Wozu Farbe?
erlaubt Unterscheidungen von Objekten gleicher Helligkeit und Textur
Früchte und Blüten leichter von Blättern zu unterscheiden
Was ist Farbe?
= sichtbares Licht des elektromagnetischen Spektrums
je kurzwelliger die Strahlung, desto mehr Energie wird transportier
unterschiedliche Farbwahrnehmungen haben unterschiedliche Wellenlängen
sichtbares Spektrum hat höchste relative Intensität im Sonnenlicht
Welche sind die Grundprinzipien der Farbwahrnehmung?
Farben existieren nicht physikalisch - beruhen auf Empfindungen
Licht verschiedener Wellängen muss wahrgenommen werden können
Der Unterschied zwischen den Wellenlängen muss wahrgenommen werden können
Farben sollten konstant erscheinen, relativ unabhängig von den Beleuchtungsbedingungen
Welche drei Zapfentypen gibt es?
S-Zapfen - reagieren auf kurze Wellenlängen
M-Zapfen - reagieren auf mittlere Wellenlängen
L-Zapfen - reagieren auf lange Wellenlängen
Sie unterscheiden sich auch in ihrer absoluten spektralen Empfindlichkeit:
S: geringere absolute Empfindlichkeit - weniger leicht wahrnehmbar
Blau weniger gut wahrnehmbar als Grün und Rot
Wie sind die Zapfentypen auf der Netzhaut verteilt?
doppelt so viele L wie M Zapfen (60% L, 30%M)
Nur ca 10% S Zapfen
Zentrum der Fovea = keine Zapfen
Wieso brauchen wir 3 Zapfentypen?
= aufgrund von Univarianz
ein Photorezeptor alleine kann keine Wellenlängen unterscheiden
eine spezifische Rezeptorantwort kann aus mehreren Kombis an Intensität und Wellenlängen zustandekommen
Lösung = drei Typen => geben zusammen ein eindeutiges Bild => Farbe unterscheidbar
verschiedenes Licht trifft auf gleichen Nethautort => addieren der Rezeptoranworten => Wahrnehmung einer andern Farbe
rot und grün wird zu gelber wahrnehmung
Was ist unterschied zwischen Photopischem und Skotopischen Sehen?
Photopisches Sehen:
Tageslichtsehen
Stäbchen gesättigt, hell genug für Zapfen
Skotopisches Sehen:
Nachtsehen
hell genug für Stäbchen, nicht hell genug für Zapfen Farbensehen nur mit Zapfen => Stäbchen spielen erst im Dunkeln Rolle
=> schwarz weiß sehen im dunkeln
Was ist die Theorie der Trichromatizität?
= jede Farbwahrnehmung lässt sich aus Kombi der Drei Grundfarben erzeugen
auch genannt Young-Helmholtz-Theorie
rot, grün und blau
additive Farbmischung
man nimmt nur von Oberfläche reflektiertes Licht war
Kunst eigentlich subtraktive Farbmischung
Mischung der Pigmente
Was ist die Gegenfarben-Theorie?
= Sehsystem eruht auf Gegensätzlichkeit bestimmter Farbpaare
Rot und Grün
Blau und Gelb
Schwarz und Weiß (Helligkeit)
diese Paare werden durch gegensätzliche Prozesse im Gehirn verarbeitet
wenn man rot sieht - ist die Fähigkeit Grün zu sehen unterdrückt
Neuronale Retinaverschaltung entspricht dieser Theorie - bei Neuronen höherer Ebenen
4 Gegenfarbkanäle, die Infos der Zapfentypen berrechen
Blau-Gelb S-ML, Gelb-Blau ML-S, Grün-Rot M-L, Rot-Grün L-M
Wozu dienen Gegenfarbkanäle?
= Dekorrelierung der Signale
M und L Zapfen haben ähnliche Sensitivität => hohe Korrelation ihrer Signale
Durch die Differenzbildung kann unterschieden werden
Was passiert mit den Gegenfarbkanälen in V1?
sie werden zu rezeptiven Feldern verschaltet - für Farben
zwei Typen der rezeptiven Felder für Farben
rezeptives Feld einzeln opponierender Neurone = sensitiv für spezifische Farben
rezeptives Feld doppelt opponierender Neurone = zum Feststellen von Farbübergängen
Wodurch entsteht Farbfehlsichtigkeit?
Problemen mit den Rezeptoren in der Retina
es gibt mehrere Arten der Farbfehlsichtigkeit
Ishiara Tafeln können Art bestimmen
Was sind Monochromasie?
= Farbenblindheit
selten, vererbar
zehn von 1 Millionen Menschen
keine Zapfen = Stäbchensehen
geringe Sehschärfe und Lichtempfindlichkeit
Was ist Dichromasie?
= Farbfehlsichtigkeit, bei der man nur zwei der Zapfenarten besitzt
zwei Häufigsten = Protanopie und Deuteranopie
durch X Chromosom vererbt
Frauen zwei X - eines kann anderes ausgleichen
Männer XY - kann nicht ausgeglichen werden => leiden häufiger darunter
Proanopie:
keine L Zapfen - 1%m, 0,02%f
Deuteranopie:
keine M Zapfen - 1%m, 0,01%f
Tritanopie:
keine S Zapfen - 0,002%mf
es gibt bei allen einen neutralen Punkt - wo nur grau wahrgenommen wird
Sieht jeder Farbe auf gleiche Art?
