Percepcja
Co spostrzegamy?
W jaki sposób spostrzegamy?
Percepcja wzrokowa
" Podstawowymi funkcjami percepcji wzrokowej
sÄ…:

wyodrębnienie, rozpoznanie obiektów fizycznych i
określenie ich cech i lokalizacji w przestrzeni
(dynamicznej  ruch!!!)

orientacja w przestrzeni (spostrzeganie odległości,
powierzchni i ich nachylenia itp.)

-> kierowanie działaniem na obiektach / ruchem w
przestrzeni (gibsonowskie  afordancje )
" Inne funkcje

percepcja społeczna?
Co zawiera reprezentacja
percepcyjna
" Obiekty
" Ich właściwości strukturalne
" Ich właściwości dynamiczne (sposób
poruszania siÄ™)
" Informację o relacjach pomiędzy obiektami
(relacje przestrzenne)

raczej, niż kolorowy pejzaż w stylu
impresjonistycznym
Co stanowi wyjściowy materiał
dla reprezentacji percepcyjnej?
" - coś w rodzaju pejzażu
impresjonistycznego: płaski układ
kolorowych plam istotnie zmieniajÄ…cy siÄ™
wraz ze zmianą oświetlenia, ruchem oczu,
ruchem obserwatora lub ruchem obiektów
w polu widzenia
Zadania systemu percepcyjnego
" Przechowanie obrazu do dalszego przetwarzania
"  Rozebranie obrazu na części składowe
" Wyodrębnienie obiektów i innych znaczących
części
" Określenie relacji przestrzennych między
obiektami w 3 wymiarach
" Rozpoznanie ruchu
" Przypisanie cech (kształt, kolor, rozmiar)
" Rozpoznanie tożsamości i kategorii obiektu
y
ródło: http://en.wikipedia.org/wiki/Visual_system
Mapy cech
" Na najwcześniejszych etapach przetwarzania
informacji w korze wzrokowej tworzone sÄ…

(1) mapa lokalizacji: reprezentacja położenia
składowych elementów wrażenia wzrokowego w polu
widzenia (kontrasty, linie, paski, ruch i ich orientacja)
" Organizacja przestrzenna: sÄ…siednie neurony odpowiadajÄ…
sąsiednim położeniom w polu widzenia; odrębne, ale
sÄ…siadujÄ…ce reprezentacje dla obu oczu

(2) mapy cech: kolory, krawędzie, zakrzywienia itd.
-> aż do bardziej złożonych cech (proste kształty)
Spostrzeganie obiektów
" Obiekt: spójna i ciągła porcja materii
" Dwa podstawowe procesy:
 Wydzielenie obiektu z otoczenia
 Rozpoznanie obiektu
" Inne funkcje percepcji wiążą się ściśle ze
spostrzeganiem obiektów
 Rozpoznawanie relacji przestrzennych miedzy obiektami
 Percepcja ruchu obiektów
 Percepcja cech (kolor, faktura, rozmiar, substancja)
 Percepcja  ułomnych obiektów (cienie, powierzchnie, substancje
nieciągłe)
Składniki procesu percepcji obiektu
i konstruowania sceny wzrokowej
(za: Marr, 1982 i Kellman, 1996)
" Etap I: Zarys dwuwymiarowy

Wykrywanie krawędzi

Klasyfikacja krawędzi

Przypisanie granic--------------Ä…ð
" Etap II: Szkic 21/2 wymiarowy (21/2 D)

Rozpoznanie powierzchni i ich orientacji
(ukierunkowanie, wypukłości, wklęsłości,
ciągłość)

WyodrÄ™bnienie jednostek---Ä…ð

Obserwator stanowi odniesienie
( płaskorzez
ba )
" Etap III: utworzenie sceny 3 wymiarowej
(3D)

Identyfikacja obiektów

Percepcja rozmiaru

Percepcja substancji
Ramy odniesienia niezależne od obserwatora /
przypisane do obiektów
Procesy oparte na doświadczeniu i wiedzy
" Wykrywanie i klasyfikacja krawędzi,
przypisywanie granic

