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Kognitive 1 (Subject) / VL04_Tiefe (Lesson)
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- Retinaabbild Zweidimensional Gekrümmt auf dem Kopf
- Tiefenkriterien Visuelles System rekonstruiert räumliche Tiefe mit Hilfe von Tiefenkriterien in der Umwelt enthaltene Informationen, die durch basale Mechanismen der visuellen Verarbeitung aufgenommen werden keine „kognitive“ Interpretation nötig
- Monokulare Tiefenkriterien Kriterien zur Einschätzung der Tiefe (Entfernung und Lage eines Objektes), die aus dem retinalen Bild nur eines Auges entnommen werden können
- Nenne Monokularen Tiefenkrieterien Größe von Objekten (Objekte, die einen kleinen Sehwinkel einnehmen, werden weiter entfernt wahrgenommen, als gleichgroßeObjekte, die einen größeren Sehwinkel einnehmen Überlappung von Objekten (Hinweis relativerTiefe gibt die Rangreihe der Objekte:Wenn z.B. ein Objekt die Sicht auf ein anderes Objekt verdeckt) Höhe im Gesichtsfeld (Objekte, die sich nähera m Horizontbefinden, werden als weiter entferntinterpretiert) Texturgradient (Gleichabständige Strukturen erscheinen weiter entfernt, je dichter gepackt sie sind Bodenbeschaffenheit ist wichtig zur Entfernungsschätzung ⇒ hat nur schwache Wirkung ohne die Höhe im Gesichtsfeld) a und b) lineare und atmosphärische Perspektive - a) Linearkonvergenz: parallele Linien konvergieren in der Ferne b) Objekte mit unterschiedlicherEntfernung erscheinen wegen Lichtstreuung in Atmosphäre andersfarbig -unscharfe Objekte erscheinen weiter entfernt Bewegungsparellaxe Tiefenwahrnehmung auf Basis der relativenGeschwindigkeit zwischen uns und ObjektenDass sich bei der Bewegung eines Beobachters für ihn die Objekte in seiner Nähe schneller zu bewegen scheinen als weiter entfernte Verdecken von Objektteilen Objekte, die andere Objekteverdecken, werden als relativ näher gesehen
- Akkomodation Veränderung der Linsenkrümmung des Auges durch die Ziliarmuskeln, wodurch Abbilder auf der Retina fokussiert werden
- Vergenz Konvergenz und Divergenzbewegungen der Augen/ Augäpfel zur Fixierung eines Objektes Gehirn erhält Signale über Position der Augen und kann Entfernung ableiten
- Akkomodation und Vergenz Akkomodation und Vergenz tragen nur in einem Nahbereich von maximal 2 –3 m zur Tiefenwahrnehmung bei
- Querdisparation Unterschied zwischen den Abbildern eines dreidimensionalen Objekts auf der linken und rechten Retina Beidäugigkeit verbesserte Tiefenwahrnehmung (Das Ausmaßder Unterschiedlichkeit der beiden Retinabilder lässt Rückschlüsse über die relative Entfernungder Objekte zu)vergrößertes Sehfeld (binokulare Summation)
- Korrespondierende Netzhautpunkte Bei Fixation eines Objektes f werden Punkte der Umwelt auf korrespondierende Netzhautpunkte abgebildet (F und F‘, analog G und G‘) Korrespondierende Netzhautpunkte liegen an gleichen Orten auf der Retina (sie müssen den gleichen Abstand zur Fovea aufweisen)
- Horopter/ Vieth-Müller-Kreis Alle Punkte im Raum, die auf einem Kreis durch den Fixationspunkt im Raum und den beiden Augäpfel liegen Objekte auf diesem Kreis (z.B. g,f,a) führen zu korrespondierenden Punkten auf der Retina und haben die Disparation Null. Es gibt nicht nur einen Horopter, sondern mit jedem Fixationspunkt ist ein neuer Horopterverknüpft, d.h. Neuaufbau nach jeder (Augen/Kopf)-Bewegung
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- Gekreuzte Querdisperation Objekte vor dem Horopter werden auf äußeren Randbereichen der Netzhäute abgebildet Objekte im linken Auge werden nach rechts verschoben und im rechten Auge nach links
- Ungekreuzte Querdisparation Objekte hinter dem Horopter werden auf inneren Teilen der Netzhäute abgebildet Objekte im linken Auge werden nach links verschoben und im rechten Auge nach rechts
- Panum Areal Nur Objekte innerhalb des sog. Panum-Areals (Panum, 1820-85) um den Horopterherum, werden zu einem Bild fusioniert Objekte davor und dahinter erzeugen Doppelbilder
- Disparationsart / Disparationsgröße Disparationsart: Aussage über die Lage zum Horopter, gekreuzt vs. ungekreuzt Disparationsgröße: Aussage über die Entfernung zum Horopter ⇒ Querdisparation erhält keine Information über die absolute Entfernung eines Objektes, sondern lediglich über die Entfernung relativ zum Fixationspunkt
- Wie wird Tiefenwahrnehmung im Gehirn implementiert? Input von beiden Augen muss ins gleiche Neuron konvergieren Viele binokulare Neuronen in V1 reagieren maximal wenn sich die retinalen Bilder auf korrespondierenden Netzhautstellen befinden ⇒ neuronale Basis für den Horopter Andere Neurone regieren maximal, wenn gleiche Sitimuli auf den Retina geringfügig versetzt sind, d.h. auf nicht korrespondierende Netzhautstellen fallen ⇒Tuning auf eine bestimmte binokulare Dispartität
- Korrespondenzproblem Retinabild kann mehrdeutig sein
- Korrespondenzproblem Versuch Jules (1971) Julesz(1971), sog. Zufallsstereogramme/ random-dot-stereogram1. Zufällige Anordnung von schwarzen und weißen Punkten2. Veränderte Anordnung durch Verschieben eines kleinen quadratischen Teils des Musters3. Auffüllung des Musters mit zufällig platzierten PunktenOberflächlich: kein UnterschiedUnter Stereoskop: schwebendes Quadrat über Muster Erklärung für Wahrnehmung des schwebenden Quadrats: Verschobene quadratische Fläche weist eine Disparation durch Verschiebung auf Visuelles System interpretiert Disparation als Tiefe Woher weiß das visuelle System, welche Punkte in diesem Zufallsmuster einander in den Abbildungen zugeordnet werden müssen? ⇒Korrespondenzproblem
- Heuristiche Erklärung für Korrespondenzproblem 1. Reduktion der Bildauflösung:Konzentration auf grobe Bildmerkmale, niedrige Raumfrequenz (low-spatial frequency information) Abb. nächste Seite 2. Einzigartigkeitsannahme (uniqueness constraint):Ein Merkmalder Welt wird genau nur einmal in jedem retinalen Bild vorhanden sein. 3. Kontinuitätsannahme (continuity constraint): In der Regel (Aussnahme Kanten) haben benachbarte Punkte in der Welt - ähnliche Entfernungen vom Betrachter Alle drei Regeln reduzieren drastisch die Komplexitätdes Korrespondenzproblem s durch Verminderung der relevanten Informationsmenge.