percezione sensazione

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Sensazione e Percezione Eleonora Bilotta

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Page 1: Percezione sensazione

Sensazione e Percezione

Eleonora Bilotta

Page 2: Percezione sensazione

Sommario

In questa lezione si affronteranno i seguenti argomenti:

I processi sensoriali

Introduzione alla psicofisica

Il riconoscimento degli oggetti

Le leggi dell’organizzazione percettiva

Page 3: Percezione sensazione

La sensazione

La funzione degli organi di senso è registrare i cambiamenti che avvengono nell’ambiente e trasmetterli al cervello.

Per esempio il sistema visivo è sensibile alla luce riflessa da un oggetto (energia elettromagnetica) e, quindi i diversi sistemi sensoriali devono tradurre in impulsi nervosi.

Page 4: Percezione sensazione

La trasduzione sensoriale

Ogni senso comporta la trasduzione, o modificazione di stato, di un tipo di energia presente nel mondo esterno (onde luminose o sonore, ad esempio) in segnali neuronali, un altro tipo di energia.

Page 5: Percezione sensazione

Accessory structure modifies energy

Receptor transduces energy into a neural response

Sensory nervetransfers thecoded activityto the centralnervous system

Thalamusprocesses andrelays theneural response

Cerebral cortex receives input and produces the sensation and perception

1. 2.

3.

4.

5.

Energy contains informationabout the world

Page 6: Percezione sensazione

Il processo di trasduzione

I sensi non devono rispondere solo alla stimolazione di una particolare forma di energia, ma devono anche rispondere in modo differenziato alle variazioni di tale energia.

Ogni forma di energia può variare secondo due dimensioni: quantitativa e qualitativa.

Per tutti i sensi il processo di trasduzione avviene in modo tale che l’informazione relativa alla quantità e alla qualità dell’energia si conserva nel pattern dei potenziali d’azione inviati al cervello (codificazione).

Page 7: Percezione sensazione

La relazione psicofisica

Essa rappresenta la relazione tra lo stimolo fisico esterno che questo provoca.

Lo studio delle relazioni che si instaurano fra l'intensità dell'energia che colpisce gli organi di senso e l'intensità dell'esperienza sensoriale del percipiente, cioè "il rapporto fra il mondo degli stimoli fisici e quello delle esperienze psicologiche da essi prodotte" (Fechner, 1801-1887).

Page 8: Percezione sensazione

Limiti degli organi di senso

Nella fase di registrazione i nostri organi di senso vincolati da alcuni limiti.

Il primo è legato al fatto che ogni sistema è sensibile solo ad un particolare tipo di energia.

Ciò comporta che molti altri stimoli sono presente nell’ambiente ma noi non possiamo avvertirli, perché il nostro sistema sensoriale non è capace di rilevarli.

Page 9: Percezione sensazione

Le soglie

Un altro limite è l’intensità dello stimolo. Questo vuol dire che qualsiasi stimolo fisico

deve raggiungere un livello minimo per suscitare una sensazione.

Questo livello, chiamato soglia assoluta, segna il confine fra gli stimoli che vengono recepiti dall’organismo (stimoli sovraliminari) e gli stimoli che, pur essendo presenti, non sono avvertiti dall’organismo (stimoli infraliminari).

Page 10: Percezione sensazione

La soglia assoluta

Page 11: Percezione sensazione

La soglia differenziale

La soglia differenziale è la minima differenza tra due stimoli che possa essere colta.

La differenza minima di intensità che due stimoli devono avere per essere avvertita nel 50% dei casi.

Page 12: Percezione sensazione

Misurazione della soglia differenziale Come per la soglia assoluta ma presentando

ogni volta due stimoli: Stimolo standard – costante. Stimolo di confronto – variabile.

La risposta consiste nel segnalare quando si “sente” la differenza.

La soglia differenziale si ha quando il soggetto capta la differenza nel 50% dei casi.

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Legge di Weber e di Fechner

La differenza appena percepibile è una costante, che ha un valore specifico per ogni modalità sensoriale (Costante di Weber), e che misura l'intensità di uno stimolo dicendoci di quanto esso deve variare per essere percepito come diverso da un altro.

Ad esempio per la pesantezza è 0.02. Se il peso iniziale è gr.40 la differenza appena

percepibile sarà di 0.02X40, cioè 0.8 gr., se il peso iniziale è gr.400, la differenza appena percepibile sarà di 0.02X400, cioè 8gr.

Page 14: Percezione sensazione

Legge di Weber e di Fechner

Fechner scoprì che tra l'intensità dello stimolo e quella della sensazione vi è una relazione per cui dall'una si può ricavare l'altra.

“Perché l'intensità di una sensazione cresca in progressione aritmetica, lo stimolo deve accrescersi in progressione geometrica” (Fechner, 1801-1887).

