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Psychophysik (Fach) / Rasch (Lektion)

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• Empfindlichkeit Temperatursinn Unschärfe:∙ Statische Temperaturen können nur auf 1-­3°C genau geschätztwerden.∙ Schnelle Veränderungen (> 0.1 °C/s) werden viel genauerempfunden, die Unterschiedsschwelle beträgt dann bis zu 0.2°C.
• Drei­Schalen­Versuch (Weber) Adaptationsphase:(1) die rechte Hand findet dasWasser kalt(2) die linke Hand findet dasWasser warm(3) nach einigen Minutenverschwindet derUnterschied weitgehend Testphase: (1) die rechte Hand findet dasWasser warm(2) die linke Wand findet dasWasser kalt(3) nach einigen Minutenverschwindet derUnterschied
• Die chemischen Sinne Meint: Rezeption chemischer Substanzen.∙ Fernsinn: Geruch, vermittelt durch ca. 30 Mio Riechsinneszellenin der Nasenschleimhaut∙ Nahsinn: Geschmack, vermittelt durch ca. 4000Geschmacksknospen auf der ZungeDie chemischen Sinne sind hochadaptiv: länger andauernde Reizungdurch die selbe Substanz führt zu einer Abstumpfung,die Minuten bis Stunden anhalten kann.Insbesondere beim Riechen spielen implizite Prozesse eine Rolle: Ohne bewussteWahrnehmung des Stimulus interagiert der Riechsinn mit Emotionen, Gedächtnisund physischen Reaktionen.
• Geruchssinn Die Riechschleimhaut mißt ca. 2 ∙ 5cm2. Darauf liegen ca. 30 MioSinneszellen, die monatlich erneuert werden(!).Es gibt i.d.R. keine spezialisierten Riechzellen: jede Zelle reagiertauf mehrere Substanzen. Der Gesamteindruck entsteht als „Matrix“der aktivierten Zellen.Der Riechsinn arbeitet wenig analytisch: wir erkennen v.a komplexeMischungen, etwa Kaffee, der 500 Duftstoffe enthält. „Analytisches“Riechen kann jedoch trainiert werden.Ein untrainierter Mensch unterscheidet bereits mehrere Tausend Gerüche. Mangeht von insgesamt ~10000 differenzierbaren Düften aus
• Geruchssinn – Empfindlichkeit und Adaptation Für den Eindruck eines Geruchs werden ca. 8 Moleküle und40 neuronale Signale in Folge benötigt.Die Unterschiedsschwelle ist jedoch eher hoch (~ 25% Zunahme).Erkennungsschwelle ~10x höher als die Wahrnehmungsschwelle.Konzentration und Qualität nicht unabhängig: Manche Düfte ändernmit zunehmender Intensität auch ihre Qualität.Bsp.: Ionon ändert sich von Veilchen  HolzKreuzadaptation: Nach wenigen Minuten wird ein stetigvorhandener Duft kaum noch wahrgenommen. Die Empfindlichkeitfür andere Düfte bleibt jedoch mehr oder weniger erhalten.Bsp.: In einer verrauchten Kneipe merkt man Rauch bald nicht mehr; nach 20Zigaretten fällt eine Havanna­Zigarre am Nebentisch kaum auf. Man riecht aberden frisch eingeschenkten Kaffee. Demnach ist Kaffee ≠ Havanna.
• Geruchssinn – Dimensionierung Eine Aufstellung von Grundqualitäten ist umstritten .Meist finden sich diese Prototypen ...∙ faulig∙ blumig∙ ätherisch∙ kampferartig∙ moschusartig∙ minzig∙ stechend
• Geruchsprisma nach Henning (1916): Diese Dimensionierung hatnoch Bedeutung für„Geruchsdesigner“, aberwenig Bestand in derGrundlagenforschung. Eine ältere Dimensionierung stammt von Henning. Er versuchte eine dreidimensionale Anordnung in derForm eines Prismas.
• Geschmackssinn Auf der Zunge befinden sich ca. 4000 Geschmacksknospen mit je10­50 Sinneszellen.Jede Zelle hat ein mehr oderweniger spezifisches Geschmacks­profil, d.h. sie reagiert auf einSpektrum von Molekülgruppen.Ein spezifischer Geschmacks­eindruck entsteht erst aus dermatrixartigen Verschaltungzahlreicher Zellen.
• Geschmackssinn – Dimensionierung Geschmack zerfällt in vier Grundqualitäten :∙ salzig (Kochsalz*)∙ sauer (Salzsäure*)∙ bitter (Chinin*)∙ süß (Saccharose*)*prototypische SubstanzWeitere sind strittig: metallisch, alkalisch, Umami?Empfindlichkeit: pro Substanz sehr unterschiedlich.∙ Am ehesten werden Bitterstoffe erkannt (Chinin: 5mg/l).∙ Die Empfindlichkeit variiert stark mit der psychophysischenVerfassung sowie externen Faktoren wie Temperatur und Farbe.∙ Der Geschmackssinn ist vergleichsweise grob und unselbständig.Die Wahrnehmung eines Aromas erfordert den Geruchssinn(schätzungsweise zu 80% beteiligt).
