Plan wykładu

• Budowa oka i ucha

• Przebieg pierwszych etapów kodowania wzrokowego i słuchowego

• Teorie percepcji barw i dźwięków

• Prawa percepcji

Etapy spostrzegania

1. Rejestracja sensoryczna

2. Ocena znaczenia emocjonalnego

3. Ocena znaczenia semantycznego

4. Ocena znaczenia metaforycznego

Budowa oka

Kodowanie bodźców wzrokowych

Zmiana w otoczeniu: FALE ŚWIETLNE O OKREŚLONEJ DŁUGOŚCI

Droga energii fizycznej:

ROGÓWKA ŹRENICA W TĘCZÓWCE SOCZEWKA

CIAŁO SZKLISTE w gałce ocznej SIATKÓWKA (tu czopki i pręciki, które są właściwym receptorem) tu TRANSDUKCJA-

KOM. DWUBIEGUNOWE KOM. ZWOJOWE NERW WZROKOWY KOMÓRKI PRZECIWSTAWNE w ciele kolankowatym bocznym (odpowiedzialne również za widzenie barw)

PŁATY POTYLICZNE w obu półkulach

• Proces percepcji pierwotnej - zbieranie informacji z otoczenia i zapis (kodowanie) w postaci umożliwiającej dalszą obróbkę

• Możliwy dzięki kilku rodzajom ruchów:

• Ruchy kompensujące ruch głowy (przedsionkowo-wzrokowe)

• Ruchy wodzenia, śledzenia

• Ruchy zbieżne i rozbieżne

• Ruchy sakkadowe (skokowe) wykonywane podczas obserwowania obiektów.

• Często po konturze, obwodzące

• Z pauzami fiksacyjnymi w czasie których pobierana i przesyłana jest informacja

• Szybkie, automatyczne

Aktywna oko-ruchowa eksploracja obrazu

Rola ruchów sakkadowych

White 1970

• Informacje wzrokowe zastąpiono dotykowymi (tu nie ma detektorów cech

• Uczestnicy mieli zasłonięte oczy i kamerę połączoną z 400 wibratorami wmontowanymi w oparcie krzesła

• Obraz przekształcano punkt obrazu w wibrujący punkt w przestrzeni

Wyniki:

• Możliwe rozpoznanie przedmiotów codziennego użytku ale

• Długotrwały proces uczenia się

• Identyfikacja nieprecyzyjna - np. bez rozpoznania podobnych obiektów

• Gdy uniemożliwiono aktywne poruszanie kamerą rozpoznanie było niemożliwe

Treści pobierane w pauzach fiksacyjnych

Technika zatrzymywania obrazu na siatkówce (Pritchard, 1969)

• Złożona aparatura, która nie zatrzymywała gałki ocznej ale sprawiała, że widziany obraz poruszał się wraz z nią - obraz na siatkówce stawał się nieruchomy

• Rzutowano różne obrazy

Wyniki:

• Po kilku sek. obraz znikał, pojawiała się szara plama, następnie znowu się pojawiał

• Im prostszy tym szybciej znikał

• Obrazy sensowne pojawiały się z regularnością (znaczące całości)

• Obrazy bezsensowne pojawiały się losowo

Detektory cech

• Zespoły komórek nerwowych wyspecjalizowanych w odbieraniu i rejestrowaniu określonych właściwości

• W oku żaby detektory owadów - „mały wypukły szybko poruszający się” i detektor „bocianów”

• Określone typy komórek zwojowych w siatkówce wysyłały impulsy, gdy częstotliwość impulsów przekroczy próg krytyczny - reakcja: ruch językiem

• Jedna partia komórek reaguje na złożone konfiguracje - stąd mało elastyczne reakcje

• Im prostsze cechy podlegają detekcji tym większa precyzja reakcji

• Detektory punktów - najprostszych cech - mało oszczędny sposób kodowania

• Rejestracja linii i kątów jest efektywniejsza

• Detektory cech występują na każdym piętrze przetwarzania informacji wzrokowej

Pole widzenia i rodzaje ruchów oka

• Złudzenie że patrząc na duży obiekt widzimy go dokładnie w całości to efekt precyzyjnego mechanizmu przenoszenia wzroku.

