Allgemeine Psychologie I (Fach) / Wahrnehmung Deubel (Lektion)

1. Semester Psychologie

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• Was ist „visuelle Wahrnehmung“? •Die Summe der Prozesse, mit deren Hilfe wir Informationen, Wissen über externe Objekte und Ereignisse gewinnen •Wozu dient Wahrnehmung? Ermöglicht zielgerichtetes Handeln in der Umwelt zum Überleben und Reproduzieren! •VisuelleWahrnehmung: Quelle der Informationen ist das Licht, das die Objekte aussenden oder reflektieren
• „Wahrscheinlichkeitsprinzip“ von Hermann von Helmholtz: Wir nehmen dasjenige Objekt wahr, das mit der größten Wahrscheinlichkeit die Ursache unserer jeweiligen sensorischen Empfindung ist
• Eigenschaften von Figur und Grund: • Figur ist „dinghafter“, leichter zu erinnern• Figur wird (räumlich) vor Hintergrund gesehen• Hintergrund ist ungeformt und erstreckt sich hinter Figur• Konturen, die Figur und Hintergrund trennen, gehören anscheinend zu Figur• gleichzeitige Wahrnehmung von F + G ist nicht möglich
• Was wird als Figur gesehen? • Symmetrische Objekte• Konvexe (nach außen gekrümmte) Objekte• Kleine Flächen, horizontale/vertikale Objekte• höherer Kontrast• Vorwissen, Einstellungen, Bedeutung
• Funktionen der Farbwahrnehmung? • Unterstützt Segmentierung von Objekten, Wahrnehmungsorganisation• Wichtig für Objektidentifikation• Signalwirkung (Ampel, Tierreich)
• Farbfehlsichtigkeiten? • Auftretenshäufigkeit: Mindestens 8% der männlichen Bevölkerung, 0.4% der weiblichen• Monochromasie: Keine funktionsfähigen Zapfen. Monochromaten sehen nur Helligkeitsschattierungen, geringe Sehschärfe, empfindlich gegen helles Licht. Variation der Intensität einer Wellenlänge genügt, um alle „Farben“herzustellen.• Dichromaten: 3 Hauptformen:• Protanopie (Rotgrünblindheit 1)• Deuteranopie (Rotgrünblindheit 2)• Tritanopie (Blaugelbblindheit, selten)Vererbt auf X-Chromosom (95% Männer)Ursache: Eines der drei Sehpigmente fehltProtanope: kein langwelliges ZapfenpigmentDeuteranope: kein mittelwelligen ZPTritanope: kein kurzwelliges ZP (?)• 2 Wellenlängen zum Herstellen alle wahrnehmbaren „Farben“• Anormale Trichromaten
• Zentrale Störungen des Farbsehens und -verstehens • Zentrale Störungen der Farbwahrnehmung (also kein Problem der Rezeptoren!)• Aufgrund von erworbenen (nicht von angeborenen) Störungenwie Schlaganfall, Vergiftung, Verletzung...• Unterschiedliche Ausprägungen:1. Zentrale Achromatopsie: • Patienten sehen keine Farben• Manchmal eingeschränkt auf Teile des Gesichtsfeldes• Schädigung häufig bilateral im extrastriären visuellen Cortex (V4)• Kognitives Wissen über Farben bleibt aber erhalten (Sehen daß eine Tomate rot ist versus wissen daß eine Tomate rot ist)2. Fehlerhaftes Farbwissen. Oft begleitet von linguistischen Problemen. Patient JB: Kann Farben diskriminieren, aber nicht angeben, ob Farbe zu Objekt passt3. Farbanomie: Unfähigkeit, sprachliche Bezeichnungen für Farbe zu generieren oder interpretieren.4. Eventuell getrenntes visuelles und verbales Wissen über Farbe. Patient RV kann Fragen nach Farben von Objekten beantworten („Welche Farbe würden Sie einem Kommunisten geben?“, aber nicht auf Objekte zeigen, die eine richtige (oder falsche) Farbe haben
• Wahrnehmungskonstanzen • Formkonstanz, Größenkonstanz• Helligkeitskonstanz• Farbkonstanz • Wichtige Fähigkeit des visuellen Systems, Eigenschaften der externen Objektewahrzunehmen, und nicht die Eigenschaften ihrer Projektionen auf der Retina (diese variieren mit Beleuchtung, Betrachtungswinkel, Entfernung, ....)