• Das Leib­Seele­Problem und die Frage nach den Qualia Ding -> Rezeptoren -> Informationsverarbeitung -> mentale Repräsentation -> Auswahl -> Qualia
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• Substanzdualismus (seit Descartes) ... sind zwei verschiedeneSubstanzen.Die Interaktion:Kausal oder korrelativ?Uni­ oder bidirektional?Welcher Art überhaupt?
• Substanzmonismus  Psychophysischer Parallelismus beim späten Fechner (1860) Es sind zweiverschiedene Ansichtender selben Substanz.
• Eigenschaftsdualismus  Epiphänomenalismus Qualia sind bloßeBegleiterscheinungenvon Gehirnzuständen.Nur materielle Prozessesind verursachend, nieumgekehrt.
• Identitätstheorie (Physikalismus, Vulgärmaterialismus) Alles ist auf Mterie reduziert Geist=Gehirn Schmerz = Feuern derC­FasernCarnap: „Jede psycho­logische Aussage lässtsich in eine physika­lische Aussageumformulieren.“
• Funktionalismus Materialismus mit geänderter Sichtweise:Beliebige Systeme können mentale Zuständerealisieren ( -> mind­uploading). Es kommt nur auf dieFunktion an, die ein„Zustand“ erfüllt Schmerz ist einGehirnzustand, der eineReaktion auslöst.Funktional gleichwertigeZustände in anderenSystemen können wirdaher Schmerz nennen.
• Perzeptuelle Organisation ... ... bezeichnet präattentive Prozesse, die die primärenSinneseindrücke in strukturierter Form für höhere kognitiveProzesse bereit stellen.Präattentiv = diese Vor­Strukturierung entzieht sich unserer bewusstenKontrolle. Wir können den „Eindruck“ nicht willentlich verändern.
• Vertreter der Gestaltpsychologie Max WertheimerWolfgang KöhlerKurt KoffkaWolfgang Metzger
• Postulat der Gestaltpsychologen Postulat: Die Gegenstände mentaler Tätigkeit sind keineisolierten, für sich jeweils sinnlose Stimuli, sondern stetssinnvolle und strukturierte Ganze – eben Gestalten.→ Bereits die bloße Sinneswahrnehmung erzeugt gestalthafteEindrücke und Empfindungen.Diese sind einerseits das Ergebnis unserer Geistestätigkeit,andererseits werden sie dem „Ding an sich“ am ehesten gerecht.Frage: Ist die Natur selbst gestalthaft aufgebaut??M.a.W.: Wieviel „Konstruktion“ oder wieviel bloßes „Erkennen“ leistetunsere Wahrnehmung eigentlich?
• Die Gestaltqualitäten nach Christian von Ehrenfels (1890) 1. ÜbersummativitätDas Ganze ist etwas anderes als die Summe der Teile.2. TransponierbarkeitWird das Ganze verändert, vergrößert, verkleinert,verschoben – wobei die einzelnen Teile im entsprechendenMaße mit verändert werden, – so behält das Ganze seineGestalt.
• Gestaltgesetze Eine Gestalt entsteht anhand primärer Merkmale einerKonfiguration, die sich u.a. durch diese Gesetze strukturieren:∙ Nähe∙ Geschlossenheit∙ Gleichheit/Ähnlichkeit∙ Verbundenheit∙ gute Fortsetzung∙ gemeinsames SchicksalGestaltgesetze beschreiben die Strukturierung von Stimuli, erklären sie abernicht. ... Quasi gehen wir hier vom physikalisch gegebenen Muster zumerlebten Phänomen in einem Happs.
• Figur und Grund Hat sich eine Gestalt gebildet, dann hebt sie sich als Figur vomHintergrund ab.Anschaulich sehen wir dieses Prinzip bei Kippbildern(multistable images): Man sieht nur jeweils ein Motiv, niemehrere zugleich.
