Name: Messung der Empfindlichkeit gegenüber Blickwinkeländerungen mit und ohne stereoskopische Hinweise (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-04T18:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 4 s
Description: Erfahren Sie, wie stereoskopische Hinweise die Erkennung von Blickwinkel-rotationen beeinflussen. Diese Methode nutzt einen Spiegelstereoskop, um Tiefenwahrnehmung zu untersuchen und die visuelle Verarbeitung zu analysieren.

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Diese Forschung wurde vom Australian Research Council unterstützt. ARC Grant # DP110101511 an JB vergeben; National Sciences and Engineering Research Council, NSERC of Canada Grant # RGPIN121713-11 an FK vergeben ; ARC gewähren # DP130102580 und DP110104553 an DRB.

1. Vorauswahl
<ol>
	<li>Holen Sie vor dem Test die schriftliche und informierte Zustimmung jedes Teilnehmers ein.</li>
	<li>Fragen Sie den Probanden, ob er eine normale oder eine korrigierte Sehschärfe hat (z. B. eine Brille).</li>
	<li>Überprüfen Sie die Stereoschärfe des Teilnehmers mit einem einfachen Stereo-Handheld-Test.</li>
</ol>
2. Binokularfusion im Stereoskop erreichen
<ol>
	<li>Setzen Sie den Teilnehmer an den Schreibtisch vor dem Spiegelstereoskop und stellen Sie die Höhe seines Stuhls für mehr Komfort ein.</li>
	<li>Schalten Sie das Licht aus, damit es sich für mindestens 3 Minuten an die Dunkelheit anpassen kann. Das visuelle System funktioniert am besten, wenn es an die vorherrschenden Lichtverhältnisse angepasst ist.</li>
	<li>Lassen Sie den Teilnehmer durch das Stereoskop schauen. Für jedes Auge wird auf dem Monitor ein Kreuz angezeigt. Sie müssen die horizontale Position der Befestigungskreuze so einstellen, dass sie nur noch ein Kreuz in der Mitte ihres Sichtfeldes sehen. Wenn sie zwei Kreuze sehen, dann ist diese Trennung falsch und eine horizontale Anpassung erforderlich. Die Ziele werden bei der Anzeige auf den Kreuzen zentriert und dieses Verfahren gewährleistet die Fusion in der richtigen Entfernung.</li>
	<li>Der Teilnehmer ist nun bereit, mit dem Experiment zu beginnen.</li>
</ol>
3. Aufgabenanweisungen für den Beobachter
<ol>
	<li>"Bei jedem Versuch sehen Sie zwei Kurven mit Rotation-in-Depth (RID). Sie müssen entscheiden, welche der beiden Kurven eine größere RID hat, d. h. welche stärker von Ihrer Ansicht weg gedreht wird. Drücken Sie die linke Maustaste, wenn der erste Stimulus eine größere RID hat. Drücken Sie die rechte Maustaste, wenn die zweite Kurve mehr RID hat."</li>
	<li>"Dies ist eine Forced-Choice-Aufgabe, bei der der nächste Prozess erst beginnt, wenn eine Antwort auf einen früheren Prozess erfolgt ist."</li>
	<li>"Wenn Sie sich nicht sicher sind, welcher Stimulus mehr RID hat, nehmen Sie bitte Ihre beste Vermutung."</li>
</ol>
4. Messung der Empfindlichkeit gegenüber Blickwinkeländerungen/RID in Konturen
<ol>
	<li>Um die Rolle stereoskopischer Hinweise bei der Beurteilung von RID zu bewerten, wird die Leistung des Teilnehmers separat unter Bedingungen gemessen, unter denen stereoskopische Hinweise auf RID präsentiert werden (Stereobedingungen) und unter Bedingungen, unter denen sie nicht präsentiert werden (nicht-stereoe Bedingungen). Um stereoskopische Hinweise darzustellen, zeigt der Computer jedem Auge des Beobachters durch das Stereoskop einen anderen RID-Kurvenwinkel an. Um die Kurven ohne Stereo-Cues darzustellen, präsentiert der Computer beiden Augen die gleiche RID-Kurve (siehe Abbildung 2 für ein Beispiel hierfür). Die folgenden methodischen Schritte werden dann für beide Bedingungen wiederholt.</li>
	<li>Initiieren Sie das Verfahren, das aus 140 Versuchen für den Teilnehmer besteht. Anmerkung: Die Methode der konstanten Stimuli (MOCS13) wird verwendet, um sicherzustellen, dass für jeden RID-Wert der verwendeten Testkurve die gleiche Anzahl von Versuchen durchgeführt wird. Die RIDs können entweder größer, kleiner oder gleich 45° sein, wobei der jeweilige Wert nach dem Zufallsprinzip aus dem Set für jeden Versuch ausgewählt wird. Die RID der Referenzkurve wird konstant bei 45° RID gehalten. Die Präsentationsreihenfolge der Referenz- und Teststimuli wird bei jedem Versuch randomisiert.</li>
	<li>Lassen Sie das Programm aufzeichnen, wie oft der Teilnehmer den Test mit dem größeren RID-Winkel auswählt.</li>
	<li>Gönnen Sie den Teilnehmern nach jedem Versuchsblock eine Pause. In diesem Beispiel setzen sich die 140 Versuche aus 20 Wiederholungen zu je 7 verschiedenen RID-Winkeln für die Testkurve zusammen: 3 Winkel kleiner 45°, 3 Winkel größer als 45° und 1 RID bei genau 45° - genau wie die Referenzkurve.</li>
	<li>Am Ende jedes Durchlaufs stellt der Computer Daten grafisch dar, die beschreiben, wie oft der Teilnehmer den Teststimulus in einem RID-Winkel von mehr als 45° gewählt hat, als Funktion des präsentierten RID-Winkels (siehe Beispieldatenpunkte in Abbildung 4).</li>
	<li>Lassen Sie die Software die Daten mit einer kumulativen Gaußschen Funktion anpassen, um die Genauigkeit zu bestimmen, mit der sie in der Lage ist, die RID-Unterscheidung vorzunehmen. Diese Genauigkeit wird durch den Parameter der angepassten Funktion angegeben, der die Steigung bestimmt (siehe Beispiel für durchgezogene Linien in Abbildung 4).</li>
	<li>Ermitteln Sie die Neigung aus jedem Diagramm. Die Steigungsschätzungen für die Stereo- und Nicht-Stereobedingungen können dann statistisch verglichen werden, um zu bestimmen, ob stereoskopische Hinweise dazu beigetragen haben, dass ein Beobachter eine Änderung der RID erkennen kann.</li>
</ol>

