Iluzja Chubba

Rysunek 1: Przykład iluzji Chubba. Środkowe obszary dwóch prostokątnych pól są identyczne, ale wyglądają inaczej, ponieważ pola tła są różne.

Złudzenie Chubba to złudzenie optyczne lub błąd w percepcji wzrokowej , w którym pozorny kontrast obiektu różni się znacznie dla większości widzów w zależności od jego względnego kontrastu z polem, na którym jest wyświetlany. Te wizualne iluzje są szczególnie interesujące dla badaczy, ponieważ mogą dostarczyć cennych informacji na temat funkcjonowania systemów wzrokowych człowieka .

Obiekt o słabo kontrastowej teksturze wizualnej otoczony polem o jednolitej teksturze wizualnej wydaje się mieć wyższy kontrast niż prezentowany na polu o fakturze o wysokim kontraście. Ta iluzja została zaobserwowana przez Charlesa Chubba i współpracowników i opublikowana w 1989 roku. Empiryczne wyjaśnienie iluzji Chubba zostało opublikowane przez Lotto i Purves w 2001 roku.

Odkrycie

Rysunek 2: Ilustracja kontrastu jednoczesnego

Chubb i jego współpracownicy badali tę iluzję, pokazując ludziom różne kombinacje obiektów pierwszego planu i pól tła i prosząc ich o ocenę ostrości wizualnego kontrastu w każdym obiekcie pierwszego planu. Odkryli, że osoby oglądające plamę losowej wizualnej tekstury osadzonej w otaczającym polu tła prawdopodobnie zgłaszały różne postrzeganie wizualnego kontrastu dla centralnej plamy docelowej, w zależności od względnego kontrastu pola tła. Co więcej, pozorna jasność/matowość plamy tekstury zmieniała się wraz ze zmianą tła. Np. jasne punkty plamy tekstury wydawały się bardziej matowe na tle o wysokim kontraście, podczas gdy ciemne punkty wydawały się jaśniejsze na równomiernym tle. Na tę pozorną wariancję percepcji ma wpływ obserwowanie jej przez różnych obserwatorów oraz umieszczenie tła i centralnego obszaru docelowego w „nienakładających się pasmach częstotliwości przestrzennych”, jak wyjaśnili Chubb i in. Tendencja ta okazała się istotna statystycznie . Teorie wskazują na percepcyjne narzędzie katalizujące adaptację kontrastu (wolno, sekundy) do kontroli wzmocnienia kontrastu (szybko, ≈100 ms) we wczesnym korowym lub przedkorowym „miejscu nerwowym”.

Efekt kontrastu Chubba

Iluzja Chubba jest podobna do innej iluzji wizualnej, efektu kontrastu . Efekt kontrastu to złudzenie, w którym postrzegana jasność lub luminancja identycznej centralnej formy wizualnej na większym jednolitym tle zmienia się u badanego w zależności od stosunku luminancji centralnej formy do luminancji jej tła. To złudzenie, równoczesny kontrast , pokazano na rysunku 2. Na nim centralny cel jest jaśniejszy. To znaczy, stosunek luminancji górnego środkowego prostokąta ( A ) do luminancji jego pola tła jest większy niż jeden. W dolnym prostokącie ( B ) pole tła jest jaśniejsze. Oznacza to, że stosunek jest mniejszy niż jeden. Chociaż dwie środkowe plamy celu są równie jasne (identyczna pod względem luminancji), ta na ciemnym tle wydaje się jaśniejsza, a ta na jaśniejszym tle wydaje się ciemniejsza.

Hamowanie boczne

Hamowanie boczne to jedna z propozycji wyjaśnienia iluzji kontrastu lub równoczesnego kontrastu. Jego zwolennicy teoretyzują, że neurony silnie stymulowane przez tło B tłumią słabiej stymulowane neurony wewnętrznego prostokąta. Teoretyzują, że w A nie ma takiego zahamowania. Jednak fakt, że zarówno A , jak i B wydają się mieć „jednolitą jasność na całej swojej przestrzeni”, sugeruje, że proces bocznego hamowania jest bardziej złożony. Chubb i in. twierdzą, że zasada bocznego hamowania opiera się na założeniu, że czynnikiem decydującym o postrzeganej jasności jest stosunek luminancji prostokąta do luminancji tła na krawędzi prostokąta. Jednak opis hamowania bocznego nie jest zgodny ze zjawiskami takimi jak krzyż Benary i iluzja White'a, a także efekty przezroczystości i asymilacji. Jako takie, jest to ad hoc wyjaśnienie niejasnych zainteresowań teoretycznych.

