Invariancia perceptiva e ilusión de las mesas |Perceptual Invariance and the Tabletop Illusion

Invariancia perceptiva e ilusión de las mesas

Cómo reconocemos un objeto que se mueve en el espacio

Prof. Rafael I. Barraquer Oftalmólogo Ophthalmologist

Nuestra capacidad para reconocer un objeto desde distintos ángulos (o la forma de burlarla, creando una ilusión), nos revela otro aspecto fundamental de la percepción visual

¿Qué está pasando en esta figura? Solo con echar una rápida ojeada, nos damos cuenta inmediatamente de que el grupo A está formado por copias del mismo objeto, aunque con diferentes tamaños y perspectivas. En cambio, percibimos (con la misma inmediatez) que los del grupo B son objetos claramente distintos al anterior y entre sí. El reconocimiento instantáneo del objeto inicial persiste pese a deformaciones “elásticas” (grupo C) o a variaciones del tipo de trazo o del sombreado (grupo D). (Imagen de S. Lehar, 2003).

Una propiedad de la Gestalt

Este fenómeno ilustra uno de los principios o propiedades de la percepción visual descritos por la escuela psicológica de la Gestalt, aparecida en Alemania a principios del siglo XX y de la que ya hablamos a propósito de la emergencia perceptiva (véase el n° 6 de esta revista, octubre de 2009). Se trata ahora de la invariancia o constancia perceptiva de la forma. Gracias a esta, los objetos geométricos simples son reconocidos independientemente de su rotación, traslación y escala, así como otras variaciones. Esto indica

Perceptual Invariance and the Tabletop Illusion

How do we recognise an object moving in a space between neurons?

Our ability to recognise an object from various angles (or how to circumvent it, creating an illusion), reveals another fundamental aspect of our visual perception

What’s happening in this figure? If we just take a quick glance at it, we immediately see that Group A is formed by copies of the same object but with different sizes and perspectives. However, we see (with the same immediacy) that those in Group B are clearly different objects from the previous and from each other. The instant recognition of the initial object also remains despite “elastic” deformations (Group C) or variations in the type of line or shading (Group D). (Image by S. Lehar, 2003).

A Gestalt Property

This phenomenon illustrates one of the principles or properties of visual perception described by the Gestalt school of psychology, which emerged in Germany at the start of the 20th century and which, by the way, we’ve already addressed in this series (see issue No. 6 of this magazine, October 2009). Now it’s all about the perceptual invariance or constancy of the shape. Because of this, simple geometric shapes are now recognised regardless of their rotation, movement and scale, as well as other variations. This indicates that our mind knows that an object (for example, flying through the air) does not change even though its image on the retina does. However, unfamiliar objects or objects outside their usual context do not always follow the rules of perceptual constancy and this can lead to visual illusions. This is what happens in the Shepard tables case. In this illusion (figure 1) conceived by the psychologist and artist Roger N. Shepard, the tables look very different, but if we measure their length and width with a ruler (or if we cut out the rectangle from the tabletop and move it to the other table) then they are identical. What is actually identical are the surfaces in the drawing, but when it comes to real tables, then they would be very different. This illusion shows us the other side of the invariance: the same geometric relation in two-dimensional shapes (the information that the retina captures) is not always perceived as the same three-dimensional object. The brain creates a true representation that combines our retina images with our previous knowledge about the objects.

The Immediacy of Invariance

Going back to the start, invariance and, in particular, the immediacy show (as happened with the emergence phenomena) our surprising ability to analyse

que nuestra mente sabe que un objeto (por ejemplo, volando por los aires) no cambia aunque lo haga su imagen en la retina. Sin embargo, los objetos no familiares o fuera de su contexto habitual no siempre siguen las reglas de la constancia perceptiva y esto puede dar lugar a ilusiones visuales. Ocurre en el caso de las mesas de Shepard. En esta ilusión (figura 1) ideada por el psicólogo y artista Roger N. Shepard, las mesas nos parecen claramente diferentes, pero si medimos con regla su largo y ancho (o si recortamos el rectángulo del tablero y lo transportamos a la otra mesa) resulta que son idénticas. En realidad, lo que es idéntico son las superficies en el dibujo, pero si se tratase de mesas reales, serían realmente diferentes. Esta ilusión nos muestra la otra cara de la invariancia: una misma relación geométrica en formas bidimensionales (la información que capta la retina) no siempre se percibe como el mismo objeto tridimensional. El cerebro crea una representación verídica que sintetiza las imágenes retinianas con nuestro conocimiento previo acerca de los objetos.

La inmediatez de la invariancia

Volviendo al principio, la invariancia y, en particular, su inmediatez muestran (como ocurría con el fenómeno de emergencia) nuestra sorprendente capacidad para analizar una imagen y reconocer los objetos como iguales (incluso deformados) o bien diferentes, a una velocidad que desafía la concepción fisiológica clásica de “construcción” de la visión, de los puntos a las líneas, ángulos, polígonos, volúmenes, etc. Siguiendo ese método paso a paso, neurona a neurona, se requeriría un número astronómico de operaciones computacionales que difícilmente podríamos realizar de forma tan instantánea. Necesitamos nuevos modelos de funcionamiento del cerebro, con un grado de paralelismo o interconexión a gran escala que permita explicar la forma holística (como un todo) en que parece trabajar nuestra visión. En próximas entregas revisaremos algunas de las nuevas ideas en este terreno. ■

Figura 1. LAS MESAS DE SHEPARD. En el dibujo, las mesas nos parecen claramente diferentes. Sin embargo, si medimos con regla su largo y ancho (o si recortamos el rectángulo del tablero y lo transportamos a la otra mesa), resulta que son idénticas.

Figure 1. SHEPARD TABLES In the drawing, the tables look very different. However, if we measure their length and width with a ruler (or if we cut out the rectangle from the tabletop and move it to the other table) then they are identical.

an image and recognise objects as being the same (and even distorted) or different, at a speed that challenges the classic physiological concept of the “construction” of vision, from points to lines, angles, polygons, volumes, etc. By following this method step by step, neuron by neuron, an astronomical number of computational calculations would be required that we could hardly do instantaneously. We need new models of brain functioning, with a degree of large-scale parallelism or interconnectedness to explain the holistic way (as a whole) that our vision seems to work. In future editions, we will review some of the new ideas in this field. ■

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Marzo 2022 Revista gratuita Free Issue