• Pole widzenia człowieka można podzielić na 3 strefy:

• Obszar centralny, umożliwiający ostre widzenie - obejmuje 1-1.5 stopnia.

• Obszar wokółcentralny, w którym ostrość widzenia jest zmniejszona. Obejmuje 3-5 stopni.

• Obszar peryferyczny, widzenie mało precyzyjne, obszar wrażliwy na kontrast i ruch.

• Wrażenie - jako efekt aktywności dróg wstępujących, biegnących od narządów zmysłowych. D. Hebb (1969)

• Wrażenie w ujęciu psychologicznym, introspekcyjnym to odzwierciedlenie elementarnej cechy zmysłowej jednej modalności, np. koloru, jasności, głośności, temperatury (qualia)

• Niektóre koncepcje ograniczają percepcję do złożenia wrażeń w całość (np. atomizm)

• Przykładem koncepcji zakładającej zestawienie cech w obiekt Pandemonium

• „korzyść” z istnienia tych koncepcji to podkreślenie, że percepcja opiera się na detektorach cech (komórkach nerwowych wyspecjalizowanych w odbiorze określonego rodzaju cech)

Pandemonium (Selfridge, 1959)

Percepcja obrazów możliwa jest dzięki systemowi DEMONÓW

- DEMONY OBRAZU - rejestrują obraz sygnału zewnętrznego

- DEMONY CECH - analizują obraz szukając w nim określonych cech (linia prosta, kąt, krzywa)

• DEMONY POZNAWCZE - śledzą reakcje demonów cech i reagują wtedy, gdy wystąpi układ, za który są odpowiedzialne

Synteza percepcyjna - teoria geonów:

Irving Biederman - teoria geonów (geon = geometryczny jon)

• Przykład prostej koncepcji konstruktywistycznej

• Rozpoznawanie oparte na wykrywaniu prostych elementów

• Liczba tych prostych elementów jest ograniczona

• 24 geony, które (podobnie jak litery) tworzą system

• liczba kombinacji ogromna

• Według Biedermana 3 geony uporządkowane we wszystkie możliwe układy tworzą 1,4 miliarda kombinacji.

• Przykład: kubek zbudowany jest z dwóch geonów - cylindra (pojemnik) i elipsy (rączka)

• Rozpoznawanie złożonych elementów następuje na podstawie rozpoznania elementów prostych (RBC).

Obiekty są zbiorami geonów.

Biederman: Geony konstytuują swoisty alfabet. Różne kompozycje geonów używane są w tworzeniu różnych obiektów.

Klasyczne teorie spostrzegania

Określają relacje między wrażeniami a spostrzeżeniami

• Teoria asocjacjonistyczna - atomizm

• spostrzeżenia powstają w wyniku sumowania wrażeń

• spostrzeżenie powstaje zgodnie z prawami kojarzenia

• Styczność w czasie

• Styczność w przestrzeni

• Podobieństwo

• Kontrast

Asocjacjonizm (atomizm)

• Całość (spostrzeżenie) jest sumą części (wrażeń)

• Każda dostępna cecha fizyczna składa się na spostrzeżenie

• Spostrzeżenie powstaje na podstawie rejestracji cech fizycznych

• Efekt percepcji jest wynikiem złożenia wrażeń w całość

• Człowiek uczy się współwystępowania cech na zasadzie powtórzeń i skojarzenia w przestrzeni i w czasie

Teoria postaci - gestalt

• Spostrzeżenia są pierwotne a wrażenia są rezultatem analizy spostrzeżeń

• Wertheimer: cechy konfiguracji powodujące spostrzeganie ich jako całości:

