R.Polillo, Interazione uomo-macchina, Parte seconda - 1

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1 PARTE SECONDA: L UTENTE Parte seconda: indice delle lezioni La visione Il colore Udito, tatto, sistema motorio Memoria e attenzione LA VISIONE 1

2 Scopo di questa lezione Introdurre brevemente i meccanismi della percezione visiva dell uomo Temi Un modello dell utente La percezione visiva Vedere e pensare Un modello dell utente 2

3 L UTENTE Model Human Processor (Card, Moran, Newell, 1983) Model Human Processor La percezione visiva 3

4 L occhio I raggi luminosi passano attraverso il cristallino e vengono messi a fuoco sulla retina La pupilla controlla la quantità di luce che entra nell occhio, variando il proprio diametro (7-8 mm 2-3 mm) cornea cristallino retina fovea pupilla iride umor vitreo nervo ottico La retina tessuto nervoso recettori - coni - bastoncelli vo ottico fibre nerv impulsi nervosi Gli impulsi nervosi vengono convogliati dalle fibre del nervo ottico verso la corteccia visiva, che si trova nella parte posteriore del cervello Coni sensibili ai colori sono più numerosi al centro (fovea) 6 ml per occhio Bastoncelli sensibili all intensità della luce non discriminano i colori visione notturna e percezione del movimento sono più numerosi in periferia 120 ml per occhio Recettori bastoncello (Vengono attivati dei processi fotochimici che generano impulsi elettrici nelle fibre nervose cono 4

5 Disposizione dei coni e bastoncelli sulla retina Al centro (fovea): visione più acuta; in periferia: visione del movimento Messa a fuoco Muscoli ciliari cristallino (molti strati sottili di tessuto cristallino, a cipolla ) fovea I muscoli ciliari fanno aumentare o diminuire lo spessore del cristallino per la messa a fuoco (lente a lunghezza focale variabile) Acuità visiva θ Capacità dell occhio di distinguere due punti vicini E misurata dall angolo minimo sotto cui devono essere visti perché l occhio li percepisca separatamente Se tale angolo vale 1, le loro immagini si trovano sulla retina a una distanza di 5 µm e stimolano due elementi non contigui della stessa, condizione indispensabile perché siano visti distinti da un occhio normale. NB: 1 (grado) = 60 (minuti) = 3600 (secondi) 5

6 Misura dell acuità visiva Si misura in valori reciproci dell angolo visivo minimo alla quale due punti non appaiono più separati Esempio: Se tale l angolo è di 2 l acuità visiva è pari a 1/2, ossia a 5/10 (non è la metà del normale, poiché l acuità visiva normale è 11/10). L acuità visiva dipende dall età del soggetto (tende a diminuire dopo i 70 anni), dallo stimolo, dalle caratteristiche dell occhio, dall integrità dei coni, ecc. L acuità visiva è massima in corrispondenza della fovea centrale, e diminuisce verso la periferia. Movimenti oculari Saccadi Movimenti oculari molto veloci (possono superare i 400 /sec) e molto brevi (20~50 msec, durante i quali la visione è soppressa), che hanno il compito di spostare l asse visivo durante l esplorazione di una scena (fino a 4/5 volte al sec). Fissazione Pausa tra due saccadi successive; rappresenta l intervallo di tempo durante il quale viene acquisita l informazione visiva (~ msec) Scanpath Tracciato bidimensionale che gli occhi compiono durante l esplorazione di una scena, composta da una successione di saccadi e di fissazioni (durata tipica saccade+fissazione: 230 msec) Movimenti oculari: esempio fissazione fissazione saccade 6

7 Movimenti oculari: durata e ampiezza Compito Durata media fissazione (msec) Ampiezza media saccade (gradi) Lettura silenziosa (circa 8 caratt.) Lettura orale (circa 6 caratt.) Ricerca visiva Ispezione di scene visive Eye tracking Una sorgente di infrarossi colpisce la cornea generando il riflesso corneale che rende luminosa la pupilla; Una videocamera riprende la posizione della pupilla e un software opportuno ricostruisce il movimento compiuto dallo sguardo del soggetto durante l esplorazione della scena Eye tracking (segue) Oggi esistono apparecchiature non invasive La taratura viene fatta La taratura viene fatta molto velocemente fissando una ventina di punti che appaiono in posizioni diverse dello schermo 7

8 Esempio: analisi dei movimenti oculari 8

9 Eye tracking: video Nella lettura di pagine web: &feature=related Movimenti oculari in funzione del compito (Yarbus, 1967) Movimenti oculari in funzione del compito (spiegazione della slide precedente) 1. Esame libero del quadro Gli altri diagrammi corrispondono a specifici task chiesti all osservatore, come segue: 2. Esame dell ambiente materiale 3. Esame dell età delle persone 4. Che cosa facevano prima dell arrivo del visitatore inatteso? 5. Ricordare gli abiti indossati dalle persone 6. Ricordare la posizione delle persone e degli oggetti nella stanza 7. Quanto tempo il visitatore inatteso è stato lontano dalla famiglia? 9

10 Vedere e pensare Visione e pensiero I dati ricevuti dall apparato visivo vengono elaborati dal nostro cervello in modo molto complesso Noi vediamo la profondità del campo visivo, la dimensione relativa degli oggetti, riconosciamo uno stesso oggetto anche quando è parzialmente nascosto, vediamo in modo diverso a seconda del contesto a volte i meccanismi di elaborazione vengono ingannati dall immagine che percepiamo ( illusioni ottiche ) In sintesi: noi non vediamo quello che c è, ma ciò che il nostro cervello ci fa vedere Esempio: percezione della luminosità Quanto chiaro e quanto scuro vediamo in una regione del campo visivo non dipende solo dall intensità dello stimolo fisico, ma anche dal contesto (contrasto) 10

11 Bande di Mach Anche se ogni banda è uniforme, vediamo la zona di sinistra più scura, perché vicina a una banda più chiara e la zona di destra più chiara, perché vicina a una banda più scura Bande di Mach I riquadri chiari in ombra hanno lo stesso tono di grigio dei riquadri scuri alla luce 11

12 I riquadri chiari in ombra hanno lo stesso tono di grigio dei riquadri scuri alla luce Esempio: percezione della dimensione e della distanza θ θ Due oggetti della stessa dimensione a distanze diverse hanno angoli visuali diversi: le immagini sulla retina hanno dimensioni diverse tuttavia riconosciamo che hanno la stessa dimensione ( legge della costanza della dimensione ) Gustave Caillebotte 12

13 Esempio: percezione della dimensione e della distanza (segue) θ Due oggetti di dimensioni diverse a distanze diverse possono avere lo stesso angolo visuale eppure riconosciamo che hanno dimensioni diverse Ma il contesto può anche ingannarci 13

14 Illusione di Muller-Lyer, forse dovuta a una falsa applicazione della legge della costanza della dimensione (la figura in alto appare convessa, e quindi lo spigolo appare più vicino, la figura in basso appare concava, e quindi lo spigolo appare più lontano) Il contesto visivo, le nostre attese e la nostra esperienza passata ci permettono di vedere le immagini dubbie in un determinato modo: Qui vediamo un segmento dietro una figura verticale Qui vediamo un cubo dietro una superficie bucata 14

15 Un altro esempio Auto oasa Qui vediamo una o Qui vediamo una c La camera di Ames (1946) Viewing point 15

16 In assenza di contesto, alcune figure possono essere ambigue Letture a complemento di questa lezione Nel libro di testo: Cap.1: L uomo (pagg.3-13) 16