Farbwahrnehmung. } Unterscheidung von Licht verschiedener Wellenlängen. Björn Rasch Vorlesung Allg. Psychologie Uni FR

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1 Farbwahrnehmung } Unterscheidung von Licht verschiedener Wellenlängen } primär durch die 3 Zapfentypen mit max. Empfindlichkeit für verschiedene Wellenlängen } K-Zapfen: kurzwelliges Licht (ca. 420 nm, blau) Auch S-Zapfen genannt (engl. short ) } M-Zapfen: mittelwelliges Licht (ca. 530 nm, grün) } L-Zapfen: langwelligen Licht (ca. 560 nm, rot) 30

2 Additive Farbmischung } Peripheren Mechanismen des Farbensehens entspricht der trichromatischen Theorie von Young, Helmholtz und Maxwell aus dem 19. Jahrhundert. } Dreifarbentheorie: } jede beliebige Farbe lässt durch die additive Mischung von 3 monochromatischen Lichtern erzeugen lässt } additive Farbmischung. } Mischt man die Lichtstrahlen aller drei Primärfarben (rot, grün, blau) so erhält man weisses Licht. 31

3 Subtraktive Farbmischung } Farbige Gegenstände absorbieren Licht } Subtraktive Farbmischung } Mischen von Farbstoffen } z.b. Farben aus dem Malkasten } Je mehr Farbstoffe zusammengemischt werden, je weniger Licht kann zurückreflektiert werden. } Mischen von rot, blau und gelb führt zu braun oder schwarz. 32

4 Störungen des Farbensehens } Rot-Grün Schwäche } Fehlfunktion der Zapfen } Häufigste Störung des Farbsehens } 8% aller Männer } 0.4% aller Frauen } Weitere Farbsehstörungen } Stäbchenmonochromaten } alle 3 Zapfentypen beinträchtig } Sehen auch bei Tageslicht nur mit dem Stäbchensystem } Selten 33

5 Gegenfarbentheorie } Gegenfarbtheorie (Hering) } Visuelle Information wird in Bezug auf die Gegenfarben analysiert } Rot / Grün, Blau / Gelb sowie Schwarz /Weiss } Neurone durch Gegenfarben ein bzw. ausgeschaltet } In Retina und im Corpus Geniculatum Laterale (CGL) des Thalamus } Doppelgegenfarbenneurone (in V1) } reagieren auf Farbkontrast zw. Feldzentrum und Feldperipherie ihrer rezeptiven Felder } Demonstration der Gegenfarbentheorie } Fokussieren Sie eine Minute auf den Punkt auf der Flagge und schauen Sie danach auf den schwarzen Punkt in dem weissen Feld daneben. 34

6 Helligkeitswahrnehmung } Objekte reflektieren Licht von der Oberfläche } Teil des Lichts wird absorbiert und in Wärme umgewandelt } Reflektanz: Prozentsatz des von der Oberfläche reflektierten Lichts } Weise Fläche: 90% reflektiert } Schwarze Fläche: 0.1% } Luminanz } Lichtmenge, die nach der Reflektion das Auge erreicht Bsp.: An sonnigemtag hoch, an trübentagen sehrgering 35

7 Helligkeitswahrnehmung 36

8 Farbkonstanz } Farbkonstanz } Fähigkeit, bekannte Gegenstände auch unter stark wechselnden Lichtverhältnissen mit gleichbleibender Farbe wahrzunehmen. } Trotz anderer Wellenlängen des Lichts } Beispiel } a Tageslicht, b Glühlampenlicht und c Leuchtstoffröhrenlicht (Aus Eyssel, 2006) 37

9 Farbwahrnehmung und Kontext } Farbkonstanz } Beispiel für Kontextabhängigkeit der Wahrnehmung } Farbwahrnehmung nicht nur vom betrachteten Gegenstand abhängt, sondern auch von seiner Umgebung. } Wenn sich der Kontext nicht ändert bleibt die Farbkonstanz erhalten. } Verändert sich jedoch der Kontext, wird die gleiche Farbe unterschiedlich wahrgenommen, weil das Gehirn die Farbe eines Gegenstandes in Relation zu seinem Kontext berechnet } relevant für Künstler, Innenarchitekten und Modedesigner 38

10 Dorsaler und ventraler Strom (Aus Goldstein, 2008) 39

11 Doppelte Dissoziation } Läsionsexperimente von Pohl (1973) und Ungerleider & Mishkin (1982) mit Menschenaffen zeigten eine Doppelte Dissoziation: } Entfernung des Temporallappens führt zu Versagen bei einer Objektunterscheidungsaufgabe, wo der dreieckige Klotz ausgewählt werden soll. } Entfernung des Parietallappens führt zu Versagen bei einer Ortsunterscheidungsaufgabe, wo die näher zu einem Zylinder liegende Verdeckung aufgehoben werden soll. 40 Objektunterscheidungsaufgabe Ortsunterscheidungsaufgabe (Nach Goldstein, 2008)

12 Befunde beim Menschen (Aus Gazzaniga, et al. 1998) 41

13 Repräsentation von Objekten } Hypothesen zur Repräsentation von Objekten } Hypothese 1: Zwei Modul-Hypothese } Gesichter werden in einem spezifischen Modul verarbeitet (fusiform face area, FFA), Objekte in einem separaten generellen Modul. } Hypothese 2: Kategorie-spezifische Module } Fürjede Objektkategorie gibt es ein separates Modul. } Extremform: Grossmutterzelle } Hypothese 3: Merkmalskarten } Objekte werden durch die Kombination von einfachen und komplexen visuellen Merkmalen repräsentiert. } Hypothese 4: Prozesskarten } In Abhängigkeit von der Erkennungsaufgabe werden verschiedene Aspekte visueller Information relevant. 42

14 Module (Nach Ishai et al., 1999) 43

15 Dream Catcher 44

16 Objekterkennung (Nach Knoblich et al., 2002; Riesenhuber & Poggio, 1999) 45

17 46

18 Take-Home Messages } Wahrnehmungen entstehen aus der Wechselwirkung zwischen vielen Neuronensystemen, die jeweils eine einfache Aufgabe ausführen. } Die Verarbeitung beginnt in den mehrfachen neuronalen Schichten der Retina, anschließend übermitteln die 6 Mio. Zapfen und die 120 Mio. Stäbchen der Retina ihre Informationen über die bipolaren Zellen an die Ganglionzellen. } Die Impulse wandern entlang der Axonen der Ganglionzellen, die den Sehnerv bilden, zum Thalamus und weiter zum visuellen Kortex. } In der Sehrinde (primärer visueller Kortex, V1) reagieren Merkmalsdetektoren auf die besonderen Merkmale eines visuellen Reizes. } Die übergeordneten Zellen eines höheren Niveaus führen diese gesammelten Daten zusammen, um sie dann in anderen Arealen des Kortex zu verarbeiten. } Im dorsalen Strom wird räumliche Information verarbeitet, was für die Steuerung der Visuomotorik wichtig ist (Wo/Wie Strom). } Im ventralen Strom wird v.a. Form und Farbe verarbeitet für die Wahrnehmung und Erkennung von Objekten (Was Strom). } Wenn die sensorischen Signale die unterschiedlichen Verarbeitungsniveaus durchlaufen (bottom-up), werden sie von unseren Annahmen, Interessen und Erwartungen beeinflusst (top-down). 47

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 48