Teil 1: Subjektive Konturen Form Teil 1: Subjektive Konturen Referent: Florian Wedepohl Dozent: Dr. Alexander Schütz Seminar: Visuelle Wahrnehmung

Zitat Gaetano Kanizsa, April 1976 „Certain combinations of incomplete figures give rise to clearly visible contours even when the contours do not actually exist. It appears that such contours are supplied by the visual system“

Bedingungen für das Wahrnehmen sichtbarer Konturen Übergang in der Stimulation zwischen 2 angrenzenden Bereichen Bspw. Farbe oder Helligkeit Jedoch gibt es auch Bedingungen für das Wahrnehmen von Konturen in visuellen Bereichen die völlig homogen sind

Beispiel für Konturenwahrnehmung bei homogener Fläche Dreiecke scheinen klar definierte Konturen zu besitzen Bei genauer, naher Betrachtung diese jedoch nicht vorhanden

Phänomen der virtuellen Linien 3 Punkte die gleich weit voneinander entfernt sind und nicht in einer geraden Linie angeordnet sind, werden vom visuellen System spontan als Dreieck arrangiert Sie erschienen uns auch als durch 3 Linien verbunden, dies sind die sog. „virtuellen Linien“ Obwohl sie als virtuell bezeichnet werden, und nicht wirklich gesehen werden, sind sie eine wahrhafte Präsenz in unserer visuellen Wahrnehmung

Phänomen der virtuellen Linien Die „Dreieckslinien“ sind wesentlich attraktiver für das V.S. als andere Möglichkeiten eine Verbindung der Punkte zu schaffen wie z.B. eine Kreislinie (Vervollständigung der Kreise siehe Bild), da sie einfacher zu „sehen“ sind.

Amodale Konturen Virtuelle Linien nicht wirklich präsent, haben keine physische Präsenz, man könnte sie also als „amodal“ bezeichnen.

Beispiel für amodale Konturen Links: Konturen des Rechtecks nicht sichtbar, aber starke Präsenz Rechts: Ringe ordnen sich amodal hinter dem Rechteck an, Konturen scheinen jedoch komplett sichtbar, sie haben eine visuelle Modalität erlangt

Anomalous contours Dieser Effekt auch bei den Dreiecken sichtbar, Konturen in einer Abwesenheit normaler Produzenten sichtbarer Konturen, nach Kanizsa „anomalous“ (anormal). Konturen ohne physische Basis aber auch bekannt als subjektive Konturen oder auch illusorische Konturen.

Charakteristika der Bildung subjektiver Konturen Die von den subjektiven Konturen eingegrenzte Fläche erscheint heller als der Hintergrund, trotz des exakt gleichen Stimulus (siehe Dreiecke). Die Fläche innerhalb der subjektiven Konturen erscheint als blickdicht und oberhalb der anderen Figuren in der Illustration.

Charakteristika der Bildung subjektiver Konturen Bisher nur Beispiele mit geraden Linien. Auch kurvige subjektive Konturen möglich?

Beispiele „curved subjective contours“ Links: Erzeugt durch geschwungene Winkel (innerhalb der Kreise) Rechts: „gerade“ Winkel, Kontur kurvig durch die Anordnung der Winkel

Beispiele „curved subjective contours“ Links: ungeometrische subjektive Konturen Rechts: ungeometrische Objekte ergeben geometrische subjektive Konturen

Messung der Stärke von subjektiven Konturen Die Stärke des Phänomens einer subjektiven Kontur kann daran gemessen werden, welchen Widerstand solche Konturen der Störung durch andere Linien entgegensetzen. Wenn eine „echte“ Linie eine subjektive Kontur kreuzt, verschwindet die Kontur in diesem Bereich, sie zeigt also einen sehr geringen Widerstand gegenüber Störungen. Auf der andern Seite zeigt jedoch die als oberhalb wahrgenommene subjektive Fläche einen überraschenden Widerstand: Sie scheint die sie kreuzenden Linien unterhalb derer zu passieren. (s. Beispiel nächste Folie).

