Geometrisch-optische Täuschungen Seminar: Visuelle Wahrnehmung Dozent: Kai Hamburger Referentin: Maria Oestreicher

Überblick Einführung Geschichte Eigenschaften

Überblick Einführung Erklärungen Vier Gruppen von Theorien Allgemein Kontrast- und Assimilationstheorien Aktivitätstheorien Physiologische Theorien Funktionale Theorien

Überblick Einführung Erklärungen Vier Gruppen von Theorien Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen

Einführung

Einführung / Geschichte Fast alle 200 Figuren die optische Täuschungen hervorrufen wurden in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts entdeckt Seit 100 Jahren bemüht man sich die Ursachen dafür zu finden.

Einführung /Geschichte Größenkonstanz: Macht die Wirkung des Entfernungsunterschiedes rückgängig. Dies geschieht, indem er die entfernte Linie größer und die näher liegende kleiner erscheinen lässt.

Einführung /Geschichte Größenkonstanz: Macht die Wirkung des Entfernungsunterschiedes rückgängig. Annahme: Größenkonstanz sei die Ursache der geometrisch-optischen Täuschung

Einführung / Geschichte Evaluation Nur wenige Geometrisch-optische Täuschungen besitzen eine wirkliche oder scheinbare Tiefe. Falscher Erklärungsansatz

Einführung / Eigenschaften Jede Figur einer Geometrisch-optischen Täuschung enthält 2 Komponenten Auslösende Komponente  löst die Täuschung aus Test – Komponente  Komponente über die man sich täuscht

Einführung / Eigenschaften Müller-Lyer-Figur: Pfeilspizen ( auslösende Komponente) Strecke ( Test-Komponente)

Einführung / Eigenschaften Müller-Lyer-Figur: Pfeilspizen ( auslösende Komponente) Strecke ( Test-Komponente)

Einführung / Eigenschaften Poggendorf-Figur: Parallele Linien (auslösende Komponente) Schräge Linien (Test-Komponente)

Einführung / Eigenschaften Poggendorf-Figur: Parallele Linien (auslösende Komponente) Schräge Linien (Test-Komponente)

Einführung / Eigenschaften Evaluation Die Unterscheidung in 2 Komponenten vereinfacht die Verhältnisse oft.

Erklärungen

Die überzeugendsten Erklärungen stimmen in 3 Punkten überein

Erklärungen Täuschungen betreffen nicht das Denken sondern die Wahrnehmung Auch mit dem Wissen, der Geometrisch-optischen Täuschung verschwindet sie nicht. Sie kann jedoch schwächer werden, durch wiederholtes Betrachten innerhalb kurzer Zeit.

Erklärungen Täuschungen betreffen nicht das Denken sondern die Wahrnehmung Täuschungen entstehen nicht durch Vorgänge in --der Netzhaut Fast in voller Stärke wahrnehmbar Ein Auge  Test-Komponente Ein Auge  auslösende Komponente Täuschung entsteht im visuellen System erst in der Stufe nach den seitlichen Kniehöckern

Erklärungen / Corpus geniculatum laterale CGL(seitlicher Kniehöcker) Kern auf der Hinterseite jeder der beiden Thalamushälften Dort treffen die Informationen aus beiden Augen erstmals zusammen.

Erklärungen Täuschungen betreffen nicht das Denken sondern die Wahrnehmung Täuschungen entstehen nicht durch Vorgänge in der Netzhaut Täuschungen werden nicht durch-------------------------Augenbewegungen hervorgerufen Wird auch ausgelöst, bei Extrem kurzer Darbietung Abbildung auf der selben Stelle der Netzhaut

Vier Gruppen von Theorien

Vier Gruppen von Theorien / Allgemein Es gibt 4 Gruppen von Erklärungstheorien Kontrast- und Assimilationstheorien Aktivitätstheorien Physiologische Theorien Funktionale Theorien

Vier Gruppen von Theorien / Allgemein Es gibt 4 Gruppen von Erklärungstheorien Sie schließen sich nicht aus Sie betonen verschiedene Gesichtspunkte der gleichen Erscheinung