<ol><li>Bennett, D. J., Vuong, Q. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+stereo+advantage+in+generalizing+over+changes+in+viewpoint+on+object+recognition+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Percep.+Psychophys%22%5BJournal%5D)">A stereo advantage in generalizing over changes in viewpoint on object recognition tasks.</a> Percep. Psychophys. 68, 1082-1093 (2006).</li>
<li>Bulthoff, H. H., Edelman, S. Y., Tarr, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+are+three-dimensional+objects+represented+in+the+brain%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb.+Cortex%22%5BJournal%5D)">How are three-dimensional objects represented in the brain?</a> Cereb. Cortex. 5, 247-260 (1995).</li>
<li>Burke, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+disparate+views+of+objects%3A+Viewpoint+costs+are+reduced+by+stereopsis%5BTitle%5D)+AND+%22Vis.+Cogn%22%5BJournal%5D)">Combining disparate views of objects: Viewpoint costs are reduced by stereopsis.</a> Vis. Cogn. 12, 705-719 (2005).</li>
<li>Burke, D., Taubert, J., Higman, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+face+representations+viewpoint+dependent%3F+A+stereo+advantage+for+generalising+across+different+views+of+faces%5BTitle%5D)+AND+%22Vis.+Res%22%5BJournal%5D)">Are face representations viewpoint dependent? A stereo advantage for generalising across different views of faces.</a> Vis. Res. 47, 2164-2169 (2007).</li>
<li>Edelman, S., Bulthoff, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orientation+dependence+in+the+recognition+of+familiar+and+novel+views+of+three-dimensional+objects%5BTitle%5D)+AND+%22Vis.+Res%22%5BJournal%5D)">Orientation dependence in the recognition of familiar and novel views of three-dimensional objects.</a> Vis. Res. 32, 2385-2400 (1992).</li>
<li>Lim Lee, Y., Saunders, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereo+improves+3D+shape+discrimination+even+when+rich+monocular+shape+cues+are+available%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis%22%5BJournal%5D)">Stereo improves 3D shape discrimination even when rich monocular shape cues are available.</a> J. Vis. 11, (2011).</li>
<li>Parr, L. A., Siebert, E., Taubert, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+familiarity+and+viewpoint+on+face+recognition+in+chimpanzees%5BTitle%5D)+AND+%22Perception%22%5BJournal%5D)">Effect of familiarity and viewpoint on face recognition in chimpanzees.</a> Perception. 40, 863-872 (2011).</li>
<li>Bell, J., Dickinson, J. E., Badcock, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Radial+frequency+adaptation+suggests+polar-based+coding+of+local+shape+cues%5BTitle%5D)+AND+%22Vis.+Res%22%5BJournal%5D)">Radial frequency adaptation suggests polar-based coding of local shape cues.</a> Vis. Res. 48, 2293-2301 (2008).</li>
<li>Wade, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+late+invention+of+the+stereoscope%5BTitle%5D)+AND+%22Perception%22%5BJournal%5D)">On the late invention of the stereoscope.</a> Perception. 16, 785-818 (1987).</li>
<li>Bell, J., Kanji, J., Kingdom, F. A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discrimination+of+rotated-in-depth+curves+is+facilitated+by+stereoscopic+cues%2C+but+curvature+is+not+tuned+for+stereoscopic+rotation-in-depth%5BTitle%5D)+AND+%22Vis.+Res%22%5BJournal%5D)">Discrimination of rotated-in-depth curves is facilitated by stereoscopic cues, but curvature is not tuned for stereoscopic rotation-in-depth.</a> Vis. Res. 77, 14-20 (2013).</li>
<li>Regan, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRegan%2C+D+%22Human+Perception+of+Objects%22">Human Perception of Objects</a>. , Sinauer Associates, Inc. (2000).</li>
<li>Howard, I. P., Rogers, B. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHoward%2C+IP+%22Binocular+Vision+and+Stereopsis%22">Binocular Vision and Stereopsis</a>. , Oxford University Press. (1995).</li>
<li>Kingdom, F. A. A., Prins, N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKingdom%2C+FAA+%22Psychophysics%3A+A+Practical+Introduction%22">Psychophysics: A Practical Introduction</a>. , Academic Press: an imprint of Elsevier. (2010).</li>
<li>Kingdom, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Color+brings+relief+to+human+vision%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Color brings relief to human vision.</a> Nat. Neurosci. 6, 641-644 (2003).</li>
<li>Ustinova, K. I., Perkins, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gaze+and+viewing+angle+influence+visual+stabilization+of+upright+posture%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Gaze and viewing angle influence visual stabilization of upright posture.</a> Brain Behav. 1, 19-25 (1002).</li>
<li>Shieh, K. -K., Lee, D. -S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preferred+viewing+distance+and+screen+angle+of+electronic+paper+displays%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Ergon%22%5BJournal%5D)">Preferred viewing distance and screen angle of electronic paper displays.</a> Appl. Ergon. 38, 601-608 (2007).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben. Der Erstautor, Jason Bell, ist Vollzeitangestellter der Australian National University; David Badcock und J Edwin Dickinson sind Vollzeitbeschäftigte der University of Western Australia; Fred Kingdom ist Vollzeitangestellter der McGill University.