• Helligkeitskonstanz Definition? Was ist das Problem? • Helligkeitskonstanz: Wahrgenommene achromatische Farbe eines Objekts ist weitgehend unabhängig von der Beleuchtung Problem der Helligkeitskonstanz:L(x,y) = I(x,y) * R(x,y) L(x,y) (reflektierte) Luminanz des ObjektsI(x,y) Beleuchtung des ObjektsR(x,y) Reflektanz des Objekts (Objekteigenschaft) PROBLEM: Unendlich viele Wertepaare R(x,y), I(x,y) können zu der beobachteten Objektluminanz L(x,y) führen!!R(x,y) = L(x,y) / I(x,y)
• Mechanismen der Helligkeitskonstanz: - Berücksichtigung von Relationen- Schatten- Wahrgenommene Beleuchtung
• Was ist Farbkonstanz? Was sind die 3 Mechanismen der Farbkonstanz? • Relative (annähernde) Gleichheit der wahrgenommenen Farbe bei wechselnden Lichtverhältnisses • Mechanismen die Farbkonstanz unterstützen:• Farbadaptation• Gedächtnisfarbe• Umfeld (Berücksichtigung der Relationen der spektralen Zusammensetzung von Objekt und Umgebung)
• Was sind die 4 Tiefenkriterien der Tiefenwahrnehmung? • Okulomotorische Tiefenkriterien• Monokuläre Tiefenkriterien• Bewegungsinduzierte Tiefenkriterien• Binokuläre Tiefenwahrnehmung: Stereoskopisches Sehen
• Okulomotorische Tiefenkriterien (2 Stück nennen): 1. Tiefe aus KonvergenzKonvergenzwinkel der Augen(Vergenzbewegungen der Augen) 2. Tiefe aus Akkommodation(Scharfstellen durch Verändern der Brechkraft der Augenlinse)
• Monokuläre Tiefenkriterien (Nenne 8) 1. Verdecken von Objekten 2. Relative Größe im Blickfeld 3. Relative Höhe im Blickfeld 4. Atmosphährische Perspektive 5. Gewohnte Größe 6. Lineare Perspektive 7. Texturgradient   8. Tiefe aus Schatten
• 2 Bewegungsinduzierte Tiefenkriterien? 1. Bewegungsparallaxe, Bewegungsgradienten 2. Zu- oder Aufdecken
• Binokuläre Tiefenwahrnehmung: Stereoskopisches Sehen • Geringfügig unterschiedliche Bildausschnitte in beiden Augen• Visuelles System bestimmt Unterschied: „Querdisparation“
• Was ist Querdisparation? Wie lautet der Querdisparationswinkel von Q? • Querdisparationswinkel von Q: b – a • Querdisparation ist ein Maß für die relative Tiefe / Entfernung des Objekts
• Was ist Größenkonstanz? und was ist das zentrale Problem dabei? Def: Fähigkeit, die Größe von Objekten unabhängig von ihrer Entfernung richtig wahrzunehmen • Zentrales Problem der Größenwahrnehmung: Die Größe der retinalen Projektion eines Objekts (Sehwinkel) hängt (umgekehrt proportional) von der Entfernung des Objekts ab!
  Abschätzung der Größe eines Objekts ist also nur möglich, wenn dessen Abstand vom Beobachter bekannt ist (bzw. richtig berechnet werden kann).