Vielleicht nicht:
verschiedene Kulturen haben verschiedene Farbwortgrenzen
Vielleicht doch:
4-6 alte Kinder unterscheiden 5 Farben
Rot, Gelb, grün ,blau und Violett
Welche drei Arten von Tiefenhinweisreizen gibt es?
Okulomotorische Hinweisreize
Monokulare
Binokulare oder stereoskopische
Welche Okulomotorischen Hinweisreize gibt es?
= basieren auf Fähigkeit, Stellung der Augen und Spannung in Augenmuskeln wahrzunehmen.
Konvergenz
nach innen gerichtete Bewegung, beim Betrachten naher Objekte
Divergenz
Augen schauen parallel, wenn in Ferne blicken
Akkomodation
Veränderung der Form der Linse bei Fokussieren von Objekten bei unterschiedlicher Distanz
Anspannen des Ziliarmuskels um in der Nähe scharf zu sehen
Was sind Monokulare Tiefenhinweisreize?
Okklusion
Ferne Objekte werden durch nähe teilweise verdeckt
=> Schließen auf relative Position
Größenhinweisreize
metrischer Tiefenhinweis: vertraute Größe - Einschätzung Distanz anhand der relativen Größe ähnlicher Objekte
Annahme, dass erwas in Ferne ist, erscheint es größer als im realen Bild (relative Größe)
Textur: wiederholte Elemente in ferne kleiner
Perspektive: Paralelle Linien laufen in Ferne zusammen
Hinweisreiz durch Lichtverhältnisse
Atmosphärische Distanz: durch Dunst in der Ferne oder blaustich der Ferne
Hinweisreiz durch Bewegung
Optic Flow: durch Fortbewegung gehen nahe Objekte schneller Vorbei als Entferntere Objekte
Bewegung hinter einem Objekt (Deletion/Accretion): Objekt wirkt näher, wenn es Bewegung verdeckt
Was ist die voraussetzung für das Stereosehen/ echte Tiefenwahrnehmung?
= überlappende Sehfelder
rechtes und linkes Netzhautbild sind verschieden
aus Differenz entsteht ein dreidimensionaler Tiefeneindruck
Was ist der Horopter?
= Oberfläche/ Linie, auf der zwei Objekte auf den Netzhäuten beider Augen, an den gleichen Stellen abgebildet werden
Was ist der binokulare Hinweisreiz?
= Querdisparität
Unterschied in den Bildern, die beide Augen sehen, wenn sie nicht auf dem Horopter liegen
wenn Bilder der Augen übereinstimmen sind sie auf dem Horopter = keine Querdisparität
Objekt hinter oder vor Horopter = Position der Augen unterschiedlich => Querdisparität
= wichtiger Hinweisreiz für Tiefenwahrnehmung
Was ist der Unterschied zwischen gekreuzter und ungekreuzter Querdisparität?
gekreuzte Querdisparität: Objekte näher als Fixationspunkt (innerhalb Horopter)
ungekreuzte Querdisparität: Objekte ferner als Fixationpunkt (außerhalb Horopter)
= beides sind nicht korrespondierende Netzhautpunkte
Was ist das Korrespondenzproblem?
= Frage, wie das Gehirn überhaupt übereinstimmende Objekte erkennt? Muss man dazu Objekt zuerst indentifizieren?
RDS - Tiefenwirkung funktioniert ohne Objekterkennung
Random Dot Stereograms
Punktmuser in denen Objekt sichtbar wird
Was bietet die neuronale Basis für das Stereosehen?
= Neurone in V1, die auf abweichende Netzhautpositionen beider Augen (Querdisparität) reagieren
Zelle feuert max, wenn gewisse Querdisparität hervorgerufen
verschieden Zellen für verschiedene Arten Querdisparität
in V1, V2, V3, MT und WO Pfad - Tiefeninfo für präzise Greifbewegungen
Was ist der Ames Room?
= optische Täuschung
zwei gleich große Menschen wirken auf einmal stark unterschiedlich groß
aufgrund Konstruktionsweise des Raumes
fehlgeleitete monokulare Tiefenhinweisreize
Abstand Boden und Decke des Raumes
Was ist die Table Top Illusion?
= Annahme, dass geneigte Objekte ihre Form behalten
hintere Ecken sehen gestreckt aus
Was ist die Ponzo Illusion?
Gehirn beurteilt Größe eines Objekts anhand Hintergrund
Beispiel unten = 2D Bild zeigt perspektivische Tiefe => oberes Auto wirkt größer
Was zeigen die Zollner Illusion und die Hering Illusion?
= dass optische Täuschungen auch durch grundliegendere Eigenschaften des visuellen Systems zu tun haben.
a) senkrechte Striche wirken schief
b) waagrechte Linien wirken gebogen
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