Relazione espressa dalla formula: S = k logI (S= sensazione; k costante specifica per modalità

sensoriale; log, logaritmo; I intensità dello stimolo).

Page 15: Percezione sensazione

Legge di Weber e di Fechner

Page 16: Percezione sensazione

Introduzione alla percezione

Gli organi di senso rappresentano la base biologica della percezione.

Nell’uomo concludono la loro maturazione entro i primi 4-5 mesi di vita.

Le informazioni registrate dagli organi di senso, specie-specifiche, vengono integrate attraverso il processo percettivo, che a sua volta funziona in modo pre-programmato in base alle sue caratteristiche biologiche.

Page 17: Percezione sensazione

Problema

Quale fiducia dare agli organi di senso e alla percezione, che si fonda sui dati da essi rilevati?

Sappiamo che i dati sensoriali non sono sempre veridici, ci sono infedeltà percettive, distorsioni, mancate corrispondenze.

Questa constatazione può condurre ad una svalutazione dell'attività percettiva a causa di una falsa impostazione del problema: ritenere cioè che lo scopo della percezione sia la registrazione accurata di ciò che è presente nel mondo.

Page 18: Percezione sensazione

Risoluzione del problema

Il problema si risolve a favore della fiducia nella percezione (specie-specifica) se la si considera come un complesso meccanismo, preposto alla raccolta ed elaborazione, in tempi molto brevi, di una grande quantità di informazioni utili e/o necessarie al sistema cognitivo e a quello motorio per raggiungere i loro obiettivi, prima di tutto quello della sopravvivenza.

Page 19: Percezione sensazione

La percezione

La percezione visiva ha come oggetto di studio l'esperienza percettiva, ovvero ciò che noi vediamo, così come lo vediamo.

Ciò che noi vediamo, così come lo vediamo, può essere chiamato fenomeno.

Detto altrimenti, la percezione visiva studia l'organizzazione dello spazio percettivo, data una certa configurazione di stimoli limitata nel tempo e nello spazio.

Page 20: Percezione sensazione

Realismo ingenuo e percezione

Realismo ingenuo: la percezione è una fotocopia della realtà: quello che percepiamo nel mondo fisico (percetto) corrisponde alla realtà percepita (fenomenico).

NON E’ PROPRIO COSI’ Si può verificare il fenomeno dell’assenza dell’oggetto fenomenico:

quello che esiste nel mondo fisico non compare a livello percettivo (figure mascherate o nascoste: mimetismo)

Si può verificare il fenomeno dell’assenza dell’oggetto fisico: quello che percepiamo sul piano fenomenico non esiste sul piano fisico (figure anomale).

Si può verificare una discrepanza fra oggetto fisico e fenomenico (illusioni ottiche).

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Elaborazione dell’informazione che si conclude con la percezione Input Ambientale (Stimolo Distale)

Registro Sensoriale (Stimolo Prossimale, Organi

di Senso)

Selezione Tramite Attenzione Selettiva dell’input Interessante

Percezione-Riconoscimento

Page 22: Percezione sensazione

La catena psicofisica

Perché abbia luogo una percezione si devono dare 3 condizioni: un pezzo di mondo che emetta e/o rifletta qualche

tipo di energia (stimolo distale). un tipo di energia (fisica, chimica, meccanica ecc.)

che sia in grado di modificare gli organi sensoriali (questa stimolazione che ricevono gli organi di senso viene detta stimolo prossimale).

un sistema di elaborazione che sia in grado di decodificare e interpretare le modificazioni che l'energia ha prodotto negli organi di senso (dà luogo al percetto).

Page 23: Percezione sensazione

La catena psicofisica

1

2, 3

4

56

7

1 - La luce che viene riflessa dall’oggetto arriva all’occhio dell’osservatore,2 - forma un’immagine sulla retina3 - e genera impulsi elettrici nei recettori;4 - gli impulsi nervosi viaggiano attraverso le fibre nervose,5 - raggiungono il cervello6 - dove vengono “elaborati”7 - e il percettore vede l’oggetto

Page 24: Percezione sensazione

Catena psicofisica: l’esempio della vista Trasmissione neurale: vie tra la

retina e il cervello.

L’informazione visiva si dirige verso la corteccia visiva (lobo occipitale).

Incrocio nel chiasma ottico: la metà destra del campo visivo si proietta sulla metà sinistra di ogni retina.

Occhi frontali, con buona visione stereoscopica (profondità).

Page 25: Percezione sensazione

Le aree della corteccia occipitale

Page 26: Percezione sensazione

Esperimento

Coprite l’occhio sinistro e, tenendo il foglio alla distanza di 30 cm circa dagli occhi, fissate la croce e contemporaneamente avvicinate lentamente il foglio al viso finché l’immagine del punto scomparirà. Ripetete la prova con l’occhio destro coperto: fissando il punto nero scomparirà la croce.