• Bliskość przestrzenna

• Podobieństwo

• Wspólna droga

• Dobra figura (kontynuacja)

• Zgodność z nastawieniem

• Ubiegłe doświadczenie

• Relacje między figurą i tłem:

• Figura ma kształt tło jest bezkształtne

• Tło „za” figurą

• Figura „czymś” a tło „niczym”

• Całość (percepcja) jest czymś więcej niż część (wrażenia)

• Ważne są także relacje między cechami, figura - tło

• Cechy są zróżnicowane pod względem ważności

• Spostrzeżenie jest wynikiem wyodrębniania niektórych, ważnych cech

• Spostrzeżenie jest pierwotne wobec wrażeń, opiera się na odbiorze całości, konstelacji cech

• Cechy są zróżnicowanie pod względem ważności cech w percepcji

Współczesne ujęcie spostrzegania

• Pierwszy etap percepcji to bufor sensoryczny (zmysłowy)

• badania Sperlinga - bardzo krótka ekspozycja matrycy i odtwarzanie niektórych elementów

• Efekt maskowania wstecznego

• Jeśli matrycę maskowano innym układem bodźców lub gdy wskazówką był nie dźwięk a kółko to informacje te „nakładały się” uniemożliwiając odtworzenia

• Pojemność bufora sensorycznego

• Powiększanie liczby elementów matrycy: nawet 18-to elementowe

• Rodzaj informacji w buforze sensorycznym

• Po wprowadzeniu innych fizycznych kryteriów odtwarzania (np. kolory) efekt utrzymywał się

• Po wprowadzeniu innych niż fizyczne kryteria (np. litery, cyfry) odtworzenia były niemożliwe

• Czas przechowywania w buforze sensorycznym

• Manipulowano odstępem miedzy matrycą a sygnałem - gdy był dłuższy niż 500 ms., odtworzenia były niemożliwe

Widzenie barw

Barwy podstawowe: nie można ich wytworzyć mieszając pigmenty innych barw

• czerwony, niebieski, żółty

Barwy pochodne: powstają w wyniku mieszania barw podstawowych

• Pomarańczowy = czerwony i żółty

• Fioletowy = niebieski i czerwony

• Zielony = niebieski i żółty

Barwy pośrednie: powstają w wyniku mieszania kolorów podstawowych z sąsiadującymi pochodnymi

• W siatkówce występują 3 rodzaje czopków:

• Niebieski - 4%

• Zielony 32%

• Czerwony 64%

• Wewnątrz nich substancje światłoczułe reagujące selektywnie na określoną długość fali świetlnej

Teorie widzenia barw

Teoria trójchromatyczna (Young T. Helmholtz V.)

• W oku znajdują się trzy różne fotoreceptory - czopki odpowiedzialne za odbieranie różnych kolorów (czerwony, zielony, niebieski).

• Pozostałe kolory widzimy z powodu współdziałania różnych czopków

• Mózg rozróżnia sygnały pochodzące od każdego rodzaju komórek

• ich wzajemny stosunek r : g : b uświadamia wrażenie barwy. Jednakowe pobudzenie receptorów odpowiada wrażeniu bieli lub szarości (przy małej sumie).

• suma tych sygnałów ( r + g + b) wyznacza odczucie jasności bodźca

2. Teoria procesów przeciwstawnych (Heringa)

• Także zakłada istnienie trzech rodzajów receptorów barw

• Są to receptory wrażliwe na pary barw (czerwony - zielony; niebieski - żółty; biały-czarny)

• Czopki nie mogą wysyłać jednocześnie informacji o kolorach przeciwstawnych

• Powidoki przejawem dążenia oka do równowagi

3. Połączenie teorii

• Istnieją czopki selektywnie reagujące na określoną długość fal

• Kom dwubiegunowe i zwojowe przekazują do mózgu na zasadzie przeciwstawności

• Np. włączane przez światło zielone, hamowane przez czerwone.

