Tiefenwahrnehmung



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Tiefenwahrnehmung ist die visuelle Fähigkeit, die Welt in drei Dimensionen ( 3D ) und die Entfernung eines Objekts wahrzunehmen. Tiefengefühl ist der entsprechende Begriff für nichtmenschliche Tiere, denn obwohl bekannt ist, dass sie die Entfernung eines Objekts spüren können (aufgrund der Fähigkeit, sich genau zu bewegen oder entsprechend dieser Entfernung konsistent zu reagieren), ist dies nicht bekannt ob sie es genauso subjektiv wahrnehmen wie Menschen.

Die Tiefenwahrnehmung ergibt sich aus einer Vielzahl von Tiefenhinweisen. Diese werden typischerweise in binokulare Hinweise klassifiziert, die auf dem Empfang von sensorischen Informationen in drei Dimensionen von beiden Augen basieren, und monokulare Hinweise, die in nur zwei Dimensionen dargestellt und mit nur einem Auge beobachtet werden können. Zu den binokularen Hinweisen gehört die Netzhautdisparität , die Parallaxe und Vergenz ausnutzt . Stereopsis wird durch binokulares Sehen ermöglicht . Zu den monokularen Hinweisen gehören die relative Größe (entfernte Objekte haben kleinere Blickwinkel als nahe Objekte), Texturgradient, Okklusion, lineare Perspektive, Kontrastunterschiede und Bewegungsparallaxe .

Monokulare Hinweise

Monokulare Hinweise liefern Tiefeninformationen, wenn eine Szene mit einem Auge betrachtet wird.

Bewegungsparallaxe

Wenn sich ein Beobachter bewegt, gibt die scheinbare relative Bewegung mehrerer stationärer Objekte vor einem Hintergrund Hinweise auf ihre relative Entfernung. Wenn Informationen über Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit bekannt sind, kann die Bewegungsparallaxe absolute Tiefeninformationen liefern. Dieser Effekt ist beim Autofahren deutlich zu sehen. Dinge in der Nähe vergehen schnell, während weit entfernte Objekte stationär erscheinen. Einige Tiere, denen das binokulare Sehen fehlt, weil ihre Augen nur ein geringes gemeinsames Sichtfeld haben, verwenden die Bewegungsparallaxe expliziter als Menschen für Tiefenhinweise (z bewegen Sie sich in Linien orthogonal zu einem Objekt von Interesse, um dasselbe zu tun).

Tiefe durch Bewegung

Wenn sich ein Objekt auf den Betrachter zubewegt, dehnt sich die Netzhautprojektion eines Objekts über einen bestimmten Zeitraum aus, was zur Wahrnehmung einer Bewegung in einer Linie zum Betrachter führt. Ein anderer Name für dieses Phänomen ist Tiefe durch optische Ausdehnung . Die dynamische Reizänderung ermöglicht es dem Beobachter, das Objekt nicht nur als sich bewegend zu sehen, sondern auch die Entfernung des sich bewegenden Objekts wahrzunehmen. Somit dient in diesem Zusammenhang die sich ändernde Größe als Entfernungshinweis. Ein verwandtes Phänomen ist die Fähigkeit des visuellen Systems, die Kontaktzeit (TTC) eines sich nähernden Objekts aus der Rate der optischen Ausdehnung zu berechnen eine nützliche Fähigkeit in Kontexten, die vom Autofahren bis zum Spielen eines Ballspiels reichen . Die Berechnung der TTC ist jedoch streng genommen eher die Wahrnehmung der Geschwindigkeit als der Tiefe.