• Prägnanz Kriterien Das Prägnanzprinzip ist kein Gestaltgesetz unter anderen,sondern ein übergeordnetes Prinzip.Konfigurationen, die folgende Kriterien erfüllen, werdenbevorzugt als Gestalt wahrgenommen:∙ Regelmäßigkeit∙ Symmetrie∙ Geschlossenheit∙ Einheitlichkeit∙ Ausgeglichenheit∙ maximale Einfachheit∙ Knappheit
• (1) Prägnanz als Ausgezeichnetheit ∙ Einzigartigkeit: Eigenschaft, die keiner Alternativfigur zukommt∙ Normativität (dient anderen Mustern als Bezugspunkt)∙ Innere Kohärenz (jeder Teil wird vom anderen gefordert)∙ Widerstand gegen Transformation (Wahrnehmung zeigt hoheSensibilität gegen Veränderungen)► vereinfacht gesagt: die Güte einer Konfiguration
• (2) Prägnanz als Einfachheit Entstehung von Prägnanz: Ein Ereignis ist prägnant, wenn es nicht zufälligabläuft, sondern von Prinzipien der Einfachheit und Ökonomie gesteuert wirdund zu einem Ergebnis führt, das ein maximales Gleichgewicht der beteiligtenKräfte herstellt, welches fortan maximal stabil und veränderungsresistent ist.► Das Prägnanz­Prinzip ist kompatibel mit der Theorie derInformationsverarbeitung: Prägnante Gestalten lassen sich mittelswenig Information beschreiben.
• Verdeckung und Prägnanz Unsere Wahrnehmung strebt immer nach Prägnanz.Auch höhere kognitive Prozesse streben prägnante Zustände an.(Vgl. Problemlösen).Die Gestaltpsychologie demonstrierte dieses Streben nach einereinfachen Interpretation der Welt mit visuellen Effekten derVerdeckung.
• Prägnanz und Scheinkanten Unsere Wahrnehmung erfindet zur Not „verdeckende“ Objekte, sogar räumliche, –Hauptsache, das gesehene Bild lässt sich einfach erklären. Das Prägnanprinzip stellt uns die Welt immer möglichst einfach dar.Diese Interpretation kommt der Wirklichkeit meistens sogar am nächsten.
• Necker-Cube Die ergänzten Objekteerscheinen uns so real, dasssie sogar als Kippbilderfunktionieren können.Dieser Würfel ausScheinkanten erfüllt alleBedingungen des Necker­Würfels.(Klassisches Kippbild:Welche Fläche ist vorn?)
• primäre Ebene von Gestalteigenschaften betreffen die Struktur (Gefüge, Tektonik) einerGestalt, ihre Gliederung, Richtung, Dynamikz.B.: gerade, rund, eckig, stetig, steigend(Wie ist die Konfiguration aufgebaut?)
• sekundäre Ebene von Gestalteigenschaften betreffen die stofflichen Eigenschaften, das Materialund seine gesamte Anordnung zu einer Gestaltz.B. rauh, glatt, hart, federnd(Wie fühlt sich die Konfiguration an? ... Ihre Anmutung.)
• tertiäre Ebene von Gestalteigenschaften betreffen den Ausdruck, den Charakter, das „Wesen“z.B.: freundlich, feierlich, verspielt, finster(Was empfinden wir dabei? Ist u.a. kulturell bedingt.)
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• Die Wahrnehmung von Objekten umfasst ihre ... Form∙ Größe∙ Lokalisation∙ Bewegung Notwendig für die Objekterkennung sind∙ bottom­up­Prozesse (Analyse des retinalen Reizmusters) und∙ top­down­Prozesse (schematisches Wissen über Objekte).
• Ein paar unmögliche Objekte Offensichlich orientiertsich die Wahrnehmungan lokalen Kanten – dieGesamtkonstruktion Penrose Triangle.Ist in der Wirklichkeitunmöglich. Möbius­Band.Ist in der Wirklichkeit sehr wohlmöglich (und es wird auchkorrekt wahrgenommen).Allerdings hat es absurdegeometrische Eigenschaften, dennes handelt sich um eine einseitigeFläche ... das Band hat kein Innenund Außen.
• Ebbinghaus­Täuschung: Beide orangenen Kreise sindidentisch. Die Objektgröße wird abhängigvon benachbarten Objektenwahrgenommen.
• Jastrow­Täuschung: beide Bögen sind identisch Die Objektgröße wird abhängigvon benachbarten Objektenwahrgenommen.
• Objekterkennung: Form Der Ausgangspunkt der Objekterkennung ist jeweils diezweidimensionale, beobachterzentrierte Projektion des Objektsauf die Retina.Das Ergebnis der Objekterkennung ist jeweils einedreidimensionale, beobachterunabhängige Repräsentation desObjekts.Daher muss die Wahrnehmung eine Übersetzung zwischen denbeiden Mustern liefern.
• Kanonische Ansichten Für alle möglichen Objekte haben wir vertraute (kanonische) Ansichten imGedächtnis. Diese werden am schnellsten erkannt.Obere Zeile: kanonisch; darunter: weniger vertraut (empirisch ermittelt).Die Objekterkennung erfordert, dass wir die aktuelle Ansicht eines Objekts undseine kanonische Ansicht einander zuordnen können.