Beispiel subjektive Konturen und brechende Linien

Subjektive Konturen und Störfaktoren Subjektive Konturen weisen auch einen hohen Widerstand gegenüber Störungen innerhalb ihrer Grenzen auf Wenn bspw. dunkle Punkte innerhalb ihrer Grenzen platziert werden, erscheinen diese nicht als Teil des Hintergrundes, sondern als oberhalb der subjektiven Fläche gelegen (s. Beispiel nächste Folie)

Beispiel subjektive Konturen und Störfaktoren

Subjektive Konturen und Störfaktoren Was passiert mit subjektiven Konturen wenn der Hintergrund keine homogene Fläche ist, sondern eine Textur besitzt? Tatsächlich behindert auch eine Texturierung nicht das Wahrnehmen der subjektiven Konturen/Flächen (s. Beispiel nächste Folie)

Beispiel subjektive Konturen und Störfaktoren

Subjektive Konturen und optische Illusionen Viele optische Illusionen werden durch die Interaktion von Linien und Oberflächen produziert. Diese Illusionen bieten eine gute Gelegenheit zu erforschen ob subjektive Konturen und Formen dieselben funktionalen Effekte wie objektive oder reale Konturen und Formen besitzen. In vielen Fällen sind subjektive Konturen und Formen tatsächlich in der Lage, die Illusionen die sonst von „realen“ K. u. F. erzeugt werden zu duplizieren.

Beispiel: Subjektive Konturen und optische Illusionen Links: Ponzo Illusion, linke Linie erscheint länger Rechts: Poggendorf Illusion, die (subjektive) Fläche lässt die Linie verschoben erscheinen

Subjektive Kontraste und Transparenz Ein Charakteristika von subjektiven Flächen, dass sie als im Vordergrund befindlich wahrgenommen werden. Desweiteren wirken sie blickdicht. Trotzdem ist es nicht schwer transparente subjektive Flächen mit klar abgegrenzten subjektiven Konturen zu erschaffen (s. Beispiel nächste Folie).

Beispiel subjektive Kontraste und Transparenz

Bedeutung von Helligkeitskontrasten für subjektive Flächen Bisher Beispiele wo subjektive Oberflächen heller erschienen als Hintergrund, obwohl beide Regionen identisch in Helligkeit und Farbe. Es könnte also möglich sein, dass die Helligkeit subj. Flächen einer Kontrast-Verstärkung geschuldet ist

Beispiel: Bedeutung von Helligkeitskontrasten für subjektive Flächen Links: Würde Kontrast eine Rolle spielen, so würden die subjektiven Kreise dunkler wahrgenommen als die tatsächlichen Mitte u. Rechts: Reduktion der schwarzen Flächen vermindert nicht den Effekt

Beispiel: Bedeutung von Helligkeitskontrasten für subjektive Flächen Keine Helligkeits-/Kontrastunterschiede, trotzdem eine subjektive Kontur sichtbar.

Mögliche Erklärungen für subjektive Konturen Annahme einiger Forscher dass subjektive Konturen dadurch erklärt werden können, dass eine teilweise Aktivierung von Kontur-Detektor-Zellen im visuellen System stattfindet. Demnach aktivieren die Segmente kurzer Linien im visuellen Stimulus einige der K-D-Zellen und die Signale der aktivierten Detektoren werden als Stimulus einer durchgehenden Linie interpretiert. Auf diese These werden wir im 2ten Teil des Referats genauer eingehen.

Mögliche Erklärungen für subjektive Konturen Allerdings hält diese These laut Kanizsa einer genaueren Betrachtung nicht stand, denn in vielen Fällen verläuft eine subjektive Kontur nicht in Richtung der visuellen Stimulanzsegmente (Beispiel s. letzte Grafik). Desweiteren sind Liniensegmente nicht zwingend notwendig für subjektive Konturen. In einigen Fällen können diese nämlich durch Punkte ersetzt werden, und die subjektiven Konturen werden immer noch genau so wahrgenommen (Beispiel s. nächste Folie).

Beispiel: Mögliche Erklärungen für subjektive Konturen

Mögliche Erklärungen für subjektive Konturen Einzige Bedingung die Kanizsa gefunden hat, und die immer bei der Bildung subjektiver Konturen präsent ist, ist dass gewisse Elemente des visuellen Felds als unvollständig erscheinen, und die Vervollständigung dieser ein simpleres, stabileres, stimmigeres Bild ergibt.