Kinetische Tiefenwirkung

Stellt man eine stationäre starre Figur (z. B. einen Drahtwürfel) so vor eine punktförmige Lichtquelle, dass ihr Schatten auf einen durchscheinenden Schirm fällt, sieht ein Betrachter auf der anderen Seite des Schirms ein zweidimensionales Muster aus Linien. Dreht sich der Würfel aber, extrahiert das visuelle System aus den Bewegungen der Linien die notwendigen Informationen zur Wahrnehmung der dritten Dimension, und man sieht einen Würfel. Dies ist ein Beispiel für den kinetischen Tiefeneffekt . Der Effekt tritt auch auf, wenn das rotierende Objekt massiv ist (anstelle einer Umrissfigur), vorausgesetzt, dass der projizierte Schatten aus Linien besteht, die bestimmte Ecken oder Endpunkte haben, und dass sich diese Linien sowohl in der Länge als auch in der Ausrichtung während der Drehung ändern.

Perspektive

Die Eigenschaft paralleler Linien, die in der Ferne im Unendlichen zusammenlaufen, ermöglicht es uns, die relative Entfernung zweier Teile eines Objekts oder von Landschaftselementen zu rekonstruieren. Ein Beispiel wäre, auf einer geraden Straße zu stehen, die Straße hinunter zu schauen und zu bemerken, dass die Straße schmaler wird, wenn sie in der Ferne abgeht. Die visuelle Wahrnehmung der Perspektive im realen Raum, beispielsweise in Räumen, Siedlungen und in der Natur, ist das Ergebnis mehrerer optischer Eindrücke und der Interpretation durch das visuelle System . Der Blickwinkel ist wichtig für die scheinbare Größe . Ein nahes Objekt wird auf einer größeren Fläche auf der Netzhaut abgebildet , dasselbe Objekt oder ein gleich großes Objekt weiter entfernt auf einer kleineren Fläche. Die Wahrnehmung der Perspektive ist bei einäugigem Sehen möglich, das stereoskopische Sehen verstärkt jedoch den Eindruck des Räumlichen. Unabhängig davon, ob die in das Auge einfallenden Lichtstrahlen aus einem dreidimensionalen Raum oder aus einem zweidimensionalen Bild stammen, treffen sie auf der Netzhaut als Oberfläche im Augeninneren auf. Was der Mensch sieht, basiert auf der Rekonstruktion seines visuellen Systems, bei dem ein und dasselbe Bild auf der Netzhaut sowohl zweidimensional als auch dreidimensional interpretiert werden kann. Wurde eine dreidimensionale Interpretation erkannt, erhält diese den Vorzug und bestimmt die Wahrnehmung.

Beim räumlichen Sehen kann die horizontale Blickrichtung eine Rolle spielen. Bei der Aufnahme aus dem Fenster eines Hauses befindet sich die horizontale Blickrichtung auf Höhe des zweiten Obergeschosses (gelbe Linie). Unterhalb dieser Linie erscheinen Objekte umso höher im Blickfeld , je weiter sie entfernt sind. Oberhalb der horizontalen Sichtlinie erscheinen weiter entfernte Objekte niedriger als nähere. Um räumliche Eindrücke grafisch perspektivisch darzustellen , kann man einen Fluchtpunkt verwenden . Perspektivische Effekte ergeben sich beim Blick auf weite geografische Entfernungen teilweise auch durch den Blickwinkel, aber nicht nur durch diesen. Auf Bild 5 der Serie steht im Hintergrund der Mont Blanc , der höchste Berg der Alpen. Er erscheint niedriger als der Berg davor in der Bildmitte. Durch Messungen und Berechnungen kann der Anteil der Erdkrümmung an den subjektiv empfundenen Proportionen ermittelt werden.

Relative Größe

Wenn bekannt ist, dass zwei Objekte dieselbe Größe haben (z. B. zwei Bäume), aber ihre absolute Größe unbekannt ist, können Hinweise auf relative Größe Informationen über die relative Tiefe der beiden Objekte liefern. Wenn einer einen größeren Sehwinkel auf der Netzhaut einschließt als der andere, erscheint das Objekt, das den größeren Sehwinkel einschließt, näher.