Die in dieser Mitteilung diskutierten Methoden können von jedem Forscher verwendet werden, der Fragen im Zusammenhang mit der Unterscheidung und/oder dem Erkennen von aus dem Blickwinkel gedrehten Objekten beantworten möchte. Wichtig ist, dass die Methode der perspektivischen Projektion nicht auf die hier demonstrierten Reize beschränkt ist; Stattdessen kann es auf eine Vielzahl von experimentellen Stimuli angewendet werden, von Linien bis hin zu Bildern komplexer Objekte. In unserer Einführung werden Möglichkeiten besch...

Viele Studien haben gezeigt, dass die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Objekterkennung durch eine Änderung des Blickwinkels1-7 beeinträchtigt wird. Die Gesichtserkennung ist z. B. am besten, wenn das Gesicht in der frontoparallelen Ebene betrachtet wird, d. h. "vorne auf", und systematisch abnimmt, wenn das Gesicht in der Tiefe von der frontoparallelen Ebene weg gedreht wird. Änderungen des Blickwinkels können entweder auftreten, wenn sich der Beobachter oder das betrachtete Objekt bewegt. Wichtig ist, dass die Kosten für den Blickwinkel oft durch die Einführung stereoskopischer Hinweise auf den Beobachter reduziert werden1-4,6,8. Es ist jedoch wichtig, zwischen der Drehung von 3D- und planaren Objekten zu unterscheiden. Ersteres kann beim Drehen neue Texturen oder strukturelle Informationen anzeigen, während dies bei planaren Objekten nicht der Fall ist. In dieser Mitteilung diskutieren wir eine Methode zur Simulation des Aussehens von planaren Formen und Objekten, die einer Tiefenrotation (RID) unterzogen wurden. Wir beschreiben eine Vorrichtung zur Umwandlung der zweidimensionalen Projektion eines RID-Bildes in eine lebendige 3D-(dreidimensionale) Wahrnehmung von RID, die auf dem Wheatstone-Spiegelstereoskop9 basiert. Schließlich berichten wir über eine psychophysische Methode, um zu bestimmen, ob stereoskopische (3D) Signale unsere Empfindlichkeit gegenüber Blickwinkeländerungen beeinflussen. In Film 1 wird gezeigt, wie das Erscheinungsbild einer Form durch eine Ansichtsänderung/RID verändert wird.
Simulieren einer Blickwinkeländerung
Wenn ein Objekt der RID unterliegt, ändert es sich natürlich nicht physisch in seiner Identität oder Form. Aus der Sicht des Betrachters ändert sich die Form jedoch. Wenn Sie beispielsweise im Querformat ein Blatt Papier direkt vor sich halten, ist das Bild des Papiers in Ihrem Auge, das als Netzhautbild bezeichnet wird, ein horizontales Rechteck. Wenn Sie das Papier dann um die zentrale vertikale Achse drehen, wird das Netzhautbild entlang der Horizontalen verkürzt (siehe Abbildung 1 für eine Demonstration). Wenn Sie das Papier um 90° drehen, ist das Netzhautbild ein dünner Streifen von der Dicke des Papiers. Die größte Veränderung am Bild des Blattes Papier, das der RID unterzogen wurde, ist also eine horizontale Kompression seiner Form. Ein kleinerer Änderungsgradient tritt in der vertikalen Ausdehnung auf, wobei das Bild für die nächstgelegene Kante höher, unverändert an der Rotationsachse und kürzer für die weiter entfernte Kante ist.
Eine RID kann durch geeignete Transformation von Bildern mit Hilfe von Softwarepaketen oder durch das Schreiben von eigenem Code8,10 simuliert werden. Leser, die mehr über RID erfahren möchten, können relevante Texte und Websites konsultieren, die sich mit der Umwandlung von Standpunkten befassen, oder sich über die integrierten Funktionen in der Bildverarbeitungssoftware von Paketen informieren, wie sie in unseren Materialien aufgeführt sind. Wenn jedoch ein Bild eines Stimulus auf einer Leinwand transformiert wird, um einen bestimmten Winkel der RID darzustellen, gibt es eine zusätzliche Überlegung: Welche Art von Projektion soll verwendet werden, orthographisch oder perspektivisch? Wenn wir eine Szene betrachten, erzeugen Objekte in der Nähe größere Netzhautbilder als weiter entfernte Objekte. Für ein (zweidimensionales) 2D-Objekt, das