Page 27: Percezione sensazione

Esperimento

 In questo caso la “x” viene sostituita dalla barra nera.

Page 28: Percezione sensazione

Elaborazione bottom-up e top-down La prima prospettiva ipotizza una modalità di

elaborazione guidata dai dati sensoriali, ossia dalle singole parti dello stimolo.

La seconda ipotizza che la percezione sia guidata dalla conoscenza o guidata dai concetti cioè basata sulle rappresentazioni contenute in memoria. Es.: possiamo riconosciamo un’automobile a partire

dalla proprietà fisiche oppure partendo dal concetto di automobile.

Page 29: Percezione sensazione

Elaborazione bottom-up e top-down

Il problema “top-down o bottom-up o entrambi” nasce quando si desidera assegnare una struttura a dei dati secondo qualche principio top-down: si usano i principi per predire i dettagli dei dati (struttura

degli oggetti per predire le disparità retiniche) bottom-up: si usano i dati per predire le strutture a livello più alto

(disparità retiniche per struttura oggetti) Differenti modalità di predizione: qual è la migliore?

le sole considerazioni computazionali non permettono di decidere quale modalità adotta un sistema cognitivo

necessità di prove empiriche bottom-up: il sistema funziona senza conoscenze di alto livello top-down: il sistema funziona quando i dati sono degradati

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La teoria della percezione di Gibson Rifiuto della teoria cognitivista dell’elaborazione

delle informazioni: le informazioni sono già presenti nella stimolazione e possono essere colte direttamente.

Teoria della percezione diretta. Sensi = sistemi percettivi diretti con la funzione di

cogliere le invarianti strutturali disponibili nell’ambiente.

Ad esempio, l’informazione raccolta dall’occhio è quella necessaria per la percezione visiva.

Page 31: Percezione sensazione

La teoria della percezione di Gibson “Ask not what is inside the observers head, but what the

observers head is inside of.” È impossibile studiare processi percettivi e cognitivi

indipendentemente dal contesto e dal tipo di implementazione.

Nesso organismo-ambiente (= ciò che circonda l’organismo). Ambiente non corrispondente all’ambiente fisico.

Nell’ambiente c’è: un mezzo (atmosfera) che ci permette di spostarci e di percepire

le sostanze, delle sostanze (rocce, suolo, minerali, piante, animali, ecc.), delle superfici che riflettono la luce, hanno una forma, una

tessitura, variano.

Page 32: Percezione sensazione

La teoria della percezione di Gibson Quando ci muoviamo in un ambiente statico, la

luce entra nell’occhio in movimento dell’osservatore, subendo modificazioni continue e sistematiche: il flusso ottico.

Da assetto ottico, statico -> a flusso ottico, dinamico.

Nel mutamento aspetti che restano invarianti: es. rigidità degli oggetti.

Il movimento è essenziale per la visione. Il movimento dell’osservatore nel flusso produce trasformazioni nel flusso ottico.

Page 33: Percezione sensazione

La teoria della percezione di Gibson: le affordances Per Gibson, le informazioni hanno senso

per l’organismo che le coglie direttamente dalla stimolazione in quanto affordances presentate dall’ambiente in relazione al valore evolutivo che hanno per l’organismo.

Page 34: Percezione sensazione

La teoria della percezione di Gibson: le affordances L’ambiente si offre al soggetto. Es. mela. Le affordances riguardano SIAla percezione che l’azione. Le affordances sono SIA soggettive che oggettive Le affordances riguardano SIA l’ambiente che gli individui.

Page 35: Percezione sensazione

La teoria della percezione di Gibson: le affordances Le affordances sono variabili. Variabilità e soggettività della affordances sono

rapportate alle dimensioni degli individui. Artefatti: abbiamo modificato l’ambiente per modificare

quello che ci offre.

Page 36: Percezione sensazione

La posizione di Neisser

L’individuo possiede degli schemi cognitivi che lo orientano e lo guidano nella esplorazione percettiva (e selezione) degli stimoli, attraverso un meccanismo di assimilazione.

Nel caso in cui gli elementi ambientali siano incongruenti (o nuovi e sconosciuti) rispetto agli schemi posseduti dal soggetto, gli schemi stessi verranno modificati (accomodati) in funzione dei feedback ambientali.

Page 37: Percezione sensazione

Ciclo percezione-azione di Neisser

Page 38: Percezione sensazione

La teoria di Marr

Marr (1982): "Vision is a process that produces from images of the external world a description that is useful to the viewer".

Elementari: distribuzione nello spazio dell’intensità della luce che colpisce la retina.

Strutturali: legate alle relazioni tra le parti consentono di riconoscere lo stimolo.

Anche se variazioni delle proiezioni retiniche, ricostruiamo la stessa struttura dell’oggetto.