Gewohnte Größe

Da der Blickwinkel eines auf die Netzhaut projizierten Objekts mit zunehmender Entfernung abnimmt, kann diese Information mit vorheriger Kenntnis der Objektgröße kombiniert werden, um die absolute Tiefe des Objekts zu bestimmen. Beispielsweise ist den Menschen im Allgemeinen die Größe eines durchschnittlichen Automobils bekannt. Dieses Vorwissen kann mit Informationen über den Winkel, den es auf der Netzhaut bildet, kombiniert werden, um die absolute Tiefe eines Autos in einer Szene zu bestimmen.

Absolute Größe

Selbst wenn die tatsächliche Größe des Objekts unbekannt ist und nur ein Objekt sichtbar ist, erscheint ein kleineres Objekt weiter entfernt als ein großes Objekt, das an derselben Stelle präsentiert wird.

Aerial Perspektive

Aufgrund der Lichtstreuung durch die Atmosphäre haben Objekte in großer Entfernung einen geringeren Leuchtdichtekontrast und eine geringere Farbsättigung . Aus diesem Grund wirken Bilder umso verschwommen, je weiter sie vom Standpunkt einer Person entfernt sind. In der Computergrafik wird dies oft als Distanznebel bezeichnet. Der Vordergrund hat einen hohen Kontrast; der Hintergrund hat einen geringen Kontrast. Objekte, die sich nur in ihrem Kontrast zum Hintergrund unterscheiden, erscheinen in unterschiedlichen Tiefen. Die Farbe entfernter Objekte wird ebenfalls in Richtung des blauen Endes des Spektrums verschoben (z. B. entfernte Berge). Einige Maler, insbesondere Cézanne , verwenden warme Pigmente (Rot, Gelb und Orange), um Merkmale zum Betrachter hin hervorzuheben, und kühle (Blau, Violett und Blaugrün), um den Teil einer Form anzuzeigen, der sich krümmt weg von der Bildebene .

Unterkunft

Dies ist ein okulomotorischer Hinweis für die Tiefenwahrnehmung. Wenn Menschen versuchen, auf entfernte Objekte zu fokussieren, dehnen die Ziliarmuskeln die Augenlinse, machen sie dünner und verändern somit die Brennweite . Die kinästhetischen Empfindungen der kontrahierenden und entspannenden Ziliarmuskeln (Intraokularmuskeln) werden an den visuellen Kortex gesendet, wo sie zur Interpretation von Entfernung und Tiefe verwendet werden. Akkommodation ist nur bei Entfernungen von mehr als 2 Metern wirksam.

Bedeckung

Okkultation (auch als Interposition bezeichnet ) tritt auf, wenn nahe Oberflächen entfernte Oberflächen überlappen. Wenn ein Objekt die Sicht auf ein anderes Objekt teilweise blockiert, nehmen Menschen es als näher wahr. Diese Information erlaubt dem Betrachter jedoch nur eine Einstufung der relativen Nähe. Das Vorhandensein von monokularen Umgebungsverdeckungen besteht aus der Textur und Geometrie des Objekts. Diese Phänomene sind in der Lage, die Tiefenwahrnehmungslatenz sowohl bei natürlichen als auch bei künstlichen Stimuli zu reduzieren.

Krummlinige Perspektive

An den äußersten Enden des Gesichtsfelds werden parallele Linien gekrümmt, wie auf einem Foto, das durch ein Fischaugenobjektiv aufgenommen wurde . Obwohl dieser Effekt normalerweise sowohl von Kunst als auch von Fotos durch das Zuschneiden oder Einrahmen eines Bildes eliminiert wird, verstärkt er das Gefühl des Betrachters, sich in einem realen, dreidimensionalen Raum zu befinden, erheblich. (Die klassische Perspektive hat keine Verwendung für diese sogenannte "Verzerrung", obwohl die "Verzerrungen" tatsächlich streng optischen Gesetzen gehorchen und vollkommen gültige visuelle Informationen liefern, genauso wie die klassische Perspektive für den Teil des Sichtfeldes, der in ihr fällt rahmen.)