Złudzenie Chubba ilustruje raczej błąd kontrastu niż luminancji. Tło o zerowej luminancji z fig. 2 ( A ) staje się polem o zerowym kontraście w analogicznej części fig. 1, podczas gdy pole o wysokiej luminancji z fig. 2 ( B ) staje się polem tekstury o wysokim kontraście. Obserwatorzy empirycznie postrzegają dysk tekstury w skrajnej lewej części rysunku 1 jako mający większy kontrast niż dysk po prawej stronie, mimo że oba są takie same. Po przeprowadzeniu eksperymentów dotyczących indukcji kontrastu i jasności, indukcji międzygałkowej i indukcji między pasmami częstotliwości przestrzennych, wykazali, że boczny efekt hamujący jest jednooczny i dostosowany tylko do częstotliwości przestrzennej. Chubb i in. wspierać „model, w którym wzmocnienie wyjściowe takiego neuronu selektywnego dla pasma jest znormalizowane w stosunku do średniej amplitudy odpowiedzi pobliskich neuronów przy tym samym dostrojeniu częstotliwości ”.

Niedoskonała przepuszczalność

Rysunek 3: Iluzja Chubba

Percepcja wzrokowa zależy od interakcji układu wzrokowego człowieka z dowolnymi bodźcami bistabilnymi lub multistabilnymi oraz od częstotliwości ich występowania. Oświetlenie obiektów w punkcie, współczynnik odbicia tych obiektów i przepuszczalność mediów między obiektem a obserwatorem ma kluczowe znaczenie dla określenia podstawowych czynników wpływających na naszą percepcję wzrokową. Z tego powodu obraz o niskim kontraście jest postrzegany jako obraz o wyższym kontraście, gdy jest umieszczony na szarym tle. Szare tło jest bardziej niejednoznaczne niż tło o wysokim kontraście. Lotto i Purves (2001) wykazali, że iluzję Chubba można wyjaśnić „stopień, w jakim niedoskonała przepuszczalność prawdopodobnie wpłynie na światło docierające do oka”. Rzeczywiście, te obserwacje sugerują całkowicie empiryczne wyjaśnienie iluzji Chubba.

Efekt Chubba szacuje, że gdy obiekt jest oglądany przez niedoskonale transmitujące medium, zwiększa lub zmniejsza pozorną jasność lub matowość plamy docelowej, nawet jeśli współczynniki luminancji i częstotliwości przestrzenne pozostają takie same. Lotto i Purves (2001) wątpili, czy iluzoryczne postrzeganie jasności można wyjaśnić jako konsekwencje hamowania bocznego . Gdyby tak było, postrzegana różnica w jasności elementów celu, przedstawiona na rysunku 3 ( A ), byłaby w dużej mierze niezależna od otaczającego pola na rysunku 3 ( C ), które wykazuje niższy kontrast przestrzenny niż cel, który odpowiada obserwacje. Mimo to stwierdzili, że „to rozumowanie jest podważane przez fakt, że widoczny kontrast docelowego wzoru na rycinie 3 ( D ) jest w większości niezmieniony przez otoczenie ryciny 3 ( F ).” Dlatego postanowili zbadać iluzję Chubba w kategoriach „całkowicie empirycznych”, głównie jako konsekwencję przeszłych doświadczeń lub w tym przypadku wpływu transmitancji na niejednoznaczne bodźce.

Wspólnym mianownikiem obserwacji Lotto i Purvesa jest moc wyjaśniająca niedoskonałej transmitancji. Niedoskonała transmitancja powoduje, że obserwatorzy doświadczają zmniejszonej różnicy w kontraście widmowym lub luminancji powierzchni obiektów. Dzieje się tak, ponieważ niedoskonałości w medium transmisyjnym, takie jak efekty atmosferyczne, powodują zniekształcenie transmitancji. Na przykład przepuszczalność zmienia się podczas oglądania obiektów z dużej odległości, w smogu lub mgle lub przez tkaninę, szkło lub wodę. Warunki te mają ogromny wpływ na ilość światła docierającego do oka. Hipotezę tę przetestowano, zmieniając prawdopodobny udział niedoskonałej transmitancji poprzez manipulowanie informacjami o ruchu, luminancji i kolorze. W niektórych przypadkach względna luminancja dwóch powierzchni docelowych może zostać zmniejszona, jak pokazują Lotto i Purves, ze stosunku 8:3 do około 7:5. Jeśli percepcja jest generowana empirycznie, wówczas „stopień, w jakim bodziec jest zgodny z niedoskonałą transmitancją… zostanie włączony do percepcji celu”.

Właściwa reakcja behawioralna zależy od oceny względnego udziału oświetlenia, współczynnika odbicia i transmitancji w bodźcach wzrokowych. Na wizualne postrzeganie kontrastu mają wpływ efekty niedoskonałej przepuszczalności, a nie luminancja obiektu. Bodziec Chubba przedstawiony na rycinie 1 ( B ) jest zgodny ze zniekształceniami transmitancji z dwóch powodów: wzorzyste elementy tła są ciągłe z wzorzystymi elementami celu, a luminancje elementów celu są zgodne z wartościami, które powstałyby, gdyby wzór tła były oglądane przez niedoskonale transmitujące medium.