Różnice w rozkładzie jasności

Różnice (nieciągłość) w rozkładzie koloru

Wskazówki związane z ruchem obiektu i
ruchem obserwatora oraz relacjami
przestrzennymi:
" Zwiększanie się/zmniejszanie pola projekcji obiektu
na siatkówce w miarę zbliżania się/oddalania
" Zmiana ziarnistości faktury wraz ze zmianą
odległości
" Ruch obiektów względem innych obiektów
" Nieciągłości w głębi
" Utworzenie jednostki

Wspólny ruch

Dopasowanie krawędzi

Ciągłość koloru, faktury itp.
Rozpoznawanie obiektu

Teorie wzorca

Rotacja mentalna

Teorie prototypów

Sieci neuronopodobne

Teorie cech

Teorie opisu strukturalnego

Teoria  geonów Biedermana
Badanie prototypów percepcyjnych Posner i
współpracownicy
" Przykład dostępny na
www.psiexp.ss.uci.edu/research/teaching/Posner_Keele_Demo.ppt
" Dwie kategorie: A i B  prototyp
utworzony z 9 kropek.
" Prototypy przekształcane przez losowe
przesunięcia kropek
" Faza uczenia: prezentacja serii bodz
ców.
Badani zgadują do której kategorii należy
bodziec, po czym otrzymujÄ… informacjÄ™
zwrotnÄ…. Prototyp nigdy nie jest
prezentowany w fazie uczenia.
100
80
" Faza testowa: prezentacja zarówno
60
 starych jak i  nowych bodz
ców. Osoby
40
20
badane decydują, czy już widziały dany
0
układ kropek, czy nie
old proto low high
pattern type
c a lle d O L D
Rotacja mentalna brył: Shepard i
Metlzler, Shepard i Cooper
A. Identyczne, obrócone
w planie obrazu
B. Identyczne, obrócone
w głębi
C. Odbicie lustrzane
można zobaczyć:
http://fordyce.inf.ed.ac.uk/release/
demos/mental-rotation-info.html
Geony Biedremana
24 podstawowe kształty, 15 rozmiarów i 15 sylwetek
Relacje wiążące: powyżej, obok, doczołowo itd..
Konstrukcja przestrzeni (1)
" Widzenie dwuoczne (stereoskopowe):
(1) Względne przesunięcie obrazu na siatkówce
lewego i prawego oka
(2) Ustawianie ostrości (zbieżność; konwergencja
wzroku)  informacja zwrotna z
proprioreceptorów mięśni gałki ocznej

wskazówki stereoskopowe są coraz mniej
precyzyjne wraz ze wzrostem odległości
Konstrukcja przestrzeni (2)
" Wskazówki nie wymagające widzenia
stereoskopowego - dynamiczne (zwiÄ…zane
z ruchem obiektu lub obserwatora):
" Narastanie pola projekcyjnego obrazu wraz ze
zbliżaniem się
" Paralaksa ruchowa: obiekty bliskie  szybciej
przemykają przez pole widzenia niż obiekty dalsze
" Narastanie/zanikanie ziarnistości (gradientu) faktury
wraz ze zmianą odległości
" Przesłanianie obiektów ruchomych
Konstrukcja przestrzeni (3)
" Wskazówki nie wymagające widzenia
stereoskopowego - statyczne:
Oparte na ogólnych założeniach:
" Perspektywa liniowa i powietrzna
" Przesłanianie się obiektów
WymagajÄ…ce wiedzy o obiekcie:
" Ziarnistość faktury
" Względna wielkość obiektów
" Percepcja rozmiaru (stałości rozmiaru)

Uwzględnianie relacji miedzy rozmiarem
obrazu na siatkówce a ruchem

Wykorzystanie wiedzy o obiekcie
" Percepcja substancji

W oparciu o wzorzec ruchu (sztywny czy z
wieloma stopniami swobody)