Texturverlauf

Feine Details auf nahegelegenen Objekten können deutlich gesehen werden, wohingegen solche Details auf weit entfernten Objekten nicht sichtbar sind. Texturverläufe sind Körner eines Elements. Beispielsweise ist auf einer langen Schotterstraße der Schotter in Form, Größe und Farbe in der Nähe des Betrachters deutlich zu erkennen. In der Ferne ist die Textur der Straße nicht klar zu unterscheiden.

Beleuchtung und Beschattung

Die Art und Weise, wie Licht auf ein Objekt fällt und von seinen Oberflächen reflektiert wird, und die Schatten, die von Objekten geworfen werden, liefern dem Gehirn einen effektiven Hinweis, um die Form von Objekten und ihre Position im Raum zu bestimmen.

Unschärfe defokussieren

Selektive Bildunschärfe wird sehr häufig in der Fotografie und im Video verwendet, um den Eindruck von Tiefe zu erzeugen. Dies kann als monokularer Hinweis dienen, selbst wenn alle anderen Hinweise entfernt sind. Es kann zur Tiefenwahrnehmung in natürlichen Netzhautbildern beitragen, da die Schärfentiefe des menschlichen Auges begrenzt ist. Darüber hinaus gibt es mehrere Tiefenschätzungsalgorithmen, die auf Defokussierung und Unschärfe basieren. Es ist bekannt, dass einige springende Spinnen die Bilddefokussierung verwenden, um die Tiefe zu beurteilen.

Elevation

Wenn ein Objekt relativ zum Horizont sichtbar ist, neigen Menschen dazu, Objekte, die sich näher am Horizont befinden, als weiter von ihnen entfernt und Objekte, die weiter vom Horizont entfernt sind, als näher an ihnen wahrzunehmen. Wenn sich ein Objekt außerdem von einer Position nahe dem Horizont zu einer Position über oder unter dem Horizont bewegt, scheint es sich näher zum Betrachter zu bewegen.

Binokulare Hinweise

Binokulare Hinweise liefern Tiefeninformationen, wenn eine Szene mit beiden Augen betrachtet wird.

Stereopsis oder retinale (binokulare) Disparität oder binokulare Parallaxe

Tiere , deren Augen frontal platziert sind, können auch Informationen verwenden, die aus der unterschiedlichen Projektion von Objekten auf jede Netzhaut stammen , um die Tiefe zu beurteilen. Durch die Verwendung von zwei Bildern derselben Szene, die aus leicht unterschiedlichen Winkeln aufgenommen wurden, ist es möglich, die Entfernung zu einem Objekt mit einem hohen Maß an Genauigkeit zu triangulieren . Jedes Auge sieht einen etwas anderen Winkel eines Objekts, das vom linken und rechten Auge gesehen wird. Dies geschieht aufgrund der horizontalen Trennungsparallaxe der Augen. Wenn ein Objekt weit entfernt ist, ist die Ungleichheit dieses Bildes, das auf beide Netzhäute fällt, gering. Wenn das Objekt nah oder nahe ist, wird die Disparität groß sein. Es ist die Stereopsis, die Menschen glauben macht, dass sie beim Betrachten von Magic Eyes , Autostereogrammen , 3-D-Filmen und stereoskopischen Fotos Tiefe wahrnehmen .

Konvergenz

Dies ist ein binokularer okulomotorischer Hinweis für die Fern- und Tiefenwahrnehmung. Aufgrund der Stereopsis fokussieren die beiden Augäpfel auf dasselbe Objekt; dabei konvergieren sie. Durch die Konvergenz werden die äußeren Augenmuskeln gedehnt   die Rezeptoren dafür sind Muskelspindeln . Wie beim monokularen Akkommodationshinweis helfen auch kinästhetische Empfindungen dieser extraokularen Muskeln bei der Fern- und Tiefenwahrnehmung. Der Konvergenzwinkel ist kleiner, wenn das Auge weit entfernte Objekte fixiert. Die Konvergenz ist für Entfernungen von weniger als 10 Metern wirksam.