• Größenkonstanz • Wie lautet das Emmertsches Gesetz (Emmert, 1881)? • Wahrgenommene Größe eines Nachbilds hängt (direkt proportional) von der Entfernung der Fläche ab, auf der das Nachbild erscheint • Wahrgenommene Größe: Gw=k*GN*Dw G N : Größe des NetzhautbildesD W : wahrgenommene Entfernung des Objektsk: Konstante
• Wie entstehen geometrisch- optische Größentäuschungen? entstehen durch fehlgeleitete Einschätzung der Entfernung von Objekten
• Visuelle Bewegungswahrnehmung • Nenne die 5 wichtigen Funktionen der Bewegungswahrnehmung? • Bewegung erregt Aufmerksamkeit• Bewegung vermittelt Information über 3D-Gestalt eines Objekts• Bewegung vermittelt Information zur Figur/Hintergrund-Unterscheidung• Verfolgen / Greifen / Fangen von Objekten• Abschätzen der Eigenbewegung (z.B. beim Gehen)
• Verschiedene Arten der (visuell-vermittelten) Bewegung • (Einfache) Bewegung eines Lichtpunktes bei ruhendem Auge• Optischer Fluß bei Eigenbewegung• Scheinbewegungen, Bewegungstäuschungen:- Stroboskopische Bewegung- Bewegungsnacheffekte (z.B. Wasserfalltäuschung)- Induzierte Bewegung (z.B. Bahnhof, Mond & Wolken)
• Probleme der Objekterkennung: Nenne 5 viele Probleme! Z.B.:• 3-D-Objekte
  2-D Retinae• Was gehört zu was: „Wahrnehmungsorganisation“• Blickwinkel, Verdeckungen, Beleuchtung, Entfernung, ... (Formkonstanz)• Orientierung, Größe, Position• (Wieder-)Erkennen und Klassifikation
• Nenne und erkläre die 6 Stufen von Ann Treismans „Merkmalsintegrationstheorie“? 1. Präattentive Stufe: Analyse(Zerlegung) in Elementarmerkmale: parallel, automatisch2. Attentive Stufe: Verknüpfen der Elementarmerkmale einzelner, durch Aufmerksamkeit selegierter Elemente. Serieller, aktiver Prozess3. Beachtetes Objekt wird wahrgenommen
  Erstellung einer „Objektdatei“ (object file)4. Objekterkennung erfolgt durch Vergleich mit visuellem Objektgedächtnis5. Schicksal nicht beachteter Objekte: Eigenschaften sind nicht gebunden (free floating)6. Vorhersage für nichtbeachteteObjekte: Illusorische Konjunktionen
• Wie wird Objekterkennung definiert und was sind die 2 unterschiedlichen Theorein + eine Lösung? • „Objekterkennung“: (Wieder)Erkennen eines Objekt durch (erfolgreichen) Gedächtnisvergleich:Gedächtnisrepräsentation <-- Vergleich -->Visuelle Repräsentation des Objekts               ??                                     ? • 2 unterschiedliche Theorien: Interne Repräsentationen der dreidimensionalen Objekte können von Blickwinkel des Beobachters abhängig oder unabhängig sein (viewpoint-dependent oder viewpoint-independent)• Einfache Lösung (Beobachter-abhängig): Direkter Vergleich mit Prototyp im Gedächtnis - Template Matching• Aber viele Probleme: v.a. Invarianzprobleme (Formkonstanz)
• Theorie des Erkennens anhand elementarer Teilkörper (recognition by components): Was ist das Ziel und was ist die Lösung? und was sind die 5 nicht zufällige Eigenschaften? • Ziel: Objekterkennung unabhängig vom Blickwinkel• Lösung: Repräsentation von Objekten als strukturelle Anordnungen von elementaren Teilkörpern• Elementare Teilkörper (Geone) besitzen „nicht-zufällige Eigenschaften“• Teilkörper (und damit Objekt) können daher unabhängig von der Beobachterposition erkannt werden Nicht-zufällige Eigenschaften:• Kollinearität• Parallelität• Symmetrie• Gekrümmtheit• Kreuzungspunktez.B. parallele Linien im Bild sind Hinweis auf parallele Kanten in der Welt, unabhängig von Beobachterposition!