Page 39: Percezione sensazione

La teoria di Marr

Marr(1982) propone 4 livelli di rappresentazione: Immagine Sketch primario Sketch a 2 ½D Sketch a 3D

Ogni forma di rappresentazione ha un insieme di primitivi-

Page 40: Percezione sensazione

La teoria di Marr

Immagine – rappresenta l’intensità della luce

Abbozzo (sketch) Primario. Rappresenta i cambiamenti di intensità. Primitivi: linee, contorni, angoli.

Abbozzo a 2D Rappresenta le superfici visibili.½. Primitivi: superfici con diverso orientamento.

Page 41: Percezione sensazione

La teoria di Marr

Modello a 3D rappresenta la struttura 3D – Primitivi: cilindri con orientamento –

Risolve il problema della visione di livello alto: riconoscimento degli oggetti.

Costanza dell’oggetto: non cambia con il punto di vista.

Implica un quadro di riferimento basato sull’oggetto

Page 42: Percezione sensazione

Riconoscere gli oggetti

Partiamo dalla seguente domanda: come facciamo a riconoscere una lettera o una parola nonostante le diverse forme nelle può essere scritta?

Riconoscere una configurazione visiva significa fare un confronto tra gli stimoli in arrivo e le informazioni presenti in memoria.

Page 43: Percezione sensazione

Comparazione tra sagome

Questa teoria parte dal presupposto che nella nostra memoria sarebbe archiviato un numero enorme di sagome, ossia tutte quelle forme di oggetti che possiamo riconoscere. Oggetto = comparazione tra le sagome presenti in

memoria e quelle presenti nell’ambiente. Il risultato di questo processo è il

riconoscimento dell’oggetto.

Page 44: Percezione sensazione

Comparazione tra sagome

Mentre nella realtà esistono strumenti in grado di utilizzare questi sistemi di confronto (es. codici a barre). Ogni oggetto è caratterizzato da un particolare codice.

La nostra memoria non può contenere un archivio con un enorme numero di configurazioni tali da permetterne il riconoscimento.

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Teoria dei prototipi

Questa teoria prevede che il confronto avvenga tra lo stimolo esterno ed un prototipo interno che contiene le proprietà più frequenti e più tipiche di un certo insieme di oggetti.

Un prototipo non ha le proprietà di una sagoma, ma è una rappresentazione astratta della configurazione.

In sostanza non deve essere identico ma occorre solo che condivida alcune delle proprietà della configurazione.

Page 46: Percezione sensazione

Teoria dei prototipi

Questo significa che saremo in grado di conoscere il nostro amico anche se ha la barba più lunga.

Oltretutto noi siamo in grado di formarci dei nuovi prototipi di oggetti pur non avendoli mai visti prima, integrando le caratteristiche di una determinata configurazione.

Il problema è che questa teoria non spiega come si formano nella nostra memoria i prototipi e le modalità secondo le quali sono archiviati.

Page 47: Percezione sensazione

Teoria delle caratteristiche

Secondo questa teoria il confronto avverrebbe tra alcune caratteristiche delle stimolo esterno e le proprietà archiviate in memoria.

Il riconoscimento avverrebbe per stadi successivi, ossia: Rilevata così come appare sulla retina. La configurazione sarebbe sezionata

analizzandone le proprietà che la costituiscono. L’assemblaggio delle proprietà dello stadio

precedente darebbe vita al riconoscimento cognitivo.

Page 48: Percezione sensazione

Teoria delle caratteristiche

Gli stimoli visivi sono riconosciuti comparando le proprietà che contengono con le caratteristiche presenti in memoria.

Siamo in grado di riconoscere gli stimoli che contengono il maggior numero di caratteristiche contenute anche in memoria.

Rispetto alle altre teoria questa è supportata da evidenze empiriche.

Page 49: Percezione sensazione

Il completamento amodale

La percezione costruisce la realtà di cui abbiamo esperienza. Nella figura la parte nascosta della striscia nera è presente nella nostra coscienza anche se non è fisicamente visibile.

Page 50: Percezione sensazione

L’articolazione figura-sfondo (Rubin, 1915)

È la prima segmentazione del flusso delle stimolazioni: non c’è figura senza

sfondo e viceversa. Nella figura a lato riusciamo

a riconoscere uno sfondo come figura all’interno della configurazione in cui la figura ha una sua forma mentre lo sfondo ne è privo?

Sagome incluseArea minoreAssi cartesiani

Page 51: Percezione sensazione

L’articolazione figura-sfondo

Nella comune osservazione visiva, gli spazi vuoti tra gli oggetti non vengono notati.

Noi vediamo gli oggetti come entità dotate di forma, mentre gli spazi intermedi ne sono privi, salvo quando esercitiamo un certo sforzo e riusciamo a vedere i vuoti come figure.