• Grupy komórek także zróżnicowane na niebiesko-żółte czy czerwono-zielone

Percepcja głębi

Ziarnistość	Duża	Mała
Wielkość	Duże	Małe
Inne obiekty	Zasłaniane	Zasłaniają
Granice	Ostre	Rozmyte
Oczy	Zezują do wewnątrz	Zezują do zewnątrz
Lewe/prawe oko	Duże różnice	Małe różnice

Prawa percepcji

Prawa psychofizyczne

Określają związek między zmianami fizycznymi a zmianami psychologicznymi

• Ile zmniejszyć/powiększyć produkt aby to zostało/nie zostało zauważone?

• Zmiana wielkości produktu bez zmiany ceny

Próg absolutny (za Rathus, 2004) - bodziec o najmniejszej wielkości, który człowiek potrafi odróżnić od braku bodźca (wykrywany w 50%)

• Wzrok - płomień świecy z odległości 50 km w nocy

• Słuch - tykający zegarek z odległości sześciu metrów

• Węch - kropla perfum rozproszona w domu (1 cząst. na 500 ml)

• Dotyk - nacisk skrzydła muchy spadającego na twarz z 1 cm.

• Różne międzyosobniczo i zmienne wewnątrzosobniczo

Próg różnicy (ledwie dostrzegalna różnica) - minimalna rozróżnialna różnica między intensywnością dwóch bodźców (wykrywana w 50%

Prawo Weber'a

Prawo Fechner'a

Prawo Stevens'a

Złudzenia percepcyjne

Percepcja słuchowa

Ucho składa się z: ucha zewnętrznego środkowego i wewnętrznego

Małżowina uszna i przewód słuchowy zewnętrzny dochodzący do błony bębenkowej

Znajdują się tam kosteczki słuchowe: młoteczek, kowadełko i strzemiączko. Jamę łączy z gardłem trąbka słuchowa (Eustachiusza)

Błędnik kostny, wewnątrz którego jest błędnik błoniasty (błędnik - składa się z przedsionka i trzech kanałów półkolistych oraz ślimak - wypełniony płynem, przemieszczającym się pod wpływem drgań powietrza co porusza komórki Cortiego

Zmiana w otoczeniu: fale zagęszczonego i rozrzedzonego powietrza o różnym ciśnieniu o określonej amplitudzie i częstotliwości

UCHO ZEWNĘTRZNE BŁONA BĘBENKOWA (zaczyna drgać)

3 KOSTECZKI SŁUCHOWE w uchu środkowym OKIENKO OWALNE

PŁYN WYPEŁNIAJĄCY ŚLIMAKA STRZEMIĄCZKO przemieszcza płyn

BŁONA PODSTAWOWA KOMÓRKI WŁOSOWATE NARZĄDU CORTIEGO (są receptorem) - tu transdukcja - omórki włosowate poruszając się wytwarzają POTENCJAŁ GENERATOROWY, który powoduje powstanie impulsów nerwowych we włóknach nerwu słuchowego.

Teorie kodowania dźwięku

1. teoria miejsca (Helmholtz)

• różne włókna błony podstawowej reagują na różne częstotliwości

• Impulsy w poszczególnych włóknach nerwowych biegną do określonego miejsca w korze słuchowej.

• Wysokość słyszanego dźwięku zależy od tego, które włókno nerwowe zostało pobudzone

• Wysokości słyszanego dźwięku dokładnie odwzorowane przez odległość miejsc pobudzenia na błonie podstawnej

teoria telefoniczna (teoria częstotliwosci; Rutherford)

• częstotliwość impulsów nerwowych jest bezpośrednio związana z częstotliwością fal dźwiękowych.

• O głośności decyduje liczba pobudzonych włókien.

3. Teoria salw (uzupełnienie telefonicznej; Weber, Bray)

• słyszymy częstotliwości przekraczające max. częstotliwość wyładowań włókien nerwowych - włókna nerwowe musza działać w grupach.

• Różne grupy reagują w różnych momentach.

---