• Viewpoint-dependent object recognition • Annahmen: (Wenige) Prototypische Ansichten werden gelernt (gespeichert)• Objekterkennung geschieht durch Interpolation zwischen gespeicherten Ansichten (Edelman & Bülthoff, 1992) oder durch mentale Rotation (Jolicoeur, 1990)• Aktuelle Sichtweise: Parallele Repräsentation und Nutzung sowohl von strukturellen (Beobachter-invarianten) Beschreibungen als auch von Blickwinkel-abhängigen Repräsentationen (z.B. Foster & Gilson, 2002)
• Gesichtererkennung: Funktion, Funktionsweise und Krankheit? • Große soziale Bedeutung• Gesichtsausdruck wichtig zum Erkennen des affektiven Zustands• Isolierte Teile eines Gesichts werden sehr schlecht wiedererkannt•
  Gesichtererkennung ist „holistisch“ (Gesamtkonfiguration spielt wichtige Rolle)• Gibt es ein spezialisiertes System für Gesichtererkennung? Dissoziation von Objekt- und Gesichtererkennung bei Patienten • Prosopagnosie: Unfähigkeit, Gesichter zu erkennen (einschl. eigenes Gesicht)
• Aufmerksamkeit & Objekterkennung • Voraussetzung für die bewusste Objekterkennung ist die Ausrichtung visueller Aufmerksamkeit aus das Objekt• Bei fehlender Ausrichtung oder Ablenken der Aufmerksamkeit kommt es zu „Change blindness“ und „Inattentional blindness“
• Bewegung und Gehirn? Wozu brauchen wir eigentlich ein Gehirn?• Um uns bewegen zu können! Um angemessene, anpassungsfähige und komplexe motorische Handlungen durchführen zu können!• Bewegung ist unsere einzige Möglichkeit • mit der Welt zu interagieren (Fressen, Fortpflanzung ...)• zu kommunizieren (Sprache, Geste, Schreiben, ...)• Sensorische, Gedächtnis- und kognitive Prozesse liefern eigentlich nur Eingangsinformation für zukünftige Handlungen• Wird vollkommen offensichtlich am Beispiel anderer Lebewesen, die keine Motorik besitzen
  
  
  
  haben auch kein Gehirn!
• Die 5 Blickbewegungstypen und was haben alle gemeinsam? 1. Es werden 5 grundsätzlich unterschiedliche Typen von Blickbewegungen gefunden:– Vestibulo-okulärer Reflex (vestibular-ocular reflex, VOR)– Optokinetik (optokinetic reflex)– Glatte Folgebewegungen (smooth pursuit)– Sakkaden (saccades)– Vergenzbewegungen (ocular vergence) 2. Jeder dieser Typen von Blickbewegung:– hat eine spezielle Funktion– besitzt dieser Funktion entsprechende Eigenschaften– wird von einem spezifischen, weitgehend separaten neuronalen Subsystem erzeugt und kontrolliert
• Welches ist die Funktion von Augenbewegungen, wozu haben sie sich entwickelt? Ironischerweise, zunächst nicht, um das Auge an eine bestimmte Stelle zu bewegen, sondern vielmehr .... ... um die Blickrichtung (das Retinabild) während Eigenbewegungen (insbesondere Kopfbewegungen) zu stabilisieren!
• Funktionen / Typen der Augenbewegungen (3 + Unterpunkte)? 1. Stabilisierung des Blicks während EigenbewegungenBlickbewegungssysteme zur Stabilisierung der Blickrichtung:– Vestibulo-okulärer Reflex (VOR)– Optokinetik– Torsionsbewegungen des Auges 2. Verschiebung der BlickrichtungBlickbewegungssysteme zur Verschiebung der Blickrichtung:– Sakkaden– Glatte Folgebewegungen des Auges (smooth pursuit)– Vergenzbewegungen (nicht-konjugiert) 3. Mikrobewegungen bei Fixation– Mikrosakkaden, Drift und Tremor
• Was sind die 7 Elementarmerkmale nach Treisman? • Orientierung• Krümmung• Farbe• Bewegung• Geschlossenheit• Farbe, Helligkeit• Tiefe (binokular)
• Konjunktions-Suche: Suche nach Kombination zweier oder mehrerer Features.