Schattenstereopsis

Antonio Medina Puerta demonstrierte, dass Netzhautbilder ohne Parallaxenunterschiede, aber mit unterschiedlichen Schatten stereoskopisch verschmolzen werden, wodurch der abgebildeten Szene eine Tiefenwahrnehmung verliehen wird. Er nannte das Phänomen Schattenstereopsis. Schatten sind daher ein wichtiger, stereoskopischer Hinweis für die Tiefenwahrnehmung.

Von diesen verschiedenen Hinweisen liefern nur Konvergenz, Akkommodation und vertraute Größe absolute Entfernungsinformationen. Alle anderen Hinweise sind relativ (wie in, sie können nur verwendet werden, um festzustellen, welche Objekte näher relativ zu anderen sind). Stereopsis ist lediglich relativ, da eine größere oder geringere Ungleichheit für nahe Objekte entweder bedeuten könnte, dass sich diese Objekte in der relativen Tiefe mehr oder weniger stark unterscheiden, oder dass das gesuchte Objekt näher oder weiter entfernt ist (je weiter eine Szene entfernt ist, desto kleiner ist die Netzhaut). Disparität, die denselben Tiefenunterschied anzeigt).

Evolutionstheorien

Das Gesetz von NewtonMüllerGudden

Isaac Newton schlug vor, dass der Sehnerv von Menschen und anderen Primaten auf seinem Weg vom Auge zum Gehirn eine spezifische Architektur hat. Fast die Hälfte der Fasern der menschlichen Netzhaut projizieren auf der gleichen Seite wie das Auge, aus dem sie stammen, zur Gehirnhälfte. Diese Architektur wird als Hemi-Decussation oder ipsilaterale (gleichseitige) visuelle Projektionen (IVP) bezeichnet. Bei den meisten anderen Tieren kreuzen diese Nervenfasern zur gegenüberliegenden Seite des Gehirns.

Bernhard von Gudden zeigte, dass die OC sowohl gekreuzte als auch ungekreuzte Netzhautfasern enthält, und Ramon y Cajal beobachtete, dass der Grad der Hemidussation zwischen den Arten unterschiedlich ist. Walls hat eine allgemein akzeptierte Vorstellung in das Newton-Müller-Gudden-Gesetz (NGM) formalisiert und gesagt: dass der Grad der optischen Faserdekussation im optischen Chiasma umgekehrt mit dem Grad der frontalen Ausrichtung der optischen Achsen der Augen zusammenhängt. Mit anderen Worten, dass die Anzahl der Fasern, die die Mittellinie nicht kreuzen, proportional zur Größe des binokularen Gesichtsfelds ist. Ein Problem des Newton-Müller-Gudden-Gesetzes ist jedoch die beträchtliche interspezifische Variation des IVP, die bei Nicht-Säugetierarten beobachtet wird. Diese Variation hängt nicht mit der Lebensweise, der taxonomischen Situation und der Überlappung von Gesichtsfeldern zusammen.

So war lange die allgemeine Hypothese, dass sich die Anordnung der Nervenfasern im Sehnervenkreuz bei Primaten und Menschen in erster Linie entwickelt hat, um eine genaue Tiefenwahrnehmung, Stereopsis, zu erzeugen, oder explizit, dass die Augen ein Objekt aus etwas unterschiedlichen Winkeln betrachten und dass dieser Unterschied in Der Winkel hilft dem Gehirn, die Entfernung einzuschätzen.