Kontrast- und Assimilationstheorien

Vier Gruppen von Theorien / Kontrast- und Assimilationstheorien Berücksichtigen die Gemeinsamkeiten optisch täuschender Figuren Solche Gemeinsamkeiten beruhen auf einheitlichen Wahrnehmungsprozessen

Vier Gruppen von Theorien / Kontrast- und Assimilationstheorien Berücksichtigen die Gemeinsamkeiten optisch täuschender Figuren Machen keine Aussagen über Mechanismus oder die Funktion Täuschung durch Überbewertung (Kontrast) oder Unterbewertung (Assimilation, Angleichung oder Konfluxion) oder Gleichzeitiges Auftreten von Kontast und Konfluxion des Unterschiedes zwischen der auslösenden und der Test-Komponente

Beispiele Titchener-Figur: Überbewertung des Größenunterschiedes

Beispiele

Beispiele Zöllner-Figur: Überbewertung des Unterschiedes der Richtung oder des Winkels

Beispiele Müller-Lyer-Figur: Überbewertung des Unterschieds zwischen den Komponenten

Beispiele Ponzo Figur: Assimilation und Überbewertung vorhandener Unterschiede

Vier Gruppen von Theorien / Kontrast- und Assimilationstheorien Evaluation Hilft Ordnung in die Vielfalt der täuschenden Figuren zu bringen Leistet keine Erklärung Lässt sich nicht auf alle Täuschungen anwenden

Aktivitätstheorien

Vier Gruppen von Theorien / Aktivitätstheorien Gehen über die einfache Klassifikation der Täuschung nach Kontrast und Assimilation hinaus. Täuschungen beruhen auf Randeffekte Fehler der normalen Wahrnehmung Ursache sind vorbereitende Prozesse

Vier Gruppen von Theorien / Aktivitätstheorien Efferent readiness Theorie der efferenten Bereitschaft L. Festinger New School for Social Research (USA) Täuschungen entstehen durch die Art und Weise wie die Augen auf die durchzuführende Bewegung vorbereitet werden Man blickt nur auf den Teil der Figur, welcher die meisten entscheidenden Details liefert

Beispiele Müller-Lyer-Figur: Beim Betrachten der Endpunkte, fixiert man in Wirklichkeit einen Bereich innerhalb der Pfeile      Linie mit nach innen weisenden Pfeilen länger     Linie mit nach außen weisenden Pfeilen kürzer

Vier Gruppen von Theorien / Aktivitätstheorien Evaluation Experimentelle Befunde schließen aus, dass die Augenbewegung eine entscheidende Rolle spielt. Mehrmalige Betrachtung verringert die Stärke der Täuschung. Begleitet von höherer Augenbewegungsgenauigkeit

Vier Gruppen von Theorien / Aktivitätstheorien Evaluation Experimentelle Befunde schließen aus, dass die Augenbewegung eine entscheidende Rolle spielt. Mehrmalig Betrachtung verringert die Stärke der Täuschung. Sagt nichts im Hinblick auf die Ursache

Vier Gruppen von Theorien / Aktivitätstheorien Evaluation Möglicher Ansatz Prozesse, die im visuellen System die Augenbewegungen vorbereiten

Physiologische Theorien

Vier Gruppen von Theorien / Physiologische Theorien Geht über die einfache Klassifikation der Täuschung nach Kontrast und Assimilation hinaus. Ursache der Täuschung liegt in der „Hardware“ des visuellen Systems Viele verwenden den Prozess der lateralen Hemmung Jeder Rezeptor hemmt seine Nachbarn

Vier Gruppen von Theorien / Physiologische Theorien Es gibt richtungsspezifische Komplexe und Hyperkomplexe Zelle Welche Richtung einer Linie wahrgenommen wird, hängt von dem Erregungsmuster ab, welches sich in der Sehrinde bildet Treten mehrere Linien auf, können sich die Erregungsmuster überlagern

Vier Gruppen von Theorien / Physiologische Theorien Steigerung oder Verringerung der Erregung Linien mit ähnlicher Richtung  Assimilation  Erregungssteigerung Linien mit unterschiedlicher Richtung  Kontrast  Erregungsminderung

