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Farbe

Farbe. Referentin: Lisa Kühl Seminar: Visuelle Wahrnehmung Kurs A Dozent: Dr. Alexander Schütz Datum: 08. Juni 2009. Gliederung. Einleitung Funktionen von Farbe Was ist Farbe? Phänomene der Farbwahrnehmung Farbantagonismus Farbkonstanz Farbsimultankontrast Die Zapfentypen

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Presentation Transcript

  1. Farbe Referentin: Lisa Kühl Seminar: Visuelle Wahrnehmung Kurs A Dozent: Dr. Alexander Schütz Datum: 08. Juni 2009

  2. Gliederung • Einleitung • Funktionen von Farbe • Was ist Farbe? • Phänomene der Farbwahrnehmung • Farbantagonismus • Farbkonstanz • Farbsimultankontrast • Die Zapfentypen • Verarbeitung auf der Retina und im Corpus geniculatum laterale • Farbverarbeitung im Cortex • Konzentrische doppelte Gegenfarbenzellen • Verarbeitung im Areal V 4 • Farbblindheit Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  3. Wozu die Farbe? Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  4. Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  5. Wozu die Farbe? Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  6. Ishihara-Tafel Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  7. 1.1 Funktion von Farbe • Verstärkung von Kontrasten • Erkennen von Objekten und Mustern, die ohne Farbinformationen nicht sichtbar wären Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  8. 1.2 Was ist Farbe? • Farbe ist eine Objekteigenschaft • Objektfarbe = Wellenlängenzusammensetzung des vom Objekt reflektierten Lichts + Wellenlängenzusammensetzung der Umgebungsbeleuchtung Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  9. Spektrum des sichtbaren Lichts Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  10. 2. Phänomene der Farbwahrnehmung Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  11. 2.1 Der Farbantagonismus • Bezieht sich darauf, dass bestimmte Farben nie in Kombination gesehen werden können • Grund: gehen sie von benachbarten Punkten im Raum aus heben sie sich gegenseitig auf Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  12. Gegenfarbentheorie nach E. Hering • Gibt 6 primäre Farbqualitäten, die in drei wechselseitigen antagonistischen Paaren verarbeitet werden Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  13. 2.2 Die Farbkonstanz • trotz enormer Schwankungen in der Spektralverteilung der Umgebungsbeleuchtung bleibt die Farbe eines Objekts relativ konstant • Schwankungen der Umgebungsbeleuchtung werden durch Farbwahrnehmung kompensiert Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  14. 2.3 Der Farbsimultankontrast • Tritt auf, wenn Gegenfarben von räumlichen benachbarten Stellen ausgehen Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  15. Gegenfarben verstärken sich, wenn sie von unterschiedlichen, aber benachbarten Punkten im Raum ausgehen (z.B. wie bei Objekt und Hintergrund) Graues Objekt auf einem gelben Hintergrund erscheint, als habe es einen violetten Farbstich; auf einem violetten Hintergrund weist das gleiche grau einen gelben Stich auf Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  16. 3. Die zapfentypen Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  17. Trichromazität • Jede Farbe des sichtbaren Spektrums kann mittels einer Kombination der drei Primärfarben (Rot, Blau, Grün) dargestellt werden  mittels von drei Photorezeptoren diese besitzen jeweils einen anderen Sehfarbstoff (Zapfenpigmente) Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  18. Die Zapfenpigmente • Bestehen aus:Opsin 11 cis – Retinal • Jedes der Farbpigmente bevorzugt ein bestimmtes Absorptionsspektrum der Lichtwellenlänge Kurz  Blau  B-Pigment Mittel  Grün  G-Pigment Lang  Rot  R-Pigment Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  19. Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  20. Die Farbinformation im visuellen System entsteht durch den Vergleich der Rezeptorantworten der drei Zapfentypen • Zur Unterscheidung von Farbe bedarf es mindestens zweier Typen von Photorezeptoren mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  21. Warum ist das Farbsystem nicht zur Unterscheidung feiner Details geeignet? • Das Farbsystem versagt, wenn verschiedene Oberflächenfarben eines Objekts so dicht nebeneinander liegen, dass es zur Erregung benachbarter Zapfen durch Licht unterschiedlich farbiger Objektteile kommt • Das Sehen auf der Fovea centralis ist nur dichromal, da die für kurze Wellenlängen empfindlichen B-Zapfen nicht vorhanden sind Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  22. 