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
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
Spettro elettromagnetico La visione Due fasi del processo: ricezione fisica dello stimolo elaborazione ed interpretazione dello stimolo (percezione visiva) 10 3
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
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
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
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 l acutezza visiva dipende dalla luminanza contrast The contrast sensitivity function (Figure 2) predicts the threshold contrast for visibility for a specific spatial frequency 18 7
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) L-cones sensitivity M-cones S-cones 400 500 600 700 wavelength (nanometers) 19 8% dei maschi e l 1% delle femmine sono daltonici 20 8
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 A B C FUOCO SULLA RETINA Blu Verde Rosso 22 9
colori freddi colori caldi I colori caldi tendono ad avanzare, i colori freddi a recedere 23 L occhio desidera i colori complementari rosso verde blu arancione giallo viola 24 10
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
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
Ponzo Illusion 29 The Ames Room 30 13
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 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 Udito 35 14
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