W oparciu o fakturÄ™

Inne wskazówki związane z wiedzą pojęciową
Percepcja: uniwersalne systemy
czy wyspecjalizowane moduły?
" Percepcja twarzy
" Percepcja przyczynowości
" Percepcja mowy
Wyspecjalizowane procesy czy szczególny
poziom ekspertyzy?
Teoria DWÓCH systemów wzrokowych
(Goodale, Milner, 1992; Norman, 2001)
Wcześniejsze podobne teorie
" Schneider: system  gdzie? i system  co? (wskazywanie vs
identyfikacja)
 Lezja w korowym układzie wzrokowym: brak rozpoznawania
przedmiotów
 Lezja pokrywy (tectum) w śródmózgowiu: brak orientacji w
przestrzeni
" System obwodowy i ogniskowy
" Neisser 1994: oddzielne systemy: percepcji bezpośredniej,
rozpoznawania/reprezentacji
Milner i Goodale: system grzbietowy (dorsal) i system
brzuszny (ventral)
DOWODY
Neurofizjologiczne
Neuropsychologiczne (uszkodzenia mózgu)
Dysocjacje;
Podwójne dysocjacje.
Eksperymenty psychologiczne
Dowody neurofizjologiczne
Ungerleider i Mishkin: 2
oddzielne szlaki w korze
wzrokowej u małp. Z płata
potylicznego:
" grzbietowy  do tylnej części płata
ciemieniowego (gdzie?)
" brzuszny  do dolnej części płata
skroniowego (co?)
http://www.mindcorner.org/2009/12/16/visual-system-how-do-we-see/
z czym połączone?
o czym niosÄ… informacje?
Sygnały z kory wzrokowej (uproszczenie):
" grzbietowy  dotyczÄ…ce analizy ruchu i przestrzeni, z
obszarów reprezentujących peryferyczne części
siatkówki; także sygnały z ośrodków podkorowych
" brzuszny  dotyczące analizy kształtu i koloru, z
obszarów reprezentujących centralne części siatkówki
& funkcja
Przetwarzanie podobnych informacji, ale w
innym celu:
" grzbietowy  wzrokowa kontrola ruchu,
 egocentryczny
" brzuszny  rozpoznawanie obiektów, allocentryczny.
Dowody neuropsychologiczne
PET, fMRI
Badanie skutków uszkodzeń mózgu
 Dysocjacja: Osoba X, może wykonywać czynność A, ale nie
może B.
 Podwójna dysocjacja: Osoba X może wykonywać czynność
A, ale nie może B; zaś osoba Y może wykonywać czynność
B, ale nie może A (A i B mają różne podłoże)
Podwójna dysocjacja AO i AW
Uszkodzenie w części ciemieniowej: Ataksja Optyczna
(trudności ze wskazywaniem lub sięganiem po obiekty) ale
poprawna identyfikacja
" Lepsze wskazywanie po opóz
nieniu reakcji! (Milner i in., 1999)
Uszkodzenie w korze skroniowej: Agnozja Wzrokowa.
Pacjentka DF  wzrokowa agnozja kształtu:
" nie rozpoznaje twarzy ani przedmiotów,
" nie potrafi odróżnić trójkąta od kwadratu,
" może narysować coś z pamięci, ale nie przerysować
" Nie ma problemów z zadaniami wzrokowo-ruchowymi,
poruszaniem się w przestrzeni, używaniem narzędzi
Eksperymenty psychologiczne
Porównanie reakcji ruchowych i werbalnych
(oceniajÄ…cych) na te same bodz
ce u osób zdrowych
" Np. sięgnięcie po vs. oszacowanie wielkości krążka w
złudzeniu Ebbinghausa
" oszacowanie nachylenia powierzchni w
stopniach vs. przez nachylenie zasłoniętej
ręki
żð
Błędy ruchowe są mniejsze i nie korelują z błędami
odpowiedzi werbalnych
Porównanie dwóch systemów
grzbietowy brzuszny
Funkcja Wzrokowa kontrola Rozpoznawanie,
ruchów identyfikacja
Charakterystyka Większa czasowa Większa prze-
(ruch) strzenna (kształt)
rozdzielczości
Pamięć Pamięć potrzebna do Wykorzystuje
wykonania ruchu informacje z pamięci
(krótka)
Świadomość Większość Większość
przetwarzania przetwarzania
nieświadoma świadoma
Układ odniesienia egocentryczny allocentryczny
Dwa równoległe systemy
odpowiadające dwóm teoriom
spostrzegania
Pojęcia i metody używane przez gibsonistów
odpowiadajÄ… funkcjom systemu grzbietowego
Pojęcia i metody używane przez konstruktywistów -
funkcjom systemu brzusznego
Dwa równoległe systemy o różnych funkcjach lecz
współdziałające i wspomagające się nawzajem