4. Verarbeitung Auf der Retina und Im Corpus geniculatum laterale Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  23. Frühe Stufe der Verarbeitung von Farb- und Helligkeitsinformationen erfolgt in getrennten Bahnen • Über konzentrische Breitbandzellen • Und Gegenfarbenzellen Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  24. Konzentrische Gegenfarbenzellen Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  25. Eingangssignale antagonistisch verarbeitet • Zentrum-Umwelt Organisation • Starke Reaktion auf großflächige, monochromatische Beleuchtung mit entsprechender Wellenlänge • Keine Eingangssignale der B-Zapfen Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  26. Coexistente einfache Gegenfarbenzellen • Rezeptive Felder der Zellen haben keine getrennten Bereiche für Erregung und Hemmung • Eingangssignale der B-Zapfen stehen den kombinierten Eingangssignalen von R- und G-Zapfen im gesamten rezeptiven Feld gegenüber Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  27. Ganglienzellen der einfachen Gegenfarbenzellen enden im der parvozellulären Schicht des CGl, • Ganglienzellen der Breitbandzellen enden in der parvo- und magnozellulären Schicht des CGl • Parvozelluläre Schicht des CGl ist die Schaltstation für alle in den Cortex gelangenden Farbinformationen • Die magnozelluläre Schicht ist nur für das achromatische Sehen zuständig Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  28. 5. Farbverarbeitung im Cortex Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  29. 5.1 Doppelte Gegenfarbenzellen • in V1 Zusammenlaufen der Signale aus CGl auf konzentrisch doppelten Gegenfarbenzellen • Insgesamt gibt es 4 Klassen von doppelten Gegenfarbenzellen Reagieren jeweils auf alle Kontraste, aber für spezielle am Ausgeprägtesten Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  30. Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  31. konzentrisch doppelten Gegenfarbenzellen • Rezeptive Felder besitzen eine antagonistische Zentrum-Umwelt Organisation • Eingangssignale der Zapfentypen im rezeptiven Feld werden nicht getrennt, sondern gemischt verarbeitet • Starke Reaktion auf Lichtpunkte mit bestimmter Farbe oder Ring mit entgegengesetzter Farbe im Umfeld • Kaum Reaktion auf weißes Licht Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  32. Mittels doppelter Gegenfarbenzellen mit antagonistischer Verarbeitung können • Farbantagonismus • und Farbsimultankontrast erklärt werden  Die Farbkonstanz hängt mit dem Areal V4zusammen Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  33. 5.2 Verarbeitung im Areal V4 • Neurales Substrat für Farbkonstanz wurde von Semir Zeki in V4 entdeckt • In V4 Neurone, deren Antwortverhalten von der wahrgenommen Farbe und NICHT der Wellenlänge des Lichts abhängig ist Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  34. Jede Zelle reagiert auf bestimmte Farbe am stärksten  Veränderte Wellenlängenzusammensetzungen ändern die Frequenz der AP einzelner Zellen kaum • Wie Zellen in V4 Informationen über Farbe von Objekten aus den Wellenlängeninformationen von V1 und V2 extrahieren ist bisher noch unbekannt • Mögliches Erklärungsmodell: Retinexmethode vonE.Land Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  35. 6. Farbblindheit Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  36. Entstehung durch: • Kortikale Läsionen (z.B. der Fall des blinden Malers) • Krankheiten der Retina • Genetische Defekte (z.B. Rot-/Grünblindheit) • Rotblindheit ca. 1 % der Männer • Grünblindheit ca. 2 % der Männer Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  37. Rot-/Grünblindheit entsteht durch Defekt der roten und grünen Zapfen bei der Genrekombination Rekombinations-muster Fehlsichtigkeit Normales Farbsehen Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  38. Diskussion • Welche Funktionen hat die Farbwahrnehmung noch? • Psychologisch • Evolutiv • … Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  39. Klausurfragen • Beschreiben Sie die Farbkonstanz, den Farbsimultankontrast und den Farbantagonismus. Wodurch lassen sich diese Phänomene erklären? • Farbantagonismus(durch Gegenfarbentheorie bzw. doppelte Gegenfarbenzellen) • Farbsimultankontrast (durch doppelte Gegenfarbenzellen) • Farbkonstanz (erklärbar durch Verarbeitung in V4) Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  40. Welche Arten von Gegenfarbenzellen gibt es? Welche Eigenschaften besitzen sie? Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  41. Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  42. 8. Quellen • Kandel, E.R., Schwarz, J.R., & Jessell, T.M. (1995). Farbe. In Kandel, E.R., Schwarz, J.R., & Jessell, T.M., Eds., Neurowissenschaften, Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

  43. Bilder • http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.kerkis-farbkleckse.de/images/kunde/DesignNeu/Farbkleckse.gif&imgrefurl=http://www.kerkis-farbkleckse.de/thema/-poetisch-....3/&usg=___Uv8pO3a4m8Or8qBnzlO6I9Yd-g=&h=389&w=416&sz=27&hl=de&start=129&tbnid=F3-vsNlajhrujM:&tbnh=117&tbnw=125&prev=/images%3Fq%3Dfarbklecks%26gbv%3D2%26ndsp%3D18%26hl%3Dde%26rls%3Dorg.mozilla:de:official%26sa%3DN%26start%3D126; 29.05.09, 14.44 • http://www.fuehl-dich-wohl.at/images/farben.jpg ; 29.05.09, 14.46 • http://www.it.fht-esslingen.de/~asbeck/gdial/farbe/img/ishahara3.jpg; 29.05.09,15.16 • http://www.edthofer.ch/Bilder/tomate.jpg; 03.06.2009, 18.38 Seminar Visuelle Wahrnehmung Kurs A

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