Page 52: Percezione sensazione

L’articolazione figura-sfondo

L’area minore è percepita come figura

Diventa figura la regione con gli assi orientati secondo le direzioni principali dello spazio percettivo, verticale e orizzontale

Page 53: Percezione sensazione

L’articolazione figura-sfondo

La regione inclusa-circoscritta è percepita come figura

Diventa figura la regione convessa (favorisce l’emergere della figura), rispetto a quella concava (tende a provocare la percezione di sfondo)

Page 54: Percezione sensazione

Esempio di loghi che usano l’organizzazione figura-sfondo

Page 55: Percezione sensazione

Dalla figura-sfondo alle figure reversibili Non sempre, la relazione figura-sfondo risulta

completamente determinata dalle caratteristiche dello stimolo visivo.

Quando gli indizi presenti nella scena sono scarsi oppure ambigui, incontriamo delle difficoltà nel decidere a quale forma attribuire il significato di figura e a quale il significato di sfondo.

Questo fenomeno è detto figura reversibile, vale a dire figure nelle quali si ha una inversione tra la figura e lo sfondo.

Page 56: Percezione sensazione

Figure reversibili o instabili

Quando nessuna di queste condizioni privilegia una parte del campo visivo rispetto alle altre, si ha una situazione di instabilità e una continua reversibilità del rapporto figura/sfondo.

Page 57: Percezione sensazione

Figure bistabili

Nel caso delle figure bistabili assume rilevanza anche l’impostazione soggettiva dell’osservatore, che determina la segregazione figura/sfondo sulla base di uno spostamento dell’attenzione (Kanizsa, 1975).

Page 58: Percezione sensazione

La Psicologia della Gestalt: i principi dell’organizzazione percettiva

L’informazione che noi percepiamo sta in questa organizzazione.

Di fatto, Gestalt in tedesco significa “insieme organizzato”, “configurazione armonica” e secondo i fautori di questo approccio, la vera unità fondamentale per lo studio della percezione sta nella Gestalt dello stimolo sensoriale, non nei singoli elementi che lo compongono.

Page 59: Percezione sensazione

La Psicologia della Gestalt: i principi dell’organizzazione percettiva Questo processo di organizzazione intrinseca è

regolato da alcuni fattori o leggi gestaltiche. Grazie a questi fattori le parti di un campo percettivo

vengono a costituire delle totalità coerenti e strutturate (Gestalten) come figure sullo sfondo, come oggetti dotati di proprie caratteristiche (colore, movimento, ecc.).

In questa prospettiva la percezione costituisce un processo primario che conduce alla segmentazione del campo fenomenico in unità distinte con le loro proprietà e relazioni immediate ed evidenti (Kanizsa, 1980).

Page 60: Percezione sensazione

La Psicologia della Gestalt: i principi dell’organizzazione percettiva

Nella teoria formulata dalla Gestalt il sistema nervoso è predisposto a rispondere ai pattern degli stimoli sensoriali con meccanismi innati, che agiscono in base ad alcune regole fondamentali, definite principi dell’organizzazione percettiva: (Koffka, 1935; Wertheimer, 1923): Vicinanza, somiglianza, chiusura, continuità,

movimento comune, simmetria, esperienza passata.

Page 61: Percezione sensazione

Vicinanza

Tendiamo a vedere gli elementi di uno stimolo visivo tra loro vicini come parti dello stesso oggetto, e quelli distanti come parti di oggetti differenti.

Questo ci permette di separare un vasto insieme di elementi in un insieme meno numeroso di oggetti.

Page 62: Percezione sensazione

Somiglianza

Tendiamo a vedere gli elementi di uno stimolo fisicamente simili come parti dello stesso oggetto, e gli elementi diversi come parte di oggetti differenti.

Siamo in grado di distinguere tra due oggetti diversi in base alle differenze visive.

Page 63: Percezione sensazione

Somiglianza dovute al colore

La similarità del colore fa sì che una serie di punti neri e grigi venga percepita come una serie di quadrati neri che si alternano a quadrati grigi.

Page 64: Percezione sensazione

Chiusura

Tendiamo a vedere le forme come delimitate da un contorno continuo e a ignorare le eventuali interruzioni di tale continuità.

Questo ci aiuta a percepire le forme come complete anche quando sono parzialmente nascoste da altri oggetti.

Page 65: Percezione sensazione

Continuità

Quando varie linee si intersecano, tendiamo a riunire i segmenti in modo da formare linee il più possibile continue, col minimo cambiamento di direzione.

Questo ci permette di attribuire una certa linea a un particolare oggetto quando due o più oggetti si sovrappongono.

Page 66: Percezione sensazione

Movimento comune

Quando gli elementi di uno stimolo si muovono nella stessa direzione e alla stessa velocità, tendiamo a vederli come parti di un unico oggetto.