Vier Gruppen von Theorien / Physiologische Theorien Schematische Darstellung von Erregungsmuster Schwarze Kurve: kennzeichnet das Erre- gungsmuster in der Sehrinde wenn nur eine der beiden dicken Linien im Gesichtfeld erscheint Farbige Kurve: beide Linien sind sichtbar und so überlagern sich die beiden schwarzen Kurven Gestrichelte Linie: Maxima der farbigen Kurve. Maxima: verantwortlich, dass die beiden dicken Linien so wahrgenommen werden als wären sie nicht um 12 sondern um 16 Grad gegeneinan- der geneigt.  (Zöllner-Figur)

Vier Gruppen von Theorien / Physiologische Theorien Täuschungen werden durch Bedingungen verstärkt, welche die laterale Hemmung vergrößern Helligkeitskontrast Zahl der induzierten Linien

Vier Gruppen von Theorien / Physiologische Theorien Täuschungen werden durch Bedingungen verstärkt, welche die laterale Hemmung vergrößern Täuschungen bleiben erhalten bei Ersatz der Linien mit Punktereihen Einige Täuschungen die auf Winkelkontrast beruhen lassen sich nicht durch richtungsspezifische Nervenzellen erklären

Vier Gruppen von Theorien / Physiologische Theorien Poggendorff-Figur: stumpfe Winkel rufen die Täuschung hervor

Vier Gruppen von Theorien / Physiologische Theorien Täuschungen werden durch Bedingungen verstärkt, welche die laterale Hemmung vergrößern Täuschungen bleiben erhalten bei Ersatz der Linien mit Punktereihen Einige Täuschungen die auf Winkelkontrast beruhen lassen sich nicht durch richtungsspezifische Nervenzellen erklären Keine noch so ausgeklügelte Anordnung richtungsspezifischer Zellen kann all die Ergebnisse hervorrufen.

Filtertheorie

Vier Gruppen von Theorien / Filtertheorie Physiologische Theorie Annahme: Kanäle im visuellen System, reagieren auf bestimmte räumliche Frequenzen sinusförmiger hell-dunkel-Wechsel Räumliche Frequenz: Anzahl heller und dunkle Streifen in einem Grad Sehwinkel Das Visuelle System kann hell- dunkel Muster in deren räumlichen Sinuskomponente aufbrechen

Vier Gruppen von Theorien / Filtertheorie A.Ginsberg U.S. Airforce Ursache der Täuschung liegt in jenen visuellen Kanälen, welche auf niedrigen Frequenzen empfindlich sind

Vier Gruppen von Theorien / Filtertheorie Bilder  sinusförmige Helligkeitskurven Teilkurven mit hoher Frequenz eliminiert Teilkurven mit niedrigen Frequenzen Gesamtkurve  Bild

Vier Gruppen von Theorien / Filtertheorie Rekonstruiertes Bild  Eigenschaften der Täuschung

Vier Gruppen von Theorien / Filtertheorie Evaluation Unklar, weshalb das visuelle System nur von einem Teil der verfügbaren Informationen Gebrauch macht Unklar auch, wieso das visuelle System sich auf Bilder stützt, welche mit der Umgebung verschwimmen und daraus Irrtümer in der Wahrnehmung entstehen

Evaluation

Vier Gruppen von Theorien / Evaluation Jene Theorien erklären nicht wann Täuschungen im Betrag kleiner werden Öfteres Betrachten  verschwinden der Illusion

Vier Gruppen von Theorien / Evaluation Jene Theorien erklären nicht wann Täuschungen im Betrag kleiner werden Optische Täuschungen, kommen oft in zweidimensionalen Abbildungen dreidimensionaler Szenen vor Fördert im dreidimensionaler Realität den realistischeren Eindruck

Vier Gruppen von Theorien / Evaluation

Erklärung der Täuschungen Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen These Täuschungen durch Kontextleistungen: in einem Kontext hervorgerufen, der ohne räumliche Tiefe, den Verzerrungen keine Bedeutung geben kann Wiederspricht der Tradition, dass Konstanzleistung erst durch räumliche Tiefe ausgelöst wird

