexionseigenschaften einer Oberfläche unabhängig von

  Licht oder Schatten stabil zu erkennen

Helligkeitskonstanz → versucht Beleuchtungseinflüsse herauszurechnen.

Beide Effekte gehören zur visuellen Verarbeitung

Was sind Bewegungsdetektoren?

Bewegungsdetektoren (Reichhardt-Detektoren)

• Zellen die Richtungs- & Geschwindigkeitsspezifische Bewegung kodieren/detektieren

• Bewegung ist als Ortsveränderung über die Zeit konzeptualisiert

Was sind Bewegungsnacheffekte?

Bewegungsnacheffekte

• Adaption der Zellen an die Bewegung Fällt die Reizung weg, feuert sie weniger als im Ruhezustand und kehren die Bewegungswahrnehmung quasi um

Was ist eine Efferenzkopie?

Die Efferenzkopie ist eine interne Kopie eines Bewegungsbefehls, die das Gehirn gleichzeitig mit dem eigentlichen Signal a die Muskeln erzeugt.

Sie dient dazu, vorherzusagen, welche Sinneseindrücke durch die eigene Bewegung entstehen werden.

Trennung von Eigen- und Fremdbewegung

Wie können wir unterscheiden, ob sich unsere Augen bewegen oder ob sich ein Objekt vor unseren Augen bewegt?

1.   Ökologischer Ansatz

• bewegt sich das Auge/Betrachter, so ändert sich das komplette retinale Abbild = Teile der Szene werden sukzessiv verdeckt und verhüllt

• Bewegt sich ein Objekt (Zb. ein Fußgänger) vor einem Hintergrund, so verdeckt das Objekt sukzessiv Teile des Hintergrundes

=> Jedoch kann der ökologische Ansatz nicht erklären wieso wir Eigen- von Fremdbewegungen auch dann unterscheiden können, wenn keine szenische Information sukzessive Verdeckung ermöglicht

Zb. Man sitzt im Zug und ein anderer Zug fährt los

2. Reafferenzprinzip

Die Trennung von Eigen- und Fremdbewegung kann durch die Information des Abbildes auf der Retina erfolgen (ökologischer Ansatz) und durch die Verrechnung der motorischen Bewegungssignale mit dem afferenten Signal (Reafferenzprinzip).

Tiefenwahrnehmung

Akkomodation

Konvergenz

Akkomodation

Spannung der Linse

Je stärker die Linse gekrümmt ist, desto näher das Objekt

Konvergenz

Stellung der Augen zueinander Winkel

Die Stellung der Augen bestimmt ob Licht von Weit entfernten oder Nahen Objekten auf die Fovea fällt

Konvergenzwinkel groß = nahe Objekte

Konvergenzwinkel klein = weit

Augen parallel = unendlich

Retinale, Monokular, Binokular

Retinale  = Hinweise zur Tiefenwahrnehmung, die direkt über die Retina aufgenommen werden.

Monokular = „ein Auge“

Binokular = „beide Augen“

Monokulare statische Tiefenkriterien

Monukulare statische Tiefenkriterien

• Objekte, die andere Objekte verdecken, werden als relativ näher gesehen.

• Objekte, die bei gleicher Größe näher am Horizont sind, werden als weiter weg interpretiert.

• Bei gleichartigen Objekten werden  diejenigen, die einen kleineren Sehwinkel einnehmen, als weiter entfernt wahrgenommen.

• Je weniger klar Objekte gesehen werden, umso weiter weg sind sie.

• Bei gleicher Abbildungsgröße auf der Retina erscheinen Objekte, von denen wir wissen, dass sie kleiner sind, näher als größere Objekte.

• Lineare Perspektive wird durch konvergierende Linien erzeugt, die als tiefenerstreckende Parallelen interpretiert werden.

• Bei gleichabständigen Strukturen wirken Texturgradienten und es erscheinen solche Strukturen weiter entfernt, die dichter gepackt sind.

