Uniwersytet Jagielloński
Instytut Psychologii

„Psychologia poznawcza”

Wykład 7
Percepcja

Jarosław Orzechowski

Spostrzeganie i rozpoznawanie obiektów - pytania

Czy spostrzegamy rzeczywistość taką, jaka ona jest naprawdę?

Skąd wiemy, że np. krzesło widziane z różnych stron, a więc wyglądające inaczej, to wciąż ten sam obiekt?

Jak spostrzegamy przestrzeń trójwymiarową?

Czy złudzenia optyczne, sprawiające że spostrzegane obiekty wyglądają inaczej niż w rzeczywistości, mogą być pożyteczne?

Podstawowym problemem teorii spostrzegania jest próba opisu procesu przemiany relatywnie prostych danych zmysłowych w złożone reprezentacje umysłowe (NOS, 2006)

Spostrzeganie i rozpoznawanie obiektów - definicje

• Spostrzeganie to zestaw procesów, dzięki którym rozpoznajemy, organizujemy i nadajemy sens wrażeniom otrzymywanym od bodźców zewnętrznych.
  R. Sternberg (1996)

• Percepcja (spostrzeganie) to proces aktywnej interpretacji danych zmysłowych z wykorzystaniem wskazówek kontekstualnych, nastawienia i wcześniej nabytej wiedzy. W wyniku percepcji dochodzi do rozpoznania obiektu, np. przedmiotu

NOS (2006)

• Wrażenie - jako składowa spostrzeżenia - to aktywność dróg wstępujących, biegnących od narządów zmysłowych. D. Hebb (1969)

• Wrażenie to odzwierciedlenie elementarnej cechy zmysłowej zarejestrowanej w wyniku odbioru danych sensorycznych, np. koloru, jasności, głośności, temperatury.

Potoczne rozumienie procesu spostrzegania

Analogia spostrzegania do działania aparatu fotograficznego:

• Podobieństwa:

• źrenica - przysłona (regulacja ilości przepuszczanego światła)

• soczewka - obiektyw (regulacja ostrości)

• siatkówka - błona światłoczuła (rejestracja kolorowego obrazu w postaci zmian fotochemicznych)

• Różnice:

• mechanizm regulacji ostrości (zmiana krzywizny soczewki vs. zmiana odległości obiektywu od błony fotograficznej)

• mechanizm rejestracji obrazu (aktywność umieszczonych obok siebie czopków vs reakcja w nałożonych na siebie światłoczułych warstwach)

• brak odpowiednika migawki w oku

• brak mechanizmów „wspomagających” interpretację głębi w aparacie

Podstawowe różnice pomiędzy potocznym i naukowym ujęciem procesu spostrzegania:

• Obraz padający na siatkówkę jest tylko jednym ze źródeł informacji wykorzystywanych przy tworzeniu obrazu świata.

• Informacja docierająca do narządów zmysłowych nie jest bezpośrednio odwzorowywana w mózgu/umyśle

• Informacja podlega przekształceniu z bodźca wzrokowego/ słuchowego/ itd. na ciąg impulsów nerwowych.

niektóre ze spostrzeganych obiektów rekodowane są do formy dostępnej dalszemu przetwarzaniu, w tym również świadomości.

Spostrzeganie - założenia paradygmatu poznawczego

• System poznawczy człowieka nie jest biernym odbiorcą informacji; aktywnie poszukuje i bada zjawiska i obiekty otaczające go.

• Aktywność ta możliwa jest dzięki magazynowaniu, przetwarzaniu i aktualizowaniu informacji, zarówno z otoczenia, jak i z jego pamięci (STM i LTM).

• Spostrzeganie jest procesem porządkowania nic nie znaczącej stymulacji w połączeniu z posiadana wiedzą (reprezentacją umysłową) gromadzoną w strukturach poznawczych.

• Spostrzeganie jest procesem ciągłego stawiania i weryfikowania hipotez.

Pamięć sensoryczna

Magazyn(y) pamięci sensorycznej

• Rozpoznanie materiału sensorycznego wymaga ich krótkotrwałego przechowania (stad idea pamięci sensorycznej).

• Pamięć sensoryczna ta jest specyficzna dla modalności: pamięć ikoniczna, pamięć echoiczna, pamięć haptyczna (związana ze zmysłem dotyku), itd.