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Beispiel Schienen: wirken als liefen sie in der Ferne zusammen Das Wissen, dass sich der Abstand zwischen den Schienen nicht ändert führt zu der Erkenntnis, dass alle Schwellen gleich groß sind Obwohl sie auf der Netzhaut nicht gleich groß abgebildet werden

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Größenkonstanz: hängt nicht von Wahrnehmung räumlicher Tiefe ab, sondern von Hintergrundstrukturen, in denen der Eindruck räumlicher Tiefe von verschiedenen Arten der Perspektive vermittelt wird.

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Beispiel Seitliche Begrenzungslinie: sind wie in der Ponzo–Figur gegeneinander geneigt Laufen nach oben hin zusammen Obere waagerechte Linie wirkt gedehnt Die senkrechten Linien wirken nicht unterschiedlich

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Beispiel Untergrund: waagerechte Linien, deren Abstand nach oben hin kleiner wird Untere senkrechte Linie wirkt verkürzt Die waagerechten Linien wirken nicht unterschiedlich

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Keine Täuschung, wenn der Hintergrund keine Größenskala darstellt Größenkonstanz ist direkt verbunden mit Größenskalierung

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Beziehung bestehen zwischen der wahrgenommenen Größe eines Objekts und dessen Entfernung, Form und Tiefe Tiefe kann durch Form und Größe beeinflusst werden

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Beispiel Mond wirkt größer: wenn er den Horizont gerade überschritten hat Wirkt kleiner: wenn er hoch am Himmel steht

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Frage: Wie kann eine Theorie, die auf Perspektive und nicht auf wahrgenommener Tiefe beruht, Täuschungen erklären, die nicht auf der Wirkung der Perspektive basieren?

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Gregory Müller-Lyer-Täuschung Abbildung einer Gebäudeecke Von außen Von innen

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Tausch Müller-Lyer-Täuschung Summe der Wirkung vier schräger Linien auf eine horizontale

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Pfeile: zeigen korri- gierte Richtung Punkte: wirken verscho- ben in Richtung spitzer Winkel Zwei Linien Spitzer Winkel  verkürzen  staucht Linie Stumpfer Winkel  verlängert  dehnt Linie

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Ponzo-Figur Linien Gleiche Höhe Unterschiedlich empfunden Linien rechts: weiter auseinander Linien links: enger Untere Linie :wirkt stärker versetzt

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Dehnung und Stauchung Dienen zur Korrektur von Eigenschaften des Bildes Keine Eigenschaften der Szene Täuschung wird stärker, je stärker die Perspektivische Projektion verzerrt ist

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Müller-Lyer-Variante Die Täusch wird umso größer, je weiter die Winkel von 90° abweichen Spitzen ersetzt durch recht- winklige Gebilde Linke Figur: schwächere Täu- schung nicht erklärbar

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Kollinear Linien die Teil der selben Gerade sind Sie erscheinen auch auf der Netzhaut kollinear Ebenso Linien, die in der dreidimensionalen Welt nicht kollinear sind

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Poggendorff -Variante Schräge Linien: Allein: wirken wie auf einer Gerade Senkrechten Linien: wirken versetzt AB + CD = AD  AB und CD wirken kollinear AB  CD  AB und CD wirken in anderen horizontalen Ebene

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Poggendorff - Variante Linie und Viereck weisen die gleiche Flucht auf kollinear Die Linien wirken versetzt Wahrnehmung kollinearer Linien ist abhängig vom räumlichen Eindruck der Unterbrechung

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Evaluation Funktionale Theorie basierend auf der Entschlüsselung perspektivischer Elemente Unwahrscheinlich, dass sie alle Täuschungen erklärt Gültigkeit ungewiss

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Funktionale Theorien sind verträglich mit Theorien der Verarbeitungsmechanismen

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Beim Abtasten der Reliefs treten ähnliche Täuschungen auf

Neue Überlegungen zur Erklärung der Täuschungen Täuschung des Gesichts und Tastsinn stehen im Zusammenhang ?

Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit