View
51
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
Cardinal directions of color space J. Krauskopf, D.R. Williams, D.W. Heeley Vision Research, 22, 1982. Seminar: Visuelle Neurowissenschaften Dozent: Prof. Dr. Gegenfurtner Referentin: Claudia Joas. Überblick. Farbensehen: Grundlagen Experiment: Grundlagen und Grundgedanken, Versuchsaufbau - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Cardinal directions of color space
J. Krauskopf, D.R. Williams, D.W. HeeleyVision Research, 22, 1982
Seminar: Visuelle NeurowissenschaftenDozent: Prof. Dr. GegenfurtnerReferentin: Claudia Joas
Überblick
Farbensehen: Grundlagen Experiment: Grundlagen und
Grundgedanken, Versuchsaufbau Betrachtung verschiedener
Einzelaspekte Zusammenfassung
Farbensehen: Grundlagen
Drei verschiedene Zapfentypen im Auge reagieren bevorzugt auf Licht unterschiedlicher Wellenlängen. Es gibt jedoch starke Überlappungen der Signale der einzelnen Zapfen.
Farbensehen: Grundlagen
In den Gegenfarbkanälen erfolgt daher eine Differenzbildung der Signale, die bewirkt, dass redundante Information ausgeblendet wird.
Experiment:
Grundfrage von Krauskopf und Kollegen:
Wie genau funktioniert die Interaktion der Zapfensignale jenseits der Rezeptorebene?
Was ist die neuronale Grundlage der Gegenfarbmechanismen?
Experiment: Grundgedanken I
Krauskopf und Kollegen maßen die Adaptation des Auges auf farbliche Veränderungen entlang verschiedener Achsen des Farbraums.
Experiment: Grundgedanken II
Vor und nach jeder Adaptationsphase wurden die Schwellen für das Entdecken von Farbveränderungen gemessen.
Frage: Ändern sich die Schwellen nach der Adaptation an bestimmte Farbrichtungen?
Und, falls ja, an welche?
Experiment: Grundgedanken III
Ändern sich die Schwellen auch für das Entdecken von Helligkeitsunterschieden?
Schwellenänderungen in bestimmten Farbrichtungen würden auf die Existenz neuronaler Pfade hinweisen, die speziell diese Farbrichtungen verarbeiten.
Experiment: Apparatur Gerät: Computer-
kontrollierter Farbmischer
Drei Laser mit rotem, grünem und blauem Licht ermöglichen die Herstellung aller möglichen Farbvariationen mittels additiver Farbmischung.
Experiment: Methode Zu Beginn des Experiments stellten die
Versuchspersonen aus den drei Grundfarben eine Mischung ein, die ihnen subjektiv weiß erschien.
Um Farbänderungen zu erzeugen, wurden die Helligkeitsanteile der verschiedenen Laserlichter entsprechend erhöht/reduziert. Die Gesamt-Helligkeit wurde dabei konstant gehalten.
Erste Phase
In der ersten Phase des Experiments wurden auf der Grundlage der Gegenfarbtheorie zwei provisorische Farbachsen definiert:
Erste Phase
Eine provisorische gelb-blau-Achse (P1)
Eine provisorische rot-grün-Achse (P2)
Zusätzlich eine Helligkeits-Achse
gelb-blau
rot-grün
Vorgehen
1. VP betrachtet ein weißes Feld für 30 sec.
2. Schwellenmessung in Rot-Grün-Richtung: Ab welchem Sättigungsgrad einer gezeigten Farbe (rot, bzw. grün) werden Unterschiede zu Weiß erkannt?
Vorgehen
3. Habituationsphase: VP betrachtet 30 Sekunden lang ein Feld, dessen Farbe im Sekundentakt von rot nach grün und zurück wechselt.
Vorgehen
4. Erneute Schwellenmessung: Wie haben sich die Schwellen für das Erkennen von rot und grün verändert?
Für die gelb-blaue Farbrichtung bzw. die Helligkeitsdimension ist der Vorgang entsprechend.
Ergebnis: Nach
Adaptationsphase signifikante Schwellenänderungen für Farberkennung
Betrachtung des Habituationsfeldes für 15 Sekunden genügte, um maximale Schwellenunterschiede zu produzieren.
„Change in log threshold“
Schwelle nach 15 Sekunden
Verschiedene Einzelaspekte: Effekt der Amplitude des
Habituationsreizes Generalisierbarkeit der Habituation auf
andere Farbrichtungen Farbe und Helligkeit „Einbahnstraße“ oder „Gegenverkehr“:
sind die Farbrichtungen uni- oder bidirektional?
Exakte Definition der Farbrichtungen
Amplitude des Habituationsreizes Änderungen der
Amplitude des Habituationsreizes =
Änderungen des Sättigungsgrades der jeweiligen Farben
Wie wirken sie sich auf die Schwellen aus?
Amplitude des Habituationsreizes
Je gesättigter die
Farben des Habituationsreizes, desto größer die Unterschiede der Schwellen vor und nach dem Adaptationsprozess.
Generalisierbarkeit der Habituation
Erfolgt Adaptation in einer Farbrichtung, werden die Schwellen für das Erkennen der Farben dieser Richtung erhöht.
Erhöhen sich auch die Schwellen für das Erkennen anderer Farben?
Generalisierbarkeit der Habituation Adaptation erfolgte
entlang der bekannten provisorischen Farbachsen.
Gemessen wurden anschließend die Schwellen für die eingezeichneten acht Farbrichtungen.
rot-grün-Achse
gelb-blau-Achse
Generalisierbarkeit der Habituation: Ergebnisse
Starke selektive Schwellenänderungen!
Höchste Schwellen in der Habituationsrichtung (a: gelb-blau; b: rot-grün).
Fast keine Schwellenänderung in der orthogonalen Richtung.
a) b)
Generalisierbarkeit der Habituation: Ergebnisse
c) und d): Habituationsachsen
wurden um 45° rotiert.
Ergebnis: Schwellenerhöhungen erfolgten nahezu gleichmäßig in allen Richtungen.
c)d)
Frage an Euch:
Welche Schlussfolgerung würdet Ihr aus diesem Ergebnis ziehen?
Antwort: Offenbar ist es nicht egal,
welche Farbrichtungen gewählt werden.
Die rot-grün- und die blau-gelb-Achse scheinen eine besondere Rolle zu spielen.
Willkürlich gewählte Farbachsen führen nicht zu den gleichen Ergebnissen.
Farbe und Helligkeit
Die bisherigen Ergebnisse lassen auf zwei Farbachsen schließen.
Gibt es noch eine dritte, eine Helligkeits-, bzw. Intensitäts-Achse?
Versuch: Habituationsexperiment mit Stimuli, die in Farbe (rot-grün) und in Helligkeit variierten.
Farbe und Helligkeit: Ergebnisse Adaptation an einen Stimulus, der
nur in der Helligkeit variiert, führt zu erhöhten Schwellen für Helligkeit, nicht aber für Farbe.
Dasselbe gilt im umgekehrten Fall. Adaptation an Stimuli, die in
beiden Aspekten variieren, führen zu erhöhten Schwellen für Farbe und für Helligkeit.
„Einbahnstraße“ versus „Gegenverkehr“ Die bisher beschriebenen Ergebnisse
weisen auf drei verschiedene Bahnen hin: eine grün-rote, eine blau-gelbe und eine Helligkeitsbahn.
Gibt es nur eine Nervenbahn für rot-grüne Farbveränderungen, oder existieren zwei getrennte „Einbahnstraßen“ für eine grün-rote vs. eine rot-grüne Richtung?
Ebenso natürlich für blau-gelb vs. gelb-blau und hell-dunkel vs. dunkel-hell?
„Einbahnstraße“ versus „Gegenverkehr“
Versuche mit selektiver Habituation in die einzelnen Farbrichtungen weisen darauf hin.
Schwellenänderungen erfolgen selektiv in die jeweilige Richtung.
Es handelt sich also tatsächlich um ein „Einbahnstraßen“-System.
Exakte Definition der Farbrichtungen Die bisher im Versuch verwendeten
Farbachsen waren willkürlich definiert. Suche nach den tatsächlichen
physiologischen Farbachsen. Von den provisorischen Achsen
ausgehende schrittweise Rotation der Achsen im Farbraum und Suche nach den Achsen, die maximale Schwellenunterschiede produzieren.
Exakte Definition der Farbrichtungen: Ergebnis
Die physiologische rot-grün-Achse entspricht der provisorischen Achse.
Die psysiologische gelb-blau-Achse unterscheidet sich von der vorher definierten.
Sie entspricht einer tritanopen Achse. Provisorische
rot-grün-Achse
Provisorische gelb-blau-Achse
Tatsächliche gelb-blau-Achse
Zusammenfassung Die Ergebnisse von Krauskopf und
Kollegen weisen darauf hin, dass es sechs kardinale Farbrichtungen gibt:
Rot-grün, grün-rot, hell-dunkel, dunkel-hell, gelb-blau und blau-gelb.
Diese Befunde entsprechen der Gegenfarbtheorie, wobei die gelb-blaue Farbrichtung von der erwarteten Linie abweicht.
Danke für Eure Aufmerksamkeit!
Recommended