Wstęp do kognitywistyki Wykłady dziesiąty oraz jedenasty Główne problemy kognitywistyki
Percepcja: widzenie i słyszenie
Andrzej Klawiter http://www.amu.edu.pl/~klawiter klawiter@amu.edu.pl
Sensepcja a percepcja • sensepcja (sensation) - zespół bezpośrednich i niezwłocznych neuronalnych reakcji organizmu na bodźce ze środowiska; • zadaniem sensepcji jest ustalenie co dzieje się „na granicy” między organizmem a otoczeniem, czyli detekcja cech bodźca
Sensepcja a percepcja • percepcja - ”sondowanie” otoczenia przez organizm po to, aby ustalić, co znajduje się w otoczeniu, poza granicami organizmu • zadaniem percepcji jest ustalenie co jest „na zewnątrz”
Sensepcja
Sensept
Percepcja
Percept (schemat senseptu)
redukowanie (selekcja?) danych wytwarzanie
Kategoryzacja
Kategoria (schemat perceptu)
Percepcja a perceptor • percepcja - proces uzyskiwania informacji o tym co jest „na zewnątrz” • percept - wytwór percepcji • perceptor - istota realizująca proces percepcji
Idea perceptora monomodalnego • perceptor monomodalny - organizm, który zbiera informacje o obiektach umożliwiających mu przetrwanie (4P pożywienie, partner, przyjaciel, przeciwnik) za pomocą jednego systemu percepcyjnego
Rodzaje perceptorów monomodalnych • • • • •
wzrokowiec słuchowiec (sowa płomykówka) węchowiec sonarowiec (nietoperz) telomerowiec (pająk)
Widzenie
Przedobliczeniowe koncepcje widzenia (1): psychologia postaci • psychologia postaci (Gestalt) (Max Wertheimer, Wolfgang Köhler, Kurt Koffka) – zasada ujmowania zjawisk jako całości – zasada izomorfizmu psychofizycznego – podstawowe prawa psychologii postaci • • • • •
Prägnanz domknięcie podobieństwo bliskość symetria
Emergencja
Reifikacja
Multistabilność
Niezmienniczość
Domknięcie
Podobieństwo
Bliskość
Przedobliczeniowe teorie widzenia (2): psychologia ekologiczna Gibsona • Percepcja jako forma adaptacji organizmu do otoczenia • Doznania zmysłowe - bierne reakcje na bodźce fizyczne, percepcje - aktywne procesy wydobywania informacji z otoczenia • światło promieniste - źródło doznań zmysłowych, światło otoczeniowe (odbite od powierzchni) - źródło informacji o przedmiotach w otoczeniu • rola niezmienników w percepcji • percepcja jako rozpoznawanie ofert (affordances)
Widzenie to proces uzyskiwania informacji o cechach obiektów znajdujących się w otoczeniu Informacja o obiekcie wydobywana jest ze struktury optycznej w oparciu o reguły organizacji perceptu wzrokowego Percepcja wzrokowa to zhierarchizowana struktura procesów wzrokowych
Etapy przetwarzania informacji wzrokowej według Marr'a (1982)
Obraz
Wartości natężeń w każdym punkcie obrazu
Pierwotny szkic
Dwuipółwymiarowy szkic
Trójwymiarowy model kształtu
Przejścia przez zero, plamki, pręty, zakończenia, krawędzie, potencjalne linie,grupy, granice
Zorientowanie powierzchni, odległość od obserwatora, nieciągłości w głębi i w zorientowaniu przestrzeni
Trójwymiarowe modele zorganizowane hierarchicznie ze względu na bazowe cechy objętości i kształtu
Egocentryczne
Allocentryczne
Obliczeniowa teoria widzenia Davida Marr’a Etapy percepcji wzrokowej (1) • pierwotny szkic – surowy pierwotny szkic • detekcja krawędzi (przejścia przez zero) • wyróżnienie elementów (primitives): plamka, pręt, etc.
– pełny pierwotny szkic • grupowanie elementów w jednostki wyższych rzędów
Wydobywanie informacji o prostych składnikach obrazu i o jego wielopoziomowej strukturze • obraz na siatkówce • rozpoznanie plamek i prętów (surowy pierwotny szkic) • rozpoznanie grup obiektów (jednostki pierwszego poziomu) • grup wyższego rzędu i zasady ich organizacji
Przykłady jednostek wyższego rzędu utworzonych z obiektów rzędu niższego
Etapy percepcji wzrokowej wg Marr’a (2) • dwuipółwymiarowy szkic – stereopsja – wybiórczość kierunkowa – ruch pozorny – kontury kształtu – faktura powierzchni – cieniowanie – oświetlenie, jasność i barwa
Etapy percepcji wzrokowej wg Marr’a (3) • Reprezentacja w postaci trójwymiarowego modelu (kształtu przedmiotu) – przejście od współrzędnych związanych z obserwatorem do współrzędnych związanych z przedmiotem – wyróżnienie głównej osi przedmiotu – modelowanie kształtu jako zespołu walców (dokładniej: uogólnionych stożków)
Trójwymiarowy model kształtu przedmiotu wg Marr’a
Przykłady przedmiotów uzyskanych z bryły podstawowej walca
Słyszenie Ujęcie kognitywistyczne
Słyszenie to proces uzyskiwania informacji o cechach obiektów znajdujących się w otoczeniu Informacja o obiekcie wydobywana jest ze struktury akustycznej w oparciu o reguły organizacji perceptu słuchowego Percepcja słuchowa to zhierarchizowana struktura procesów słuchowych
Sensepcja słuchowa • sensept słuchowy - wzór pobudzeń na błonie podstawnej wywołanych oddziaływaniem sygnału akustycznego • sensept słuchowy - podobnie jak sensept wzrokowy (obraz na siatkówce) - jest nieuświadamiany
Percepcja słuchowa • percepcja słuchowa - proces uzyskiwania informacji o obiektach z otoczenia w oparciu o cechy senseptu słuchowego • zadaniem percepcji słuchowej jest ustalenie cech obiektów z otoczenia • percept słuchowy zawiera przede wszystkim informację o „ruchowej” charakterystyce przedmiotu
dźwięki zmieszane
słowo shoe
Stadia percepcji słuchowej
• słyszenie akustyczne • słuchanie przestrzeni • słuchanie przedmiotu
Słyszenie akustyczne • słyszenie elementarne identyfikowanie cech dźwięków m.in. takich jak głośność, wysokość, barwa • słyszenie scen słuchowych porządkowanie dźwięków w struktury, tzw. strumienie
Słuchanie przestrzeni
• przestrzeń egocentryczna • słuchowa percepcja odległości • lokalizacja źródła dźwięku
Słuchanie przedmiotu słuchanie podstawowych słuchowych cech przedmiotu, czyli rozpoznawanie ruchowej charakterystyki przedmiotu zbliżanie się, oddalanie, prędkość, przyspieszanie, zatrzymywanie itp.
Słuchanie przedmiotu słuchanie dodatkowych cech przedmiotu • rozpoznawanie zmian w przedmiocie: (napełnianie, opróżnianie, rozbijanie, rozpłaszczanie) • rozpoznawanie trwałych cech przedmiotu: ciężar, kształt, wielkość, sprężystość, sztywność