der RID unterliegt, bedeutet dies, dass die abgewandte Seite stärker gestaucht wird als die nahe Seite, wie Abbildung 1 veranschaulicht (siehe insbesondere die Abbildung unten rechts, die eine RID von 60° aufweist). Die Größe der Kompressionasymmetrie hängt von der Größe des Objekts ab, das der RID unterliegt, und von unserer Entfernung davon. Bei der perspektivischen Projektion wird diese Kompressionsasymmetrie berücksichtigt, während bei der orthogonalen Projektion diese Asymmetrie einfach ignoriert wird, indem der nahen und der fernen Seite des RID-Objekts dieselben Abmessungen zugewiesen werden. Da ein Beobachter, der die Drehung eines planaren Objekts beobachtet, mit dieser Asymmetrie konfrontiert wird, verwenden wir hier die perspektivische Projektion. Ein weiterer Vorteil unserer Methode ist, dass die Projektion den Betrachtungsabstand vom Betrachter zur Leinwand berücksichtigt. Wir haben zuvor unsere RID-Methode verwendet, um gedrehte Formen von Standpunkten sowohl in der perspektivischen 2D-Projektion als auch in 3D8,10 zu simulieren.
Simulieren einer Änderung des 3D-Blickwinkels
Um stereoskopisches RID zu simulieren, muss man dem linken und rechten Auge leicht unterschiedliche Bilder präsentieren. Diese Differenz zwischen den beiden Bildern wird als binokulare Disparität11 bezeichnet und ist eine Funktion sowohl des Betrachtungsabstands als auch des Augenabstands, insbesondere des pupillenübergreifenden Abstands. Um auf das Beispiel unseres Blattes Papier im Querformat zurückzukommen: Wenn wir das Blatt Papier um die vertikale Mitte um 45° im Uhrzeigersinn drehen (so dass die linke Kante zurückweicht), ist die Sicht jedes Auges auf das Papier etwas anders. Das Bild, das auf das linke Auge projiziert wird, hat eine Drehung von etwas weniger als 45°, während das Bild, das auf das rechte Auge projiziert wird, eine Drehung von etwas mehr als 45° aufweist (siehe Abbildung 2 für eine Illustration - Beobachter, die die beiden oberen Bilder frei verschmelzen können, werden eine RID in 3D wahrnehmen). Wenn die entsprechenden RID-Winkel getrennt für das linke und das rechte Auge dargestellt werden (die Stereobedingung), erzeugen sie einen Disparitätsgradienten und der Betrachter wird wahrscheinlich einen lebhaften Eindruck einer 3D-RID vermitteln. Wenn jedoch identische Bilder, die eine 45°-Drehung vom zentralen Betrachtungspunkt darstellen, beiden Augen präsentiert werden (die nicht-stereoe Bedingung), sieht der Betrachter eine 2D-Darstellung der RID-Stimuli. Eine etablierte Methode, um getrennte Bilder für das linke und rechte Auge mit einem einzigen Monitor darzustellen, ist die Verwendung einer Modifikation des Spiegelstereoskops, die ursprünglich von Sir Charles Wheatstone in der Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelt wurde12 – siehe Abbildung 3. Wenn die beiden Stereo-Halbbilder an entsprechenden Positionen im Sichtfeld jedes Auges positioniert sind, können sie binokular verschmolzen werden, um eine 3D-Wahrnehmung zu erzeugen (siehe Howard und Rogers12 für einen ausführlichen Überblick über Stereomethoden und -grenzen).
Durch die Kombination einer simulierten Blickwinkeländerung mit einer stereoskopischen Darstellung können wir zum Beispiel die Rolle bestimmen, die stereoskopische Hinweise bei unserer Fähigkeit spielen, Änderungen des Blickwinkels zu erkennen. Die folgenden Demonstrationsergebnisse zeigen, dass, wenn die Größe eines planaren Objekts, in diesem Fall einer gekrümmten Kontur, dem Beobachter bekannt oder vertraut ist, die Änderung der 2D-Breite der Kurve (manchmal auch als Durchhang bezeichnet) verwendet wird, um die Änderung der RID, d.h. des Blickwinkels, zu erkennen (siehe Bell et al.10 für das vollständige Manuskript zu diesem Effekt). Im Folgenden wird eine psychophysische Methode zur Messung der Sensitivität gegenüber RID-Änderungen für 2D- und 3D-definierte planare Formen ausführlich beschrieben.