Questo ci aiuta a distinguere un oggetto in movimento dallo sfondo.

Page 67: Percezione sensazione

Simmetria

Il sistema percettivo cerca di produrre percezioni il più possibile eleganti: semplici, ordinate, simmetriche, regolari e prevedibili.

Il nostro sistema percettivo organizza gli stimoli nella forma più semplice possibile.

Page 68: Percezione sensazione

Esperienza passata

Wertheimer ha aggiunto anche un fattore empirico: la segmentazione del campo avverrebbe, a parità delle altre condizioni, anche in funzione delle nostre esperienze passate, in modo che sarebbe favorita la costituzione di oggetti con i quali abbiamo più familiarità, che abbiamo già visto, piuttosto che di forme sconosciute o poco familiari.

In un’accezione più moderata, i gestaltisti consideravano che l’esperienza passata non influisse sui processi di base ma che influisse sull’orientare tali processi in particolari direzioni rispetto ad altre.

Page 69: Percezione sensazione

Le illusioni ottiche

A volte i nostri processi percettivi, a causa di condizioni visive inadeguate, possono indurci in errore.

La tendenza a percepire i pattern visivi e gli oggetti come insiemi organizzati è così forte che in alcuni casi il sistema percettivo aggiunge elementi mancanti, creando delle vere illusioni ottiche (percezione falsa o distorta della realtà).

Page 70: Percezione sensazione

Le illusioni ottiche

Nel campo delle illusioni, possiamo distinguere quattro differenti tipi di illusioni visive: figure ambigue figure paradossali figure fittiziedistorsioni

Page 71: Percezione sensazione

Le illusioni ottiche: figure paradossali Se osserviamo attentamente la figura notiamo che non può esistere

come oggetto tridimensionale. Il nostro sguardo ripercorre incessantemente la figura, come se andasse

alla ricerca di una chiave di soluzione, di un indizio di stabilità, ma è uno sforzo vano perché è impossibile trovare una soluzione.

Page 72: Percezione sensazione

Le illusioni ottiche: figure fittizie

I contorni del triangolo non sono fisicamente presenti, pur essendo percettivamente colti. Si tratta di contorni anomali e illusori, generati dalla distribuzione e dall’organizzazione degli elementi della stimolazione.

Page 73: Percezione sensazione

Le illusioni ottiche: distorsioni

Illusione di PonzoIllusione di Müller-Lyer

Page 74: Percezione sensazione

Le illusioni ottiche: distorsioni

L’illusione di Müller-Lyer è stata spiegata nel modo seguente: quando i segmenti che si trovano alle estremità della linea convergono, la linea viene percepita come più corta rispetto a quando divergono.

I segmenti convergenti ci dicono che la linea è più vicina a noi, quelli divergenti che è più lontana.

Questa stessa spiegazione è stata applicata per spiegare anche l’illusione di Ponzo.

Page 75: Percezione sensazione

Movimento apparente

Grazie a Wertheimer si è saputo molto del perché percepiamo immagini in movimento quando guardiamo un film, ad esempio

Egli scoprì che alternando il tempo di illuminazione fra due fonti luminose vicine era possibile dare la sensazione di movimento

Con intervalli di 50/100 ms si produceva un movimento apparente

Con intervalli maggiori si aveva la sensazioni di vedere due stimoli stazionari

Page 76: Percezione sensazione

betabeta

Movimento stroboscopico(Wertheimer 1912)

Page 77: Percezione sensazione

phi purophi puro

Movimento stroboscopico(Wertheimer 1912)

Page 78: Percezione sensazione

I meccanismi percettivi I meccanismi delle illusioni percettive sono vari e vanno

esaminati caso per caso. Il più delle volte si tratta di errori o disfunzioni nei

meccanismi correttivi che il cervello mette in atto (come ad esempio nelle costanze) e che di solito hanno l’effetto di migliorare il processo percettivo.

Nel caso del movimento apparente, invece, abbiamo a che fare con situazioni esterne che vanno oltre i limiti delle capacità percettive del sistema nervoso.

Page 79: Percezione sensazione

Percezione della lettura La lettura è una complessa attività in cui entra in gioco la

percezione, delle singole lettere, delle parole e delle frasi, ma la parte principale spetta alle funzioni superiori, in particolare al linguaggio.

Il testo è esplorato a scatti, come l’immagine. In ogni fissazione si vede bene solo un piccolo tratto di riga (span

percettivo). La percezione del testo è discontinua (l’esplorazione è a salti), selettiva

(non tutto il materiale di una riga viene visto) e guidata dal cervello che si basa soprattutto sull’esigenza di acquisire significati.

Il cervello integra i dati frammentari raccolti nell’esplorazione del testo basandosi essenzialmente sui significati.