Die Auge-Vorderbein-EF-Hypothese

Die EF-Hypothese legt nahe, dass die Notwendigkeit einer genauen Auge-Hand-Steuerung der Schlüssel zur Entwicklung der Stereopsis war. Gemäß der EF-Hypothese ist die Stereopsis ein evolutionäres Nebenprodukt eines wichtigeren Prozesses: dass die Konstruktion des Sehnervenkreuzes und die Position der Augen (der Grad der seitlichen oder frontalen Ausrichtung) durch die Evolution geformt wird, um dem Tier zu helfen, die Gliedmaßen zu koordinieren ( Hände, Krallen, Flügel oder Flossen).

Die EF-Hypothese postuliert, dass es einen selektiven Wert hat, kurze Nervenbahnen zwischen Bereichen des Gehirns zu haben, die visuelle Informationen über die Hand erhalten, und den motorischen Kernen, die die Koordination der Hand steuern. Die Essenz der EF-Hypothese ist, dass die evolutionäre Transformation in OC die Länge und damit die Geschwindigkeit dieser Nervenbahnen beeinflusst. Den Primatentyp von OC zu haben bedeutet, dass Motoneuronen, die, sagen wir, die Bewegung der rechten Hand steuern/ausführen, Neuronen, die sensorische, z ) Gehirnhälfte. Für die linke Hand gilt das Umgekehrte, die Verarbeitung von visuellen, taktilen Informationen und motorischen Befehlen all das findet in der rechten Hemisphäre statt. Katzen und baumbewohnende (baumkletternde) Beuteltiere haben analoge Anordnungen (zwischen 30 und 45 % IVP und nach vorne gerichtete Augen). Das Ergebnis wird sein, dass die visuellen Informationen ihrer Vorderbeine die richtige (ausführende) Hemisphäre erreichen. Die Evolution hat zu kleinen und allmählichen Schwankungen der Richtung der Nervenbahnen im OC geführt. Diese Transformation kann in beide Richtungen gehen. Schlangen, Zyklostome und andere Tiere, denen Extremitäten fehlen, haben relativ viele IVP. Bemerkenswerterweise haben diese Tiere keine Gliedmaßen (Hände, Pfoten, Flossen oder Flügel), um sie zu lenken. Außerdem können sich linke und rechte Körperteile schlangenartiger Tiere nicht unabhängig voneinander bewegen. Wenn sich beispielsweise eine Schlange im Uhrzeigersinn windet, sieht ihr linkes Auge nur den linken Körperteil und in einer Position gegen den Uhrzeigersinn sieht dasselbe Auge nur den rechten Körperteil. Aus diesem Grund ist es für Schlangen zweckmäßig, etwas IVP im OC (nackt) zu haben. Cyclostom-Nachkommen (mit anderen Worten die meisten Wirbeltiere), die sich aufgrund der Evolution nicht mehr kräuseln und stattdessen Vorderbeine entwickeln, würden durch das Erreichen vollständig gekreuzter Bahnen begünstigt, solange die Vorderbeine hauptsächlich in lateraler Richtung besetzt sind. Reptilien wie Schlangen, die ihre Gliedmaßen verloren haben, würden in ihrer Evolution gewinnen, indem sie sich an eine Ansammlung ungekreuzter Fasern erinnern. Das scheint geschehen zu sein, was die EF-Hypothese weiter stützt.

Die Pfoten von Mäusen sind normalerweise nur in den seitlichen Gesichtsfeldern beschäftigt. Es stimmt also mit der EF-Hypothese überein, dass Mäuse lateral gelegene Augen und sehr wenige Kreuzungen im OC haben. Die Liste aus dem Tierreich, die die EF-Hypothese unterstützt, ist lang (BBE). Die EF-Hypothese gilt im Wesentlichen für alle Wirbeltiere, während das NGM-Gesetz und die Stereopsis-Hypothese weitgehend nur für Säugetiere gelten. Sogar einige Säugetiere weisen wichtige Ausnahmen auf, zB Delfine haben nur ungekreuzte Bahnen, obwohl sie Raubtiere sind.