<table><tbody><tr><td>Stereo-Test</td><td>http://www.stereooptical.com/products/stereotests</td><td>Titmus Stereofly-Test</td><td>Handheld-Testgeräte</td></tr><tr><td>Vorgefertigte Stereogeräte</td><td>http://www.stereoaids.com.au</td><td>vorgefertigte Stereoskope</td><td>Geeignet für Desktop- und Laptop-Computer</td></tr><tr><td>Spiegel-Stereoskop</td><td>Sonderanfertigung; oder Edmundoptics</td><td>8 Spiegel-Stereoskop</td><td>www.edmundoptics.com</td></tr><tr><td>Grafikkarte</td><td>NVidia NVidia</td><td></td><td>oder ATI empfohlen</td></tr><tr><td>Experimentelle Steuerungssoftware</td><td>MATLAB MATLAB</td><td></td><td>, Python, C++, Visual Basic empfohlen</td></tr><tr><td>Experimentelle Steuerungssoftware</td><td>Psychtoolbox.org</td><td>Psychtoolbox</td><td>Kostenloser Download, erfordert aber MATLAB</td></tr><tr><td>Statistical Software</td><td>Graphpad</td><td>Prism V5</td><td>http://www.graphpad.com/</td></tr> <tr><td>Statistical Software</td><td>Palamedes</td><td>Psychophysik Leitfaden</td><td>http://www.palamedestoolbox.org</td></tr><tr><td>3D Projektion Dokumentation</td><td>Wikipedia</td><td></td><td>http://en.wikipedia.org/wiki/3D_projection</td></tr></tbody></table>

messung der empfindlichkeit gegenüber blickwinkeländerungen mit und ohne stereoskopische hinweise

Measuring Sensitivity to Viewpoint Change with and without Stereoscopic Cues

Die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Objekterkennung wird durch eine Änderung des Blickwinkels beeinträchtigt; was zeigt, dass menschliche Beobachter empfindlich auf diese Transformation reagieren. Hier diskutieren wir eine neuartige Methode zur Simulation des Aussehens eines Objekts, das einer Tiefendrehung unterzogen wurde, und erläutern die Unterschiede zwischen perspektivischen und orthographischen Projektionen. Als nächstes beschreiben wir eine Methode, mit der die menschliche Empfindlichkeit gegenüber Tiefendrehung gemessen werden kann. Schließlich diskutieren wir eine Vorrichtung zur Erzeugung einer lebendigen Wahrnehmung einer 3-dimensionalen Tiefendrehung; das Wheatstone Eight Mirror Stereoscope. Auf diese Weise zeigen wir ein Mittel auf, mit dem die Rolle stereoskopischer Hinweise bei der Unterscheidung von punktgedrehten Formen und Objekten bewertet werden kann.