Page 80: Percezione sensazione

Processamento umano dell’informazione

Nel processamento delle informazioni, possiamo identificare almeno sei importanti unità che sono attive mentre un individuo umano osserva un oggetto: recettori sensoriali, registri sensoriali, memoria permanente,

processi di riconoscimento di configurazioni, attenzione e memoria di servizio.

I recettori sensoriali nel processo visivo sono composti da milioni di cellule specializzate che rispondono per prime agli input ambientali. Essi rappresentano il primo gradino nel processamento di tutte le immagini provenienti dal mondo esterno.

Page 81: Percezione sensazione

I processi più importanti Sono molti i processi che devono essere condotti sugli

stimoli ambientali, per poterne derivare un significato. Ogni processo richiede del tempo. Poiché l’ambiente può cambiare rapidamente, e dato

che uno stimolo può terminare prima del completamento del processo percettivo, potremmo attenderci che l'analisi di molti stimoli termini a metà, prima che ne sia determinato il significato.

Page 82: Percezione sensazione

I processi più importanti

Nei fatti la cosa non è frequente, in quanto noi siamo dotati di sistemi che trattengono per breve tempo una rappresentazione abbastanza completa degli stimoli, e così l’analisi percettiva può essere condotta a termine.

Sono questi sistemi che costituiscono i registri sensoriali e sono la seconda componente importante di processamento delle informazioni (immagini).

Page 83: Percezione sensazione

Pattern recognition

Dire che la percezione implica la determinazione del significato degli stimoli implica che gli individui abbiano un repertorio permanente di conoscenze sul loro mondo. E’ questo deposito che va consultato per determinare il senso di un dato evento. Nel modello presentato tale componente ha preso il nome di memoria permanente. E’ improbabile che gli stimoli esistenti nel nostro ambiente abbiano esattamente la stessa forma della conoscenza che possediamo del mondo e che abbiamo immagazzinato nella memoria permanente.

Entrano allora in gioco numerosi processi di riconoscimento di configurazioni (pattern recognition).

Page 84: Percezione sensazione

Pattern recognition Le ricerche su questo tema indagano su come l’individuo riesce a

determinare che un particolare insieme di linee e d’angoli è, per esempio, la lettera A, o un particolare insieme di linee curve rappresenti una certa immagine. In sostanza, il riconoscimento di configurazioni si occupa di come gli stimoli ambientali sono identificati con qualcosa già immagazzinato nella memoria dell’individuo. Per capire in poche parole cosa accade bisogna specificare cosa s’intende per concetto o schema. Questi termini si riferiscono a strutture mentali, ad unità organizzate delle conoscenze che l’individuo ha del mondo. Noi possediamo un ampio numero di schemi di questo tipo, per quel che sappiamo sui libri, fiori, gli alberi, ecc. Essi possono avere vari livelli di generalità, e possono essere legati ad altri schemi.

Page 85: Percezione sensazione

La memoria di servizio Il numero di stimolazioni ambientali ai quali un individuo

potrebbe prestare attenzione è illimitato. Per esempio, abbiamo visto che vi sono milioni di sfumature di colore, d’effetti di contrasto, di forme che egli potrebbe analizzare e percepire. Ma poiché l’individuo ha limitate capacità di processamento allora egli deve decidere come distribuirle tra i vari compiti che potrebbe seguire. E’ questo il processo dell’attenzione.

Un aspetto cruciale della capacità di processare informazioni risiede nella capacità dell’individuo di porre in una memoria di servizio alcuni aspetti delle funzioni cognitive.

Page 86: Percezione sensazione

La memoria di servizio Questo tipo di memoria è legato a quel che

comunemente è detto consapevolezza. L’individuo diventa così capace di controllare o modificare alcuni processamenti che sta compiendo. Quest’aspetto consente anche di pianificare o di generare delle condizioni uniche d’informazioni in cui non si è mai imbattuto in precedenza (Moates & Schumacher, 1983).

Le sei componenti costituiscono il fondamento in base al quale si può spiegare come un individuo faccia a trarre significati dalle immagini visive, a prestar loro attenzione ed a ricordarle.

Page 87: Percezione sensazione

La Computer vision

La vista è il più importante sistema sensoriale dell’uomo, dal quale otteniamo il maggior numero d’informazioni sull’ambiente che ci circonda. Lo studio di questo settore rappresenta uno degli argomenti più importanti delle Scienze Cognitive e dell’Intelligenza Artificiale in quanto, per poter costruire macchine artificiali capaci di eseguire compiti adattivi complessi, in ambienti in continuo mutamento, sicuramente devono essere dotate di capacità visive. Il sistema visivo umano è molto complesso dal punto di vista neurofisiologico (Oatley, 1982), anche se il comportamento visivo è attuato in modo completamente automatico nei soggetti umani.

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La Computer vision Infatti, l’azione del vedere non è soltanto una

trasduzione di segnale, ma include anche l’interpretazione dell’immagine.

