Farb-Flimmerfusion

Optische Täuschungen & Sehphänomene von Michael Bach

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Hinweis: Dies ist ziemlich knifflig …

Was kann man sehen und machen? Teil 1

Wir sehen oben links eine große Scheibe, die ihre Farbe zwischen Grün und einem dunklen Rot wechselt. [Am besten deaktiviert man erst mal die min. motion-Checkbox, damit der rechte Teil nicht ablenkt.]

Bewegen Sie nun den Schieberegler nach oben und beachten Sie, dass das Rot heller und das Grün dunkler wird. Bewegen Sie ihn wieder nach unten – bislang nichts besonders Aufregendes.

Suchen Sie die drei Schaltflächen mit den Beschriftungen „0“, „10“ und „50“ und klicken Sie auf „0“. Nun flimmert die Anzeige deutlich schneller. Bewegen Sie den Schieberegler erneut langsam nach oben und beobachten Sie (bei normalem Farbsehen), dass sich die Scheibe in eine (nahezu) nicht mehr flimmernde dunkelgelbe Variante verwandelt. Wenn Sie den Regler weiter nach oben bewegen, nimmt das Flimmern wieder zu, während die Farbe rötlicher wird. Für mich ist das Flimmern um 0.6 minimal.

[Anstatt den Schieberegler mit der Maus zu bewegen, kann man auch die Pfeiltasten ↑↓ auf der Tastatur verwenden.]

Wie funktioniert das?

Das Phänomen, das wir hier sehen, wird als “heterochromatische Flimmerfusion” bezeichnet. Normalerweise denken wir bei Flimmern daran, dass Licht zwischen Ein und Aus wechselt. Hier wechselt es jedoch zwischen zwei verschiedenen Farben (daher “heterochromatisch”). Wenn sich diese Farben nur im Farbton, nicht aber in ihrer Helligkeit unterscheiden, scheint die Scheibe bei einer bestimmten Reglerposition nicht mehr zu flimmern (abgesehen von gelegentlichen Computer-bedingten Artefakten). Dieser Zustand wird als “Äquiluminanz” oder “Isoluminanz” bezeichnet.

Steht die Bildverzögerung auf 0”, also bei jedem Frame ein Wechsel der Scheibenfarbe, beträgt die Flimmerfrequenz 30 Hz (oder 60 Hz neuerdings, je nach Gerät). Helligkeitsflimmern ist bei dieser Frequenz noch gut sichtbar (die normale Flimmerfusionsfrequenz liegt bei etwa 50 Hz), reines Farbflimmern hingegen ist bereits fusioniert. Dies kann genutzt werden, um den Punkt zu bestimmen, an dem zwei Farben die gleiche Helligkeit besitzen – dort treten interessante Effekte auf, wie hier und hier demonstriert wird.

Was kann man sehen und machen? Teil 2

Eine weitere Möglichkeit festzustellen, ob zwei Farben dieselbe Helligkeit besitzen, ist die “Minimum-Motion”-Technik, die von Stuart Anstis und Pat Cavanagh (1983) entwickelt wurde. Aktivieren Sie jetzt die min. motion-Checkbox (und Flicker disk aus) und betrachten rechts das, was einem Rad ähnelt. Dieses Rad dreht sich, wenn wir links oder rechts vom Äquiluminanzpunkt liegen, und kommt in der Nähe der Äquiluminanz zu einem etwas unruhigen Stillstand. Dies geschieht etwa an derselben Reglerposition, bei der die Scheibe links das geringste Flimmern zeigt.

Die Erklärung von “Minimum Motion” ist etwas komplex. Sie hängt mit einem (nahezu) farbenblinden Bewegungssystem zusammen, das von Bild zu Bild die beste Übereinstimmung der Helligkeit auswählt. Dies erklärt übrigens auch den Wagenradeffekt. Details finden sich im Originalartikel von Anstis & Cavanagh (1983) oder bei Raphael & MacLeod (2011, Abb. 3).

Anmerkungen

Der Vergleich dieser beiden Methoden zur Bestimmung der Äquiluminanz zeigt, dass (1) die beiden Äquiluminanzpunkte sehr nahe beieinander liegen, wenn sie nicht sogar identisch sind, und dass (2) die Minimum-Motion-Technik deutlich empfindlicher ist und nur eine sehr schmale neutrale Zone besitzt. Kein Wunder also, dass sie in Wahrnehmungsexperimenten häufig verwendet wird, wenn eine Einstellung auf Äquiluminanz erforderlich ist.

Schließlich gibt es zahlreiche Einflussfaktoren: Eine Erhöhung der Anzahl der Sektoren verschiebt den Äquiluminanzpunkt leicht, der Blickpunkt hat einen Einfluss (z. B. wenn Sie auf den linken Rand schauen und dann auf Äquiluminanz einstellen – das Ergebnis ist anders) usw.

Menschen mit anderem Farbensehen (Deuer-/Protanomlie/anopie) haben ihre Äquiluminanzpunkte bei anderen Einstellungen des Rot-Grün-Gleichgewichtes.

Quellen

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