Abbildung 4 zeigt beispielhafte Ergebnisse, die aus einem solchen Experiment stammen. Die y-Achse jeder Abbildung beschreibt den Anteil der Fälle, in denen das Testmuster als das mit dem größeren RID ausgewählt wurde. Anstatt die absolute Häufigkeit dieser Auswahl darzustellen, wird dies als Anteil angegeben. Die x-Achse beschreibt das physische RID des Testmusters; dabei wurde das Referenzmuster konstant bei einem RID von 45° gehalten. Die Datenpunkte repräsentieren den Anteil der Fälle, in denen der Be...

Wir diskutieren eine neuartige Methode zur Viewpoint-Rotation von visuellen Reizen und demonstrieren mit einem Spiegelstereoskop die dreidimensionale Wahrnehmung der Tiefenrotation. Die Technik kann verwendet werden, um die Rolle stereoskopischer Hinweise bei der Kodierung von viewpoint-gedrehten Figuren zu untersuchen.

Messung der Empfindlichkeit gegenüber Blickwinkeländerungen mit und ohne stereoskopische Hinweise

The speed and accuracy of object recognition is compromised by a change in viewpoint; demonstrating that human observers are sensitive to this ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die Rolle stereoskopischer oder dreidimensionaler Hinweise und die Erkennung von aus dem Blickwinkel gedrehten Figuren zu untersuchen. Dazu wird zunächst das Erscheinungsbild einer Form oder eines Objekts simuliert, das in der Tiefe gedreht wurde. Eine Drehung in der Tiefe ist vergleichbar mit einem Wechsel des Blickwinkels.Der zweite Schritt besteht darin, dem Betrachter durch das stereoskopische Spiegelgerät gedrehte Objekte zu präsentieren. Die Änderung des Blickwinkels, die dem Betrachter präsentiert wird, kann zwei- oder dreidimensional sein. Als nächstes führt der Experimentator die Versuche durch, um die Empfindlichkeit eines Beobachters gegenüber Blickwinkeländerungen zu bestimmen.Dieses Experiment wird für 2D- und 3D-Stimuli wiederholt. Der letzte Schritt besteht darin, die Verhaltensdaten zu analysieren, um die Empfindlichkeit des Beobachters gegenüber Perspektivenänderungen zu bestimmen und zu bestimmen, wie die Empfindlichkeit durch das Vorhandensein oder Fehlen stereoskopischer Hinweise beeinflusst wird. Letztlich wird mit der Methode gezeigt, wie menschliche Betrachter Formen und Objekte erkennen, wenn sie aus einem anderen Blickwinkel betrachtet werden.Diese Methode kann verwendet werden, um Schlüsselfragen im Bereich der Sehwissenschaft zu beantworten, z. B. welche Stadien der kortikalen Verarbeitung stereoskopische Informationen in ihre Darstellung einbeziehen, um die Verfahren zu demonstrieren. Heute wird Shannon Webb und Ehrenschülerin in meinem Labor sein. Führen Sie vor dem Experiment ein Pre-Screening durch, um sicherzustellen, dass der Proband für die Studie in Frage kommt.Fragen Sie unbedingt, ob er oder sie eine normale Sehschärfe hat oder auf normale Sehschärfe korrigiert wurde, entweder über eine Brille oder Kontaktlinsen. Holen Sie außerdem die schriftliche und informierte Zustimmung des Teilnehmers ein. Überprüfen Sie als Nächstes die Stereoschärfe des Teilnehmers mit einem einfachen Stereo-Handheld-Test.Setzen Sie dann den Teilnehmer an den Schreibtisch vor das Spiegelstereoskop und stellen Sie die Höhe des Stuhls für mehr Komfort ein. Schalten Sie das Licht aus und lassen Sie das Motiv mindestens drei Minuten lang dunkel anpassen. Denn das visuelle System funktioniert am besten, wenn es an die vorherrschenden Lichtverhältnisse angepasst ist.Lassen Sie nun den Teilnehmer durch das Stereoskop schauen. Weisen Sie den Probanden an, die horizontale Position der Fixationskreuze anzupassen, bis er nur noch ein Kreuz in der Mitte des Sichtfelds sieht. Wenn das Motiv zwei Kreuze sieht, ist die Trennung falsch und eine horizontale Anpassung erforderlich.Im folgenden Experiment werden die Ziele bei der Anzeige auf den Kreuzen eingetragen, und dieses Verfahren gewährleistet die Fusion in der richtigen Entfernung. Sobald alle Geräte eingerichtet sind und die binokulare Fusion erreicht ist, stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer bereit ist, mit dem Experiment zu beginnen, und geben Sie dann die folgenden Anweisungen für die Aufgabe, wie hier angegeben: Bei jedem Versuch sehen Sie zwei Kurven mit Rotation in der Tiefe oder RID. Sie müssen entscheiden, welche der beiden Kurven eine größere RID aufweist.Mit anderen Worten, was mehr von Ihrer Ansicht weg gedreht wird, drücken Sie die linke Maustaste. Wenn der erste Stimulus eine größere RID hat, drücken Sie die rechte Maustaste. Wenn die zweite Kurve mehr RID aufweist, handelt es sich um eine Forced-Choice-Aufgabe, bei der der nächste Versuch erst beginnt, wenn eine Reaktion auf einen früheren Versuch erfolgt ist.Wenn Sie sich nicht sicher sind, welcher Stimulus mehr RID hat, nehmen Sie bitte Ihre beste Schätzung vor, um die Rolle des Stereoskops zu bewerten. Stichwort und Urteile des RID. Messen Sie die Leistung der Teilnehmer sowohl unter Stereobedingungen als auch unter nicht-steroidalen Bedingungen getrennt.Um stereoskopische Hinweise darzustellen, sollte der Computer jedem Auge des Beobachters durch das Stereoskop einen anderen RID-Kurvenwinkel anzeigen, um die Kurven ohne Stereohinweise darzustellen. Präsentieren Sie beiden Augen die gleiche RID-Kurve. Initiieren Sie das Verfahren, das aus 140 Versuchen bestehen sollte.Verwenden Sie die Methode der konstanten Stimuli, um eine gleiche Anzahl von Versuchen zu gewährleisten. Für jeden Wert von RID der verwendeten Prüfkurve. Die Rids können entweder größer als kleiner oder gleich 45 Grad sein, wobei ein bestimmter Wert nach dem Zufallsprinzip aus dem Set für jeden Versuch ausgewählt wird.Die RID der Referenzkurve sollte konstant bei 45 Grad gehalten werden. RID randomisiert die Präsentation. Reihenfolge der Referenz- und Teststimuli bei jedem Versuch.Lassen Sie das Programm aufzeichnen, wie oft der Test als Test mit dem größeren RID-Winkel ausgewählt wird, und geben Sie dem Teilnehmer eine Pause. Nach jedem Versuchsblock bestehen die 140 Versuche hier aus 20 Wiederholungen bei jeweils sieben verschiedenen RID-Winkeln für die Prüfkurve, drei Winkel sind kleiner als 45 Grad, drei Winkel sind größer als 45 Grad und ein RID ist genau 45 Grad und entspricht damit der Referenzkurve. Lassen Sie den Computer am Ende jedes Durchlaufs Daten darstellen, die beschreiben, wie oft der Teilnehmer den Teststimulus bei einem RID-Winkel von mehr als 45 Grad in Abhängigkeit vom präsentierten RID-Winkel ausgewählt hat.Lassen Sie die Software die Daten mit der kumulativen SIAN-Funktion anpassen, um die Genauigkeit zu bestimmen, mit der der Proband in der Lage war, die RID-Unterscheidung durchzuführen, um die Steigung aus jedem Diagramm zu erhalten. Die Steigungsschätzungen für die Stereo- und Nicht-Steroidbedingungen können dann statistisch verglichen werden, um festzustellen, ob stereoskopische Hinweise zur Fähigkeit eines Beobachters beigetragen haben, die Veränderung der RID zu erkennen. Dieser Film zeigt die Veränderung des zweidimensionalen Netzhautbildes einer Form, die einer Drehung und Tiefe um die vertikale Achse unterzogen wird.Die wichtigste Änderung am Bild ist eine horizontale Komprimierung seiner Form. Hier sehen wir Beispielergebnisse für drei Beobachter, die die Empfindlichkeit gegenüber der Änderung des RID-Blickwinkels in Abhängigkeit vom RID-Winkel der Stimuli zeigen. Die Y-Achse in jeder Abbildung beschreibt den Anteil der Fälle, in denen das Testmuster mit einer größeren RID ausgewählt wurde.Die X-Achse beschreibt die physikalische RID des Testmusters. Das Referenzmuster wurde bei einem konstanten RID-Winkel von 45 Grad gehalten. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die Empfindlichkeit gegenüber der Blickwinkeldrehung von Objekten mit und ohne Stereohinweise messen können.Sie sollten verstehen, wie eine Perspektivenänderung simuliert werden kann und wie die Perspektive des Betrachters zwischen einer zweidimensionalen und einer dreidimensionalen Perspektive verändert werden kann.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Behavior