• Zeichen-(Objekt-)Erkennung mittels feature maps und strukturellen Beschreibungen 3 Eigenschaften struktureller Beschreibungen: • Bestehen aus einem Satz von Propositionen („ist ein...“) über die Komponenten der Konfiguration und ihre räumlichen Beziehungen• repräsentieren charakteristische strukturelle Eigenschaften des Objekts (nicht aber z.B. dessen Größe)• stellen objekt-zentrierte Beschreibungen dar
• Recognition by components: Was sind 5 Nicht-zufällige Eigenschaften von Geonen? Nicht-zufällige Eigenschaften:• Kollinearität• Parallelität• Symmetrie• Gekrümmtheit• Kreuzungspunktez.B. parallele Linien im Bild sind Hinweis auf parallele Kanten in der Welt, unabhängig von Beobachterposition!
• Viewpoint-dependent object recognition Was ist die Annahme und wie funktioniert Objekterkennung? • Annahmen: (Wenige) Prototypische Ansichten werden gelernt (gespeichert)• Objekterkennung geschieht durch Interpolation zwischen gespeicherten Ansichten (Edelman & Bülthoff, 1992) oder durch mentale Rotation (Jolicoeur, 1990)
• Wie ist die aktuelle Sichtweise zum Thema Objekterkennung? Viewpoint.dependent vs viewpoint independet? • Aktuelle Sichtweise: Parallele Repräsentation und Nutzung sowohl von strukturellen (Beobachter-invarianten) Beschreibungen als auch von Blickwinkel-abhängigen Repräsentationen (z.B. Foster & Gilson, 2002)
• Prosopagnosie: Unfähigkeit, Gesichter zu erkennen (einschl. eigenes Gesicht)
• Unfähigkeit, Gesichter zu erkennen (einschl. eigenes Gesicht) Fachbegriff? Prosopagnosie
• 2-Prozess-Modell nach Farah • Gesichtererkennung kombiniert eine holistischen, globalen Analyse des Reizes mit einer Analyse der Objektteile
• veridikal? Ist Wahrnehmung veridikal? Wahrnehmung, die mit der tatsächlichen physikalischen Gegebenheit übereinstimmt Nein 
• Wie heißt die Rotgrünblindheit 1 und was ist sie? PROTANOPIE kein langwelliges Zapfenpigment 
• Rotgrünblindheit 2: Deuteranopie kein mittelwelliges Zapfenpigment
• Blaugelbblindheit: TRITANOPIE kein kurzwelliges Zapfenpigment? 
• Anormale Trichtromaten: Zwar alle Zapfen, aber spektraler Empfindlichkeitsbereich ist verschoben
• Farbanomie: = Cerebrale Achromatopsie  Unfähigkeit, spracliche Beziehungen für Farbe zu generieren oder interpretieren
• Wahrnehmungskonstanzen: Wichtige Fähigkeit des visuellen Systems, Eigenschaften der externen Objekte wahrzunehmen und NICHT die Eigenschaften ihrer Projektionen auf der Retina (diese variieren mit Beleuchtung, Betrachtungswinkel, Entfernung...) Farbkonstanz, Größenkonstanz, Helligkeitskonstanz, Formkonstanz
• Physiologische Evidenzen des Reaferenzprinzips: Neurone in V3 (dorsaler Pfad) unterscheiden zwischen objektinduziertem und blickbewegungsinduziertem Bewegungen des Retinabildes Real- movement Neurone --> Neurone scheinen Efferenzkopie der Blickbewegung mit zu berücksichtigen 

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