• Przechowywane są w niej wyłącznie informacje o fizycznych właściwościach bodźców.

Pamięć sensoryczna

Magazyn pamięci ikonicznej (Sperling, 1960, procedura odtwarzania częściowego)

Magazyn pamięci ikonicznej (Sperling, 1960):

• Pojemność: do 18 elementów (takich jak litery)

• Czas samoistnego zaniku: do 500 ms (tło jasne)
  albo do 1 sek. (tło ciemne)

• Czas zaniku po ekspozycja kolejnego układu bodźców: natychmiast

• Kod: wizualny

Magazyn pamięci echoicznej (Crowder i in., 1969):

• Pojemność: klika elementów (np. słów, dźwięków melodii);

• Czas samoistnego zaniku: 4 sek. (do 20 sek.)

• Czas zaniku po ekspozycja kolejnego układu bodźców: natychmiast

• Kod: akustyczny

Funkcje pamięci sensorycznej:

• Ultrakrótkie przechowanie kopii bodźca, umożliwiające jego rozpoznanie i wykorzystanie w dalszym przetwarzaniu.

• W tym czasie zachodzi przekodowanie informacji sensorycznej na kod którym posługuje się nasz umysł (np. werbalny).

Percepcja
głębi - wskazówki jednooczne i dwuczone

Stałości percepcji

Stałość percepcji - percepcja obiektu jest taka sama, podczas gdy wrażenia zmieniają się.

• Zasada stałości wielkości

• Zasad stałości kształtu

• Zasada stałości jasności

• Zasada stałości barwy

Stałość percepcji świadczy o współwystępowaniu w spostrzeganiu procesów dół-góra (bottom-up) i góra-dół (top-down).

Zmienności percepcji - nastawienie

Wpływ nastawienia (Bugelski i Alampay, 1961)

Klasyczne teorie procesu spostrzegania

Asocjacjonizm/atomizm

• Prymat części nad całością

• Wrażenia są pierwotne a spostrzeżenia wtórne

• Spostrzeżenie powstaje w wyniku sumowania wrażeń

• Wrażenie łączą się w spostrzeżenie na zasadzie praw kojarzenia:

• styczności w czasie

• styczności w przestrzeni

• podobieństwa

• kontrastu

• Pewna suma wrażeń powinna prowadzić zawsze do powstania takiego samego spostrzeżenia

Gestalt

• Prymat całości nad częścią

• Spostrzeżenia są pierwotne
  (wrażenia można poznać
  na podstawie analizy
  spostrzeżenia)

• Spostrzeżenie nie jest
  prostą sumowania wrażeń
  (sześcian Neckera,
  zjawisko fi)

• W polu percepcyjnym zwykle
  da się wyodrębnić figurę
  (ważniejszą) i tło
  (mniej ważne).

Zasady wyodrębniania całości (Wertheimer):

• zasada bliskości

• zasada podobieństwa

• zasada wspólnej drogi

• zasada ciągłości (dobrej kontynuacji)

• zasada domykania (pregnancji postaci)

• zasada symetrii

Zasady wyodrębniania figury od tła (Rubin):

• figura ma pewien kształt, tło jest spostrzegane jako bezkształtne

• tło rozprzestrzenia się za figurą w sposób ciągły

• figura wydaje się wysunięta ku przodowi, tło wydaje się z być tyłu

• figura ma postać rzeczy a tło przedstawia się jako nieukształtowany materiał

• figura silniej nam się narzuca, łatwiej ją zapamiętać, wydaje się bardziej sensowna

• figura wydaje się jaśniejsza od tła

Współczesne teorie procesu spostrzegania

Teorie konstruktywistyczne (1)
np. Bruner (1957), Gregory (1980) , Rock (1983)

Bezpośrednio dostępne są nam reprezentacje rzeczywistości (a nie sama rzeczywistość) i je poznajemy.

Percepcja jest procesem kategoryzacji obiektów.

Kategoryzacja wymaga porównania danych sensorycznych i pamięciowych, co odbywa się w kodzie neutralnym (obydwa typy danych wymagają przekładu na kod neutralny).

Spostrzegając wychodzimy wiec poza dostarczone informacje (Bruner).