Wyjaśnienie transmitancji iluzji Chubba zakłada, że ​​zmiana bodźca na rycinie 1 ( B ) w sposób, który czyni go mniej spójnym z oglądaniem przez niedoskonałe medium, powinna zmniejszyć lub odwrócić iluzję. Próby potwierdzają tę hipotezę. To wyjaśnienie podaje w wątpliwość hipotezę, która sugeruje, że zmiana luminancji, ruchu lub rozkładu widmowego pola otaczającego cel nie zmieni percepcji.

Odkrycia empiryczne zaprzeczają również hipotezie, że „iluzja jasności” spowodowana skrzyżowaniami konturów w bodźcu wyjaśnia iluzję Chubba, zgodnie z propozycją Andersona (1997).

Złudzenia Chubba w przewidywaniu schizofrenii

Złudzenia wzrokowe można podzielić na fizjologiczne/patologiczne, percepcyjne i niejednoznaczne (bistabilne/wielostabilne). Odchylenie od naturalnego postrzegania obiektów (bodźca) zachęca do oceny teorii percepcji. Percepcja wzrokowa w schizofrenii wyróżnia się zmniejszonymi dostosowaniami kontekstowymi i dokładniejszą percepcją bodźca w zadaniach obejmujących „przestrzenne efekty kontekstowe”. Według Eunice i wsp. „Iluzje kontekstowe wynikają z adaptacyjnej skłonności wzroku do podkreślania względnych różnic między cechami, a nie ich bezwzględnych cech”. Podczas gdy obecność tła o wysokim kontraście zmniejsza widoczny kontrast mniejszych elementów pierwszego planu u zdrowych osób, pacjenci ze schizofrenią są dokładniejsi w postrzeganiu kontrastu między tłem a pierwszym planem. Aby to przetestować, Keane i in. zmierzyli wydajność 15 uczestników z przewlekłą schizofrenią, 13 uczestników psychiatrycznych - w tym osób z osobowością i zaburzeniami afektywnymi dwubiegunowymi oraz 20 zdrowych osób niepsychiatrycznych. Przedstawiono im małą, izolowaną plamę docelową lub małą plamkę z tłem o wysokim kontraście, po której następowała odległa plamka referencyjna. Osoby zostały następnie poproszone o zanotowanie, która plama ich zdaniem była bardziej kontrastowa w oparciu o ich obserwacje.

Odporność grupy schizofreników na iluzję kontrastu była wyjątkowa, z 12 na 15 trafnymi ocenami, podczas gdy zdrowi uczestnicy wykazywali poważne błędne postrzeganie centralnych bodźców. Pokazuje to, że osoby ze schizofrenią są w stanie dokładniej postrzegać „cechy bezwzględne” „cech indywidualnych”. Podczas gdy modulacje kontekstowe w odniesieniu do luminancji, wielkości i orientacji były podobne między grupami, słabe modulacje kontekstowe korelują z gorszymi objawami i funkcjonowaniem społecznym.

Wady wzroku w schizofrenii mogą prowadzić do problemów poznawczych i społecznych. Wyniki zwiększonej wydajności pomagają nam ustalić ukryte nieprawidłowości wizualne. Rzeczywiście, nastąpił szybki wzrost wykorzystania kontekstowych zadań wzrokowych (iluzji Chubba) w testach klinicznych i wspieranych przez NIH badaniach schizofrenii. (Gold i in., 2012).

Podeszły wiek

W obrębie starzejącego się układu wzrokowego dochodzi do zmniejszenia korowej funkcji hamującej, zarówno u ludzi, jak iu zwierząt. To zmniejszenie hamowania odpowiada za zmniejszoną orientację i dostrajanie kierunku starzejących się neuronów wzrokowych. LR Betts i in. (2005) wykazali, że starsi ludzie byli w stanie szybciej odróżnić ruch bodźców o wysokim kontraście niż młodsi dorośli, a zahamowanie było odpowiedzialne za różnice w tłumieniu przestrzennym. Karas i McKendrick (2009) wykorzystali iluzję Chubba do sprawdzenia, czy tła o wysokim kontraście wpływają na percepcję wzrokową starszych uczestników w mniejszym stopniu niż młodsi uczestnicy z powodu zmniejszonego hamowania. Bodźce użyte do eksperymentów były oparte na parametrach zastosowanych przez Dakina, Carlin i Hemsley (2005), którzy wykorzystali iluzję Chubba do sprawdzenia zmniejszonego hamowania u osób ze schizofrenią. Ich badanie wykazało jednak, że wrażliwość na kontrast tak naprawdę nie zmniejszała się wraz z wiekiem, ponieważ starsi uczestnicy wykazywali większą rozbieżność w postrzeganym kontraście celu w odniesieniu do tła niż młodsi uczestnicy.