Beispiel Theorie der „Stimmigkeit“ Man könnte hier sagen 3 schwarze Pac-Mans und 3 Winkel (alle unvollständig). Wird eher gesehen als weißes Dreieck welches 3 schwarze Scheiben überdeckt und ein weiteres Dreieck mit schwarzem Rand. Macht das Bild simpler und stabiler. Damit die schwarzen Gebilde Kreise sein können, muss das weiße Dreieck aber im Vordergrund sein, und somit Begrenzungen haben, die das visuelle System ergänzt.

Test der o.g. Theorie Sollten diese Annahmen stimmen, dann sollte man demonstrieren können, dass subjektive Konturen und Flächen nicht wahrgenommen werden, wenn das visuelle Feld keine unvollständigen Figuren enthält. Da Figuren mit offenen Begrenzungen unvollständig erscheinen, ist es nicht schwer mit diesen subjektive Konturen zu erzeugen. Wenn wir nun diese offenen Begrenzungen schließen, und keine weiteren Änderungen vornehmen, verschwinden die subjektiven Konturen (s. Beispiel nächste Folie).

Beispiel für Verschwinden subj. Konturen durch Vervollständigen

Beispiel für Verschwinden subj. Konturen durch Vervollständigen Links: 4 schwarze Kreuze. Obwohl sie in ihrer Mitte ein Rechteck bilden, nehmen wir dieses nicht als subjektive Fläche wahr. Grund dafür: Die Kreuze sind ausbalanciert und selbständige Figuren, die keine Vervollständigung benötigen.

Beispiel für Verschwinden subj. Konturen durch Vervollständigen Rechts: Wenn wir die Kreuze in der Mitte teilen, erscheint tatsächlich eine subjektive Fläche in der Mitte. Dies liegt daran, dass die „Halbkreuze“ uns als unvollständige Bestandteile einer Form erscheinen.

Weitere Möglichkeiten subj. Konturen Abschließend bleibt noch Frage zu klären, ob möglich ist subjektive Konturen zu generieren die einen Winkel bilden und sich treffen? Ein Beispiel dafür lieferte Paolo Sambin, in Form eines unvollständigen Kreuzes

Beispiel: Weitere Möglichkeiten subj. Konturen Nach Sambin nehmen wir hier ein Rechteck wahr, welches durch den Widerstand der Arme des Kreuzes gegen das Eindringen der subjektiven Fläche gebildet wird.

Weitere Möglichkeiten subj. Konturen Ohne diesen Widerstand würde die subjektive Kontur einen Kreis bilden. Die Validität dieser Hypothese können wir demonstrieren indem wir die Arme des Kreuzes verengen, bis zu dem Punkt an dem das Eindringen der internen Fläche minimal ist. Unter diesen Umständen wird die Fläche als Kreis wahrgenommen (s. Beispiel nächste Folie).

Beispiel: Weitere Möglichkeiten subj. Konturen

Abschließende Bemerkungen und mögliche Erklärungen Stanley Coren brachte die These hervor, dass der Wahrnehmungsmechanismus der für subjektive Konturen und Formen verantwortlich ist, derselbe Mechanismus sei, der uns auch die dreidimensionale Wahrnehmung ermöglicht Laut Kanizsa könnte diese Theorie von Coren valide sein, da die Bildung von subjektiven Konturen mit der Bildung von Flächen, deren Stratifikation und deren Schichtung zusammenhängt

Abschließende Bemerkungen und mögliche Erklärungen Er merkt jedoch an, dass andererseits in sämtlichen Fällen die wir soeben betrachtet haben die Bildung der subj. Konturen abhängig ist von der Vervollständigung figuraler Elemente. Wenn keine Notwendigkeit für Vervollständigung besteht, geschieht keine Stratifikation und somit auch keine subjektiven Konturen. Der entscheidende Faktor scheine also erneut die Tendenz zum Vervollständigen zu sein.

Literatur: „Subjective Contours“, in „.....................“ von Gaetano Kanizsa, April 1976 (S. 155-163)

Klausurfragen Beschreiben Sie 3 beliebige Charakteristika von subjektiven Konturen und/oder Flächen nach Kanizsa Was meint Kanizsa mit „Stimmigkeit“ bei der Erschaffung visueller Konturen? Sind diese neuralen Vorgänge (wenn sie so geschehen wie Kanizsa das beschreibt) ein Prozess auf einer niedrigen oder einer hohen kortikalen Ebene?