Es wird allgemein angenommen, dass Raubtiere im Allgemeinen frontal platzierte Augen haben, da sie damit die Entfernung zur Beute einschätzen können, während gejagte Tiere Augen in seitlicher Position haben, da sie so den Feind rechtzeitig scannen und erkennen können. Viele Raubtiere können jedoch auch zur Beute werden, und einige Raubtiere, zum Beispiel das Krokodil, haben seitlich liegende Augen und überhaupt kein IVP. Diese OC-Architektur sorgt für kurze Nervenverbindungen und eine optimale Augenkontrolle des Vorderfußes des Krokodils.

Vögel haben meist seitlich liegende Augen, trotzdem schaffen sie es zB durch einen dichten Wald zu fliegen. Zusammenfassend weist die EF-Hypothese eine bedeutende Rolle der Stereopsis nicht zurück, schlägt jedoch vor, dass sich die hervorragende Tiefenwahrnehmung (Stereopsis) der Primaten entwickelt hat, um der Hand zu dienen; dass sich die besondere Architektur des visuellen Systems von Primaten weitgehend entwickelt hat, um schnelle Nervenbahnen zwischen Neuronen zu etablieren, die an der Handkoordination beteiligt sind, und der Hand dabei zu helfen, den richtigen Ast zu greifen

Den meisten Pflanzenfressern in der offenen Ebene , insbesondere Hufgrasfressern, fehlt das binokulare Sehen, da sie ihre Augen an den Seiten des Kopfes haben, was ihnen einen fast 360°-Panoramablick auf den Horizont ermöglicht was es ihnen ermöglicht, die Annäherung von Raubtieren aus fast jeder Richtung zu bemerken . Die meisten Raubtiere haben jedoch beide Augen, die nach vorne schauen, was eine binokulare Tiefenwahrnehmung ermöglicht und ihnen hilft, Entfernungen einzuschätzen, wenn sie sich auf ihre Beute stürzen oder herabstürzen. Tiere, die viel Zeit in Bäumen verbringen, nutzen das binokulare Sehen, um Entfernungen genau einzuschätzen, wenn sie sich schnell von Ast zu Ast bewegen.

Matt Cartmill, ein physischer Anthropologe und Anatom an der Boston University , hat diese Theorie kritisiert und andere baumbewohnende Arten zitiert, denen das binokulare Sehen fehlt, wie Eichhörnchen und bestimmte Vögel . Stattdessen schlägt er eine Visual Predation Hypothesis vor, die argumentiert, dass angestammte Primaten insektenfressende Raubtiere waren, die Koboldmakis ähneln und dem gleichen Selektionsdruck für das Frontalsehen ausgesetzt sind wie andere räuberische Arten. Er verwendet diese Hypothese auch, um die Spezialisierung der Primatenhände zu erklären, die seiner Meinung nach zum Greifen von Beute angepasst wurden, ähnlich wie Greifvögel ihre Krallen einsetzen .

In Kunst

Fotografien , die die Perspektive einfangen, sind zweidimensionale Bilder, die oft die Illusion von Tiefe veranschaulichen. Die Fotografie nutzt Größe, Umgebungskontext, Beleuchtung, strukturelle Farbverläufe und andere Effekte, um die Illusion von Tiefe einzufangen. Stereoskope und Viewmaster sowie 3D-Filme verwenden binokulares Sehen, indem sie den Betrachter zwingen, zwei Bilder zu sehen, die aus leicht unterschiedlichen Positionen (Blickpunkten) erstellt wurden. Charles Wheatstone war der erste, der die Tiefenwahrnehmung als Hinweis auf die binokulare Disparität diskutierte. Er erfand das Stereoskop, ein Instrument mit zwei Okularen, das zwei Fotografien des gleichen Ortes/der gleichen Szene zeigt, die aus relativ unterschiedlichen Winkeln aufgenommen wurden. Bei getrennter Betrachtung durch jedes Auge erzeugten die Bildpaare ein klares Gefühl von Tiefe. Im Gegensatz dazu hat ein Teleobjektiv, das beispielsweise bei Sportübertragungen im Fernsehen verwendet wird, um Mitglieder eines Stadionpublikums im Visier zu haben, den gegenteiligen Effekt. Der Betrachter sieht die Größe und Details der Szene so, als wäre sie zum Greifen nah, aber die Kameraperspektive wird immer noch von ihrer tatsächlichen Position in hundert Metern Entfernung abgeleitet, sodass Gesichter und Objekte im Hintergrund ungefähr so groß erscheinen wie die im Vordergrund .