Zobacz też

  1. ^ a b c d e f g hi j k l m Lotto     , R. Beau; Purves, Dale (lipiec 2001). „Empiryczne wyjaśnienie iluzji Chubba” (PDF) . Journal of Cognitive Neuroscience . 13 (5): 547–55. CiteSeerX 10.1.1.488.377 . doi : 10.1162/089892901750363154 . PMID 11506656 . S2CID 30337884 . Zarchiwizowane od oryginału (PDF) w dniu 2006-09-07 . Źródło 2013-03-27 .
  2. ^ a b c d e f g h    Chubb, do; Sperling, G; Salomon, JA (grudzień 1989). „Interakcje tekstur determinują postrzegany kontrast” . Materiały Narodowej Akademii Nauk USA . 86 (23): 9631–5. Bibcode : 1989PNAS...86.9631C . doi : 10.1073/pnas.86.23.9631 . PMC 298552 . PMID 2594791 .
  3. Bibliografia _ „Kontrola wzmocnienia kontrastu” . www.michaelbach.de . Źródło 2017-03-30 .
  4. ^   Wallach, H. (1948). „Stałość jasności i natura kolorów achromatycznych”. J Exp Psychol . 38 (3): 310–24. doi : 10.1037/h0053804 . PMID 18865234 .
  5. Bibliografia   _ Todorovic, D. (1988). „Neuralna dynamika percepcji jasności 1-D i 2-D: ujednolicony model zjawisk klasycznych i najnowszych” . Percept Psychophys . 43 (3): 241–77. doi : 10.3758/bf03207869 . PMID 3347487 .
  6. ^    Purves, Dale (2001). „Dlaczego widzimy rzeczy tak, jak robimy: dowód na całkowicie empiryczną strategię widzenia” . Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci . 356 (1407): 285–97. doi : 10.1098/rstb.2000.0772 . PMC 1088429 . PMID 11316481 .
  7. Bibliografia   _ Percepcja światła i iluzje lekkości . Nowe poznawcze neuronauki . MIT Press. P. 339. ISBN 978-0-262-07195-6 .
  8. Bibliografia   _ DaPos, O; Cavedon, A (1985). „Zrównoważone i niezrównoważone, pełna i częściowa przezroczystość” . Percept Psychophys . 38 (4): 354–66. doi : 10.3758/BF03207164 . PMID 3831912 .
  9. ^    Anderson, BL (1997). „Teoria iluzorycznej lekkości i przezroczystości w obrazach jednoocznych i obuocznych: rola połączeń konturowych” (PDF) . Percepcja . 26 (4): 419–453. doi : 10.1068/p260419 . PMID 9404492 . S2CID 9646380 .
  10. ^   Wkrótce, Chun Siong; Dubey, Rachit; Ananyev, Egor; Hsieh, Po-Jang (2017-01-01). Zhao, Qi (red.). Obliczeniowa i poznawcza neuronauka widzenia . Kognitywistyka i technologia. Springer Singapur. s. 221–233. doi : 10.1007/978-981-10-0213-7_10 . ISBN 9789811002113 .
  11. ^ a b c d e    Yang, Eunice; Tadin, Duje; Glasser, Davis M.; Hong, Sang Wook; Blake, Randolph; Park, Sohee (2012-11-15). „Przetwarzanie kontekstu wizualnego w schizofrenii” . Kliniczna Nauka Psychologiczna . 1 (1): 5–15. doi : 10.1177/2167702612464618 . PMC 3756604 . PMID 23997995 .
  12. ^ ab Dakin    , Steven; Carlin, Patrycja; Hemsley, Dawid (2005-10-25). „Słabe tłumienie kontekstu wizualnego w przewlekłej schizofrenii” . Bieżąca biologia . 15 (20): R822–824. doi : 10.1016/j.cub.2005.10.015 . ISSN 0960-9822 . PMID 16243017 .
  13. Bibliografia    _ Józef, Jamie; Silverstein, Steven M. (2014-04-01). „Późne, a nie wczesne etapy postrzegania kształtu Kanizsy są upośledzone w schizofrenii” . Neuropsychologia . 56 : 302–311. doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2014.02.001 . PMC 4103877 . PMID 24513023 .
  14. ^ ab Karas    , Renee; McKendrick, Allison M. (14.05.2009). „Starzenie się zmienia otaczającą modulację postrzeganego kontrastu” . Dziennik wizji . 9 (5): 11,1–9. doi : 10.1167/9.5.11 . ISSN 1534-7362 . PMID 19757889 .

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Chubb_illusion&oldid=1098994534 ”