01-Percezione Umana
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5-03-2010 La percezione visiva e uditiva Elaborazione dei dati multimediali a.a. 2009/10 Digressione: onde Un sasso gettato in uno stagno suscita onde concentriche che si allargano sulla sua superficie, coinvolgendo nel loro moto, a distanze diverse, con diversi effetti, la ninfea e la canna, la barchetta di carta e il gallegiante del pescatore...... [Gianni Rodari, La grammatica della fantasia, Einaudi, Torino, 1973] • La “Ola”: la gente non si sposta, ma qualcosa si propaga: è l’onda. • Non c’è trasporto di materia (ognuno rimane al suo posto), ma di energia. 5 1 5-03-2010 • Registro il livello dell’acqua in un punto dello stagno (p.es. su un palo): oscilla • • • • Periodo: T = tempo per ritornare allo stesso livello Ampiezza: massima escursione Frequenza: f =1/T (quante oscillazioni al secondo) Lunghezza d’onda: ! = T! velocità di propagazione Grandezza fisica Ampiezza Tempo Periodo 6 Luci e suoni, lampi e tuoni • Il suono è un’onda: ciò che oscilla è la pressione. • La luce è un’onda: ciò che oscilla è il campo elettromagnetico. • Il campo elettrico è quello responsabile delle attrazione tra corpi carichi con segni opposti (fenomeni elettrostatici) • Il campo magnetico è quello responsabile del fenomeno del magnetismo • Luce e suono hanno velocità di propagazione diverse (lampo e tuono). • In generale, un suono o una colore sono composti da molte onde, a diverse frequenze, mescolate tra loro. 7 2 5-03-2010 • Spettro elettromagnetico La visione • Due fasi del processo: – ricezione fisica dello stimolo – elaborazione ed interpretazione dello stimolo (percezione visiva) 10 3 5-03-2010 Il ricettore fisico: l’occhio • Riceve luce e la trasforma in segnale elettrico • La luce colpisce l’oggetto che la riflette e viene percepita dall’occhio mediante la stimolazione delle cellule visive. 11 – la retina contiene bastoncelli per la visione a bassi livelli di luminosità e periferica, e i coni per per la visione a colori (concentrati nella fovea) – le celle gangliali (cellule) ricevono input dai coni e bastoncelli e (i loro assoni) formano il nervo ottico 12 4 5-03-2010 Percezione visiva • Percezione delle dimensioni e della profondità – l’angolo visuale indica lo spazio occupato da un oggetto rispetto al campo di vista (è relativo alla dimensione e distanza dall’occhio) – l’acutezza visiva è l’abilità di percepire i dettagli fini 13 – Legge della size constancy: gli oggetti familiari sono percepiti a dimensioni costanti malgrado la variazione dell’angolo visuale – indizi come la sovrapposizione aiutano la percezione di dimensione e profondità 14 5 5-03-2010 • Stereopsi – Nella visione stereoscopica, sui due occhi si formano due immagini diverse, a causa del diverso punto di vista. – Le differenze sono interpretate (percepite) come indizi di profondità. – La fusione binoculare è responsabile della percezione di una sola immagine della scena. • circa il 10% della popolazione è stereo-blind, • ma sfruttano altri indizi di profondità… 15 Brillantezza • Percezione della brillantezza – la brillantezza è la reazione soggettiva alla luminanza (quantità di luce emessa da un oggetto) – il contrasto è il rapporto tra la luminanza dell’oggetto e quella dello sfondo 16 6 5-03-2010 • l’acutezza visiva dipende dalla luminanza The contrast between stripes increase linearly from top to bottom, yet the threshold of visibility varies with frequency 17 contrast • l’acutezza visiva dipende dalla luminanza The contrast sensitivity function (Figure 2) predicts the threshold contrast for visibility for a specific spatial frequency 18 7 5-03-2010 Percezione del colore – i coni sono di 3 tipi, sensibili a specifiche lunghezza d’onda della luce – l’acutezza del blu è la più bassa (3-4% della fovea è occupata da coni sensibili al blu) sensitivity L-cones M-cones S-cones 400 500 wavelength (nanometers) 600 700 19 – 8% dei maschi e l’1% delle femmine sono daltonici 20 8 5-03-2010 • Caratteristiche percettive del colore – Gradazione (o Tinta) – Saturazione – Intensità 21 Messa a fuoco – difficoltà di messa a fuoco contemporanea di colori lontani nello spettro (es.: rosso-blu; gialloporpora) per diverso angolo di rifrazione sul cristallino Blu Verde Rosso LUCE BIANCA LENTE Blu Verde Rosso A B C FUOCO SULLA RETINA 22 9 5-03-2010 colori freddi colori caldi I colori caldi tendono ad avanzare, i colori freddi a recedere 23 – L’occhio “desidera” i colori complementari rosso blu verde arancione giallo viola 24 10 5-03-2010 Percezione visiva (cont.) • Il sistema visivo compensa – la dimensione (legge della dimensione costante) – i movimenti (img percepite stabili) – i cambi di luminanza (colore e brillantezza invariati). – L’aspettativa (data dal contesto) è utilizzata per risolvere le ambiguità 25 • Il contesto crea l’aspettativa 26 11 5-03-2010 • … ma l’aspettativa può trarre in inganno The quick brown fox jumps over the the lazy dog 27 Percezione visiva (cont.) • Compensazioni errate creano illusioni ottiche 28 12 5-03-2010 Ponzo Illusion 29 The Ames Room 30 13 5-03-2010 Udito • Fornisce informazione sull’ambiente: – distanze, direzioni, oggetti, etc. • Il soggetto della percezione uditiva sono le sorgenti primarie (che emettono il suono) • Il soggetto della percezione visiva sono le sorgenti secondarie (gli oggetti che riflettono la luce) • Canale di input che non richiede attenzione, da sfruttare nelle interfaccie 34 Udito • L’orecchio umano – esterno: protegge l’orecchio interno e amplifica il suono – medio: trasmette le onde sonore come vibrazioni all’interno – interno: trasmettitori chimici che vengono rilasciati e che causano impulsi al nervo uditivo 35 14 5-03-2010 • Il suono – altezza o pitch: legato alla frequenza del suono, da grave ad acuto. – intensità o loudness: livello, “volume” – timbro: legato al tipo di strumento 36 • L’essere umano può sentire frequenze dai 20 Hz ai 15 KHz • Distingue meno accuratamente le alte frequenze rispetto alle basse • Il sistema uditivo filtra i suoni: – Il rumore di fondo viene eliminato consentendoci di udire suoni familiari senza prestare attenzione – Esempio: cocktail party effect 37 15