Ausgebildete Künstler kennen die verschiedenen Methoden zur Angabe räumlicher Tiefe (Farbschattierung, Fernnebel , Perspektive und relative Größe) genau und nutzen sie, um ihre Werke "echt" erscheinen zu lassen. Der Betrachter hat das Gefühl, es wäre möglich, hineinzugreifen und die Nase eines Rembrandt - Porträts oder einen Apfel in einem Cézanne -Stilleben zu greifen oder in eine Landschaft zu treten und zwischen ihren Bäumen und Felsen herumzulaufen.

Der Kubismus basierte auf der Idee, mehrere Blickwinkel in ein gemaltes Bild einzubeziehen, als ob er die visuelle Erfahrung simulieren wollte, physisch in der Gegenwart des Motivs zu sein und es aus verschiedenen Blickwinkeln zu sehen. Die radikalen Experimente von Georges Braque , Pablo Picasso , Nu à la cheminée von Jean Metzinger , La Femme aux Phlox von Albert Gleizes oder die Ansichten des Eiffelturms von Robert Delaunay verwenden die explosive Kantigkeit des Kubismus, um die traditionelle Illusion zu übertreiben des dreidimensionalen Raums. Die subtile Verwendung mehrerer Blickwinkel findet sich im bahnbrechenden Spätwerk von Cézanne, das die ersten tatsächlichen Kubisten sowohl vorwegnahm als auch inspirierte. Cézannes Landschaften und Stillleben suggerieren eindrücklich die hochentwickelte Tiefenwahrnehmung des Künstlers. Gleichzeitig hatte Cézanne wie die anderen Post-Impressionisten von der japanischen Kunst gelernt , wie wichtig es ist, das flache (zweidimensionale) Rechteck des Bildes selbst zu respektieren; Hokusai und Hiroshige ignorierten oder kehrten die lineare Perspektive sogar um und erinnern den Betrachter dadurch daran, dass ein Bild nur "wahr" sein kann, wenn es die Wahrheit seiner eigenen flachen Oberfläche anerkennt. Im Gegensatz dazu widmete sich die europäische "akademische" Malerei einer Art großen Lüge , dass die Oberfläche der Leinwand nur ein verzaubertes Tor zu einer "realen" Szene ist, die sich dahinter entfaltet, und dass die Hauptaufgabe des Künstlers darin besteht, den Betrachter von jeglicher Ernüchterung abzulenken Bewusstsein für die Präsenz der bemalten Leinwand. Der Kubismus , und in der Tat der größte Teil der modernen Kunst , ist ein Versuch, das Paradox der Andeutung räumlicher Tiefe auf einer flachen Oberfläche zu konfrontieren, wenn nicht aufzulösen, und diesen inhärenten Widerspruch durch innovative Sehweisen sowie neue Methoden des Zeichnens und Malens zu erforschen.

In Robotik und Computer Vision

In der Robotik und Computer Vision wird die Tiefenwahrnehmung oft mit Sensoren wie RGBD-Kameras erreicht .

Siehe auch

Verweise

Anmerkungen

  1. ^ Der Begriff Parallaxensehen wird oft als Synonym für binokulares Sehen verwendet und sollte nicht mit Bewegungsparallaxe verwechselt werden. Ersteres ermöglicht eine viel genauere Tiefenmessung als letzteres.

Literaturverzeichnis

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