• Computationale Ansätz Computationale Ansätze versuchen, Algorithmen zu formulieren,mit deren Hilfe man aus dem Helligkeits/Farbmuster auf derRetina zunächst Kanten isolieren, Umrisse erkennen und zuletztkomplexe Formen identifizieren kann. ­ Ortsfrequenzen, Kantendetektion, math. Repräsentation­ Komponenten, ansichteninvariante Modelle
• Stufenmodell Marr Input Image (perceived intensities) -> primal sketch: zero crossing, blobs, edges, bars, ends, virtual lines, groups, curves, boundaries -> 2 1/2 D Sketch:2 1/2 D­ sketch: Perspektivische „Ansicht“ (aber symbolisch codiert, somitvektoriell darstellbar und berechenbar). Anhand stereskopischer Information wird die Tiefe/Krümmung der Oberfläche in Form einer Vektormatrix encodiert. -> 3-D Model Representation_ §-D models hierachally organised in terms of surface and volumetric shape primitives
• Ortsfrequenz = Anzahl der Hell­Dunkel­Zyklen pro °Sehwinkel.
• Kantendetektion Kantenentdeckung ...mittels Intensitätsübergängen;rechts die Helligkeitsdifferenzbenachbarter Pixel; steileÜbergänge werden schwarzdargestellt.→ Marr's primal sketch
• Komponententheorie (Biederman) Zerlegung einesObjekts in einfachegeometrischeKomponenten(Geons).► Versuch, dasObjekt ansichten­invariant zu machen.
• onokulare Tiefencues ... ermöglichen räumliches Sehen mit nur einem Auge. Die monokularen cues sind weniger physikalisch bzw.physiologisch begründet, sondern sie setzen Erfahrung voraus.
• Cues Größe und Ort Verdeckung (Interposition) -> Ein sehr einfacher Tiefencue. Entfernte Dinge werden von den näheren verdeckt. Relative Größe -> Das selbe Ding in kleiner= weiter hinten. Gewohnte Größe -> Ein Riesending gleich groß = weiter hinten. Relative Höhe -> Das selbe Ding weiter oben = weiter hinten. Atmosphärische Perspektive -> Das selbe Ding blasser = weiter hinten. Texturgradient-> Die gleiche Textur in kleiner = weiter hinten.
• Lineare Perspektive und Größenkonstanz Die visuelle Verarbeitung berücksichtigt implizit diegeometrischen Gesetze der Perspektive:∙ Fluchtpunkte für parallelle Linien∙ Verkleinerung des Objekts bei mehr AbstandDieser Prozess kann allerdings mit dem Wissen über dieGrößenkonstanz* von Objekten interferieren.Hierauf beruhen bekannte optische Täuschungen.
• Ponzo­Illusion Die retinalen 2D­Projektionender Linien sind gleich lang.Die vermeintlich entfernteLinie muss in der Natur alsolänger sein.So sehen wir sie dann auch ...
• Müller­Lyer­Täuschung Die übliche Erklärung lautet:Die Spitzen suggerieren Innen­und Außenecken im Raum.Der obere Pfeil ist eine entfernteInnenecke. Bei gleicher projizierterLänge wie der des unteren Pfeilsmuss das entfernte Objekt in Naturgrößer sein.Daher erscheint der Pfeil länger.
• Ames'scher Raum Dies ist ein Foto und keineMontage.Die beiden Personen stehen ineinem speziell konstruiertenRaum.Alle Linien im Raum(Fußbodenfliesen, Fußleisten,Fensterrahmen etc.) wurden sogebaut, dass sie von einembestimmten Betrachtungspunktaus einen quaderförmigen Raumsuggerieren: Die 2D­Projektionauf die Retina stimmt mit derProjektion eines quaderförmigenRaums überein.
• Bewegungsparallaxe ... setzt einen sich bewegenden Beobachter voraus.Nahe Objekte bewegen sich relativ schneller (aneinander vorbei)als entfernte Objekte.
• optic flow Dieser cue heißt „optic flow“ in Gibsonsökologischer Theorie der Wahrnehmung.Ein elementares Prinzip der Lokalisation.Jede Textur (oben) bzw. jedegeometrische Struktur vermittelt denEindruck der Bewegungsparallaxe.Rechts der Blick aus dem Cockpitbeim Landeanflug: Der flow erfolgthier von einem zentralen Punkt aus,nicht einfach horizontal wie beimBlick aus dem Seitenfenster.
• Lichtpunkttechnik Johanssen Man befestigt 14­16Lichtpunkte am Körper,bevorzugt an Gelenken.Der Betrachter siehtausschließlich die Punkte,keine Umrisse.Es dauert wenige 100msec,bis ein gehender Menscherkannt wird, nach 2 Sekdas Geschlecht u.a. Wir betrachten hier nur: Ein spezialisiertes System für dieEntdeckung biologischer Bewegung.

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