Ekspryment Posnera Mitchella (1967)

Kryteria identyczności:

1. Fizyczna - „takie same” oznacza identycznie wyglądające, np. AA albo BB

2. Nominalna - „takie same” to mające tę samą nazwę, np. Aa albo Bb

3. Oparte na regule - „takie same” to samogłoski lub spółgłoski np. AE albo TB

Wyniki:

Ekspozycja jednoczesna: najszybszy dobór fizyczny, następnie nominalny (+80 ms.) najdłuższy - oparty na regule (+ kolejne 80 ms.)

Wniosek:

Spostrzeganie (rozpoznawanie) to proces kategoryzacji; trwa tym dłużej im więcej decyzji kategorialnych trzeba podjąć

Teorie konstruktywistyczne (2)
Model Pandemonium (Selfridge, 1959, Lindsay i Norman, 1984)

Rozpoznawanie kształtów wymaga skończonej liczby detektorów prostych cech, tj.:

• linii poziomych, pionowych i ukośnych

• kątów prostych i ostrych

• krzywych otwartych

Rozpoznawanie polega na porównywaniu aktywacji pochodzących z poszczególnych detektorów z aktywacją określonych wzorców przechowywanych w pamięci.

Teoria Geonów, czyli geometrycznych komponentów strukturalnych (Biederman, 1987)

Rozpoznawanie kształtów wymaga detekcji 36 różnych kształtów geometrycznych (np. bloki, walce, sfery, łuki czy ostrosłupy), co wystarcza do opisania wszystkich obiektów rzeczywistych

System poznawczy dysponuje subsystemami, umożliwiającymi rozpoznanie tych kształtów

Np. kubek = cylinder + łuk

Rozpoznane komponenty zestawiane są z trwałymi reprezentacjami obiektów

Pozbawienie pewnych komponentów nie uniemożliwia rozpoznania obiektu (nawet 4 z 9, Biederman i in., 1985)

Teorie komputacyjne (1)
Teoria Marra (1982)

Spostrzeganie kompletnego, trójwymiarowego obrazu przebiega w trzech stadiach:

1. Zarys pierwotny (Primal Sketch)

stanowi dwuwymiarowy zarys obiektu z określonego punktu widzenia, obrazujący:

• krawędzie (tworzą granice między obiektami),

• kontury (odróżniają jeden obszar od drugiego)

• obszary podobieństwa (obszary nie posiadające wyraźnych cech dystynktywnych)

Teorie komputacyjne (2)
Teoria Marra (1982)

2. Zarys 2 1/2 wymiarowy (2 1/2-D Sketch)

uwzględnia punkt widzenia obserwatora oraz wskazówki dotyczących powierzchni i głębi.

3. Model trójwymiarowy (3-D Sketch)

zawiera stosunki przestrzenne, jest niezależny od perspektywy obserwatora, tu ujawnia się wpływ doświadczenia jednostki

Teorie percepcji bezpośredniej

Ekologiczna teoria spostrzegania Gibsona (1979)

Spostrzeganie jest sprawnością nabywana w trakcie uczenia się percepcyjnego.

Spostrzeżenie odbywa się bezpośrednio na podstawie analizy danych sensorycznych. Nie istnieją żadne schematy pośredniczące, reprezentacje umysłowe, czy inna wiedza wykorzystywana podczas tego procesu.

Elementem spostrzegania jest nasza aktywność motoryczna.

Docierająca do nas informacja ma charakter kontekstowy.

Spostrzeganie polega na wyodrębnianiu niezmienników, czyli specyficznych układów cech, które pozostają stałe w zmieniających się warunkach spostrzegania, np. stosunek wielkości do odległości przy spostrzeganiu głębi.

Rozpoznawanie twarzy, Levis (2001)

Problem badawczy: identyfikacja i poszukiwanie twarzy w złożonym kontekście

Metoda: analiza czasu identyfikacji twarzy „zdegradowanej” i „normalnej”

Manipulacja:

• kontekst (naturalny/ puzzle)

• kolor (naturalny/ zmieniony)

Wnioski:

Zgodny kontekst i naturalny kolor przyspieszają identyfikację twarzy

Rozpoznawanie twarzy jest procesem przeduwagowym, identyfikacja dokonuje się równoległe/ globalne (równoczesne wykorzystanie wielu cech dystynktywnych)

---