Verhalten

Messung der Empfindlichkeit gegenüber Blickwinkeländerungen mit und ohne stereoskopischen Hinweisen

Fernglas Rivalität tritt auf, wenn die Augen mit verschiedenen Bildern an der gleichen Stelle vorgestellt werden: ein Bild dominiert, während die andere unterdrückt, und die Dominanz wechselt regelmäßig. Rivalität ist nützlich für die Untersuchung von Wahrnehmungs-Auswahl und visuelle Wahrnehmung. Hier beschreiben wir einige einfache Methoden für die Erstellung und Verwendung binokularer Rivalität Reize.

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Dynamische Visuelle Tests zur Identifizierung und Quantifizierung von Visual Schäden und Reparaturen Nach Demyelinisierung in Optikusneuritis Patienten

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Präsentiert hier ist ein Protokoll zur Verbesserung der Stereoakuität mit gamified Perceptual Learning-Software auf der Grundlage von Zufällig-Punkt-Reizen. Die Patienten sind Stereo-Mangel-Patienten ohne Strabismus. Das Protokoll kombiniert Optometrie-Center-Besuche mit Hausübungen mit Software. Compliance und Stereoakuitätsentwicklung werden in der Cloud gespeichert.

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Die Methodik untersuchte visuelle und vestibuläre Beiträge zur Blickstabilisierung während optokinetischer und Ganzkörperrotationen. Die Stimulation erfolgte durch visuelle, vestibuläre und visuovestibuläre Studien. Die Torsions-Augenbewegungsverstärkung und die Nystagmusfrequenzen dienten als Indikatoren für die subkortikale Weiterleitung sensorischer Bewegungsinformationen an die reflexive Hirnstammreaktion für jeden Versuch.

Verwendung von Eye-Tracking zur Beurteilung der relativen Bedeutung von visuellem und vestibulärem Input für die subkortikale Bewegungsverarbeitung in der Rollebene

Hier präsentieren wir eine umfassende Reihe von Aufgaben zur Beurteilung des binokularen Sehens. Zu den Aufgaben gehören periphere Stereoakuität und Bewegung in der Tiefe, die durch aktuelle klinische Tests nicht bewertet werden. Die Integration dieser Aufgaben ermöglicht eine tiefgehende Einschätzung der Binokulatur einer Person.

Eine Reihe quantitativer Binokular-Sehtests für Erwachsene: Testprotokolle

Dieses Video stellt eine Methode zur Untersuchung altersbedingter Veränderungen der funktionellen Konnektivität der kognitiven Steuerungsnetzwerke durch gezielte Aufgaben / Prozesse beschäftigt. Die Technik basiert auf multivariate Analyse von fMRI-Daten.

Eine Methode zur Untersuchung altersbedingte Unterschiede in der Funktions Konnektivität der kognitiven Kontrolle Networks Verbunden mit Performance-Dimensional Change Card sortieren

Behavioral Aufgaben, die für die Beurteilung der Wahrnehmungs- und sensomotorischen Timing Fähigkeiten in der allgemeinen Bevölkerung zu ermöglichen (dh Nicht-Musiker) werden vorgestellt. Synchronisation von Fingertippen auf den Beat eines auditiven Reizen und Erkennen rhythmischen Unregelmäßigkeiten stellt ein Mittel zur Aufdeckung von Rhythmusstörungen.

Aufdecken Schlag Taubheit: Entdecken Rhythmusstörungen mit Synchronized Finger Tapping und Wahrnehmungszeit Aufgaben

Eine Methode zur Beurteilung der Belastungsausdauer bei Labormäusen ohne die Verwendung eines Schockgitters wird demonstriert. Diese Methode ist eine humane Verfeinerung, die die verwirrenden Effekte von Stress auf experimentelle Parameter verringern kann.

Beurteilung der Murine sportliche Ausdauer, ohne die Verwendung eines Shock Grid: Eine Alternative zur Zwangsübung

Erfahren Sie, wie stereoskopische Hinweise die Erkennung von Blickwinkel-rotationen beeinflussen. Diese Methode nutzt einen Spiegelstereoskop, um Tiefenwahrnehmung zu untersuchen und die visuelle Verarbeitung zu analysieren.

Messung der Empfindlichkeit gegenüber Blickwinkeländerungen mit und ohne stereoskopische Hinweise

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