Monokulare dynamische Teifenkriterien

Monokulare dynamische Teifenkriterien

1. Bewegungsparalaxe

Nahe Objekte bewegen sich mehr auf der Retina

2. Fortschreitendes Zu- & Aufdecken

Binokulares Tiefenkriterium

Binokulares Tiefenkriterium: Querdisparation

Die Binokulare disparität beruht darauf, dass unsere Augen einen Abstand von 5,5-7 cm haben und deshalb das Abbild der Umwelt auf der Retina des rechten und des linken Auges leicht unterschiedlich ist.

Das Ausmaß der Verschiebung gibt Aufschluss über die Entfernung der Punktes vom fixierten Punkt

Wofür brauchen wir diese Tiefenkriterien?

Diese verschiedenen tiefenkriterien werden genutzt, um das zweidimensionale Abbild auf der Retina als dreidimensionales Bild zu interpretiere. Die tiefenkriterien basieren auf okulomotorischer oder retinaler Information.

Wahrnehmung von Größe

Der Sehwinkel als wichtigstes Kriterium für die Wahrnehmung der Größe eines Objekts

Größenkonstanz

Trotz unterschiedlicher Sehwinkel sehen wir ein und dasselbe Objekt bei unterschiedlicher Entfernung in konstanter Größe Anhand von Teifenkriterienerschlossene Entfernung des Objekts wird mit seinem Sehwinkel verrechnet

Je weniger Tiefenkriterien vorhanden = desto schlechtere Größenkonstanz N

Was ist das Emmert´sche Gesetz?

Emmert´sches Gesetz

Wenn man 60sek. Auf die Mitte eines schwarzen Kreises sieht, entsteht ein Nachbild. Wenn Mann nun auf eine helle Fläche sieht eine direkt daneben eine weiterentfernt -> die wahrgenommene Größe des Nachbildes variiert mit der Entfernung der Projektionsfläche

Phänomene der Größenkonstanz

Phänomen der Größenkonstanz

• Meistens nehmen wir ein unnd dasselbe Objekt als gleich groß wahr, egal in welcher Entfernung es sich befindet.

• Dies liegt daran, dass das Gehirn aufgrund der vorhandenen Tiefenkriterien die Entfernung „abschätzt“ und den durch den Sehwinkel entstandenen Größeneindruck um diese vermutete Entfernung „korrigiert“

• Unterbestimmten Ummständen können durch diese Verrechnung von vermuteter Entfernung und Sehwinkel aber auch Größentäuschungen entstehen, wie zb. Ames`scher Raum, mondtäuschung, Müller-Layer-Täuschung oder ponzo-Täuschung

Größentäuschung

Was ist die Mondtäuschung?

Mondtäuschung

• Wahrnehmungstäuschung, dass der Mond, wenn er knapp über dem Horizont hängt, viel größer erscheint als hoch am Himmel.

• Das Phänomen lässt sich darauf zurückführen, dass dem Auge die Tiefeninformation fehlt, wenn der Mond hoch steht, und der Kontext, also die Objekte in der Nähe des Mondes am Horizont, die wahrgenommene Größe beeinflussen.

• Die vom Menschen registrierte Distanz des Mondes am Horizont ist aufgrund der dort sichtbaren Objekte (Landschaft) größer als die des Mondes hoch am Himmel.

• Verschwindet wenn die (normalerweise sichtbare) Landschaft am Horizont abgedeckt wird

• wenn der Mond auf Fotos betrachtet wird: Dann ist der Durchmesser der Mondscheibe gleich groß, ob er nun am Horizont oder hoch am Himmel steht

Farbwahrnehmung

The dress

Warum nehmen die einen dieses Kleid als weiß-gold wahr, die anderen als blau-schwarz?

Das hat viele Studien der Farbwahrnehmung angeregt:

Eine Mögliche Erklärung wäre das Betrachter viele verschiedene implizite Annahmen über die Beleuchtung des Fotos haben

• Kleid im Schatten = weiß-gold

• Kleid in der Sonne = blau-schwarz

Das Kleid selbst ist in beiden Fotos identisch => Wahrnehmung ein aktiver Prozess!

• Die impliziten Annahmen über die Beleuchtung geschehen unbewusst, schnell und automatisch