Tale processo presuppone: l’estrazione d’informazioni parziali che riguardano

l’individuazione di tutti gli oggetti presenti nell’immagine; la determinazione delle posizioni spaziali degli oggetti e delle

loro dimensioni; la costruzione di una rappresentazione sintetica della scena a

partire dall’immagine stessa.

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I sistemi di visione artificiale Il processo visivo, sia naturale sia artificiale, gestisce

una rilevante quantità d’informazioni. Tale informazione sono codificate in una matrice bidimensionale, l’immagine, che rappresenta le misure della quantità di luce riflessa nell’occhio, o, per il sistema artificiale nella telecamera, da ogni punto della superficie degli oggetti tridimensionali presenti nella scena. Questo lavoro di registrazione dell’immagine nell’occhio umano è svolto da più di 100 milioni di recettori, presenti nelle due retine. Nel caso del sistema di visione artificiale, nella telecamera il numero d’elementi recettori è cento volte inferiore rispetto all’occhio umano.

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I sistemi di visione artificiale Tuttavia, poiché ogni punto dell’immagine è codificato con un

numero d’otto cifre, la quantità d’informazioni presenti in ogni immagine è veramente imponente. Per imitare l’occhio umano è necessario che il sistema visivo artificiale sia in grado di processare almeno alcune immagini il secondo. Per cui, nella progettazione di tali sistemi è necessario prevedere la disponibilità di calcolatori con enorme capacità computazionale e di dispositivi dedicati per compiere il calcolo ad altissima velocità o in tempo reale. Nonostante tutta l’informazione che un calcolatore può stivare e computare per un’immagine, essa risulta insufficiente per il problema della proiezione del mondo tridimensionale sulla superficie bidimensionale dell’immagine, che determina una perdita d’informazione sulla profondità con la comparsa d’ambiguità interpretative.

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La tridimensionalità Come si passa dalla realtà tridimensionale della scena al

mondo bidimensionale dell’immagine è un argomento che fu affrontato per la prima volta dagli artisti del Rinascimento, che, per superare il problema della realizzazione d’opere pittoriche realistiche, inventarono un modello prospettico di formazione dell’immagine, attualmente utilizzato anche per la visione artificiale (Kruger, 1990). Secondo tale modello, l’immagine di una scena tridimensionale, vista dall’angolazione dell’osservatore, si ottiene come intersezione con un piano dei raggi luminosi congiungenti i punti della scena con il punto di vista scelto (Mangili e Musso, 1992)

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La visione artificiale Analizzando invece alcuni processi della visione

artificiale, ci si rende conto che il compito che deve svolgere la macchina è rovesciato, rispetto agli artisti rinascimentali: mentre l’artista ha l’obiettivo di costruire un’immagine, a partire dal mondo reale, il sistema di visione artificiale deve invece, partendo dall’immagine, ricostruire o interpretare il modello tridimensionale.

Le metodologie studiate per affrontare questo problema sono di due tipi: l’approccio monoculare e quello binoculare.

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La visione artificiale Il primo approccio analizza le scene basandosi su

immagini singole, mentre il secondo seguendo una strategia di tipo umano, sfrutta la cooperazione e la concatenazione di più immagini di una scena ripresa da più punti di vista, per ricostruire la stessa scena.

La differenza tra le due alternative si coglie se si fa il paragone con la visione umana, quando si utilizza un solo occhio e quando si utilizzano due occhi.

Nel primo caso, visione con un solo occhio, sia la profondità sia le proporzioni fra gli oggetti presenti in una scena sono molto difficili da percepire.

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Conclusioni

Il nostro sistema visivo opera continuamente confronti e mette in relazione gli stimoli percepiti in modo da riconoscerli e semmai dargli un significato

Ogni cosa quindi ha una funzione: il colore, il movimento, gli indici propriocettivi, gli indici di profondità, la relazione fra gli elementi, la segmentazione figura sfondo, ecc.

Queste informazioni (parallele) che vengono continuamente integrate ci permettono di vivere in un ambiente, anche a costo di interpretare l’ambiente come in realtà non è.

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Le informazioni vengono continuamente integrate in base a quello che noi già sappiamo del mondo (top-down) e a quello che recepiamo (bottom-up), in modo da rientrare comunque in uno schema.

L’integrazione di questi elementi e delle nostre conoscenze apprese e ri-elaborate ci permettono di dare un senso ai pattern visivi, come quello della figura.

cConclusioni

c

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Percorso di autoverifica

La sensazione La psicofisica Elaborazione delle informazioni e riconoscimento

degli oggetti Cosa si intende per percezione e le principali teorie L’articolazione figura-sfondo La teoria della Gestalt Figure reversibili e bistabili Le leggi o principi dell’organizzazione percettiva