Kinetische Tiefe bei Isoluminanz?

Optische Täuschungen & Sehphänomene von Michael Bach

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Was sehen wir hier?

Oben ist ein Schwarm roter, sich bewegender Scheiben zu sehen. Bei genauerem Hinsehen organisieren sie sich zu einer rotierenden Kugel; dies ist der “kinentische Tiefeneeffekt” (Wallach and O’Connell 1953). Diese Kugel kann sich nach links oder rechts drehen und sogar spontan die Drehrichtung wechseln – aber das ist eine andere Täuschung ;-).

Doch eine Kugel zu sehen ist hier nur der Anfang …

Was kann man machen?

Die relative Helligkeit der roten Scheiben im Vergleich zum grünen Hintergrund ändert sich automatisch (angezeigt durch den vertikalen Schieberegler). An den Extrempunkten (sehr helles oder sehr dunkles Rot) ist die große Kugel deutlich erkennbar. Wenn jedoch die Helligkeit der roten Scheiben der des grünen Hintergrunds entspricht – eine Situation, die Isoluminanz genannt wird –, lassen sich interessante Effekte beobachten, nämlich:

  1. Der dreidimensionale Eindruck verliert an Prägnanz; die Kugel wirkt nahezu flach
  2. Einige Scheiben scheinen zu flackern, insbesondere solche mit großen Positionssprüngen von Frame zu Frame. Ich vermute, dass das φ-Phänomen bei Isoluminanz zusammenbricht.

Der Schieberegler kann man auch selbst bewegen, um die wirksamste Position zu bestimmen (bei mir liegt sie etwa bei 150).

Wie funktioniert das?

Der visuelle Weg von den Augen zu höheren visuellen Hirnzentren besteht (größtenteils) aus zwei parallelen Strömen, der “magnozellulären” und der “parvozellulären” Bahn. Hier genügt es zu wissen, dass die magnozelluläre Bahn zwar bewegungssensitiv, aber (nahezu) farbenblind ist. Bei Isoluminanz kann das magnozelluläre System daher keine Bewegungssignale weiterleiten, da es effektiv fast nichts “sieht”. Entsprechend fehlt eine klare Information, um die globale Gestalt einer rotierenden Kugel zu konstruieren. [Die farbenblinde magnozelluläre Bahn spielt auch eine Rolle bei der Erklärung der “stepping feet”-Täuschung.]

Die Unterscheidung zwischen “magnozellulären” und “parvozellulären” Bahnen wird häufig vereinfacht und überbetont (wie auch von mir oben :)), und ihre Beziehung zur Verarbeitung von Luminanz und Farbe ist nicht 1:1 (Cavanagh 1991). Viele Effekte, die bei Isoluminanz auftreten, sind schlicht auf die geringere Ortsauflösung der Farbverarbeitung zurückzuführen (≈10× für Rot-Grün, ≈20× für Gelb-Blau). Die obige Demonstration zeigt dies: Eine Verringerung der Punktgröße (z. B. auf 2) verstärkt das „Verschwinden“ bei Äquiluminanz deutlich.

Quellen

Wallach H, O’Connell DN (1953) The kinetic depth effect. Journal of Experimental Psychology 45:205–217

Livingstone MS, Hubel DH (1987) Psychophysical Evidence for Separate Channels for the Perception of Form, Color, Movement, and Depth. J Neurosci: 7(11) 3418–3488 (Fig. 32) [PDF]

Cavanagh P (1991) Vision at equiluminance. In: Kulikowski JJ, Murray IJ, Walsh V(eds) Vision and Visual Dysfunction Volume V: Limits of Vision. CRC Press 234–250 [PDF]

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