La habitación de Ames

JoVE Science Education
Sensation and Perception

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JoVE Science Education Sensation and Perception

The Ames Room

6.3: Perspectives on Sensation and Perception

6.11: The Inverted-face Effect

17,709 Views

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06:36 min

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August 03, 2015

Overview

Fuente: Laboratorio de Jonathan Flombaum, Johns Hopkins University

El reto más difícil de la percepción visual se describe a menudo como uno de recuperar información sobre un espacio tridimensional de retinas bidimensionales. La retina es el tejido sensible a la luz dentro del ojo humano. La luz se refleja de los objetos en el mundo, las proyecciones de la retina que estimulan estas células sensibles luz del bastidor. Objetos que están al lado en el mundo producirán estímulos de side-by-side en la retina. Pero los objetos que están más lejos del observador no pueden producir estímulos más distantes, en comparación con objetos cercanos que es. Distancia de la tercera dimensión-se contrae en la retina.

Entonces, ¿cómo podemos ver en tres dimensiones? La respuesta es que el cerebro humano aplica una variedad de supuestos y heurística para hacer inferencias sobre distancias dadas las entradas recibidas en la retina. En el estudio de la percepción, hay una larga tradición de uso de ilusiones visuales como una forma de identificar algunos de estos heurísticos y supuestos. Si los investigadores saben qué trucos es usando el cerebro, debe ser capaces de engañar el cerebro viendo cosas inexacto. Este video le mostrará cómo construir una habitación de Ames, una ilusión visual que ilustra uno de los supuestos aplicados por el sistema visual humano para recuperar la profundidad visual.

Procedure

1. materiales

Para construir una habitación de Ames necesitas cuatro piezas de cartulina, cada uno de 1 ft de alto. Las cuatro piezas deben variar de longitud, incluyendo una pieza de 2 pies, dos piezas de 1 ft y una pieza que es 1,5 pies de largo.
Usted también necesitará dos estatuillas de alguna clase, figuras de acción, soldados de juguete, incluso peluches hará el el truco. Los dos deben ser aproximadamente la misma altura y menor ¾-pies de altura.
También será necesario un corte de caja y pegamento o cinta.

2. montar la habitación de Ames

Comience con una de las dos piezas de 1 pie de cartón. Poner un centavo en ella, justo en el centro y usar el Cúter para cortar alrededor de penny para producir un agujero. Se trata de la apertura para la habitación de Ames.
La figura 1 muestra esquemáticamente los tres primeros pasos del montaje, descrito en 2.2. -2,4. Levántese la pieza con el orificio y a su derecha Sujete la otra pieza de 1 pie de cartón, para que los dos forman un ángulo recto. Tienes un objeto que parece que en la Figura 1a, cuando vieron desde arriba.

Figura 1: construcción de una habitación de Ames equivale a la construcción de un polígono irregular de cuatro lados (de cartón). El primer paso consiste en tallar una mirilla tamaño de penny en un pedazo de cartón de 1 ft. Luego coloque un pedazo de igual tamaño de cartulina para producir una situación, el ángulo recto como el mostrado en (A). A continuación, coloque un pedazo de 2 pies de cartón, también en ángulo recto al ras, a la izquierda de la pieza con la mirilla. El resultado es schematized en B. Finalmente, adhiera un pedazo de 1,5 pies de cartón para cerrar el polígono. El producto final se muestra en C.

Fije la pieza de dos pies en el otro lado de la pieza con la abertura. Tienes un objeto que parece que en la Figura 1b cuando vieron desde arriba.
Finalmente, coloque la pieza de 1,5 pies para cerrar la estructura. Tienes un polígono de cuatro lados como el de la figura 1C.
Para completar la habitación de Ames y producir la ilusión de tomar la dos figuras y el lugar uno en cada uno de los vértices donde se fija la cartulina de 1,5 pies al resto de la estructura. En la figura 2, estos dos lugares se denotaron por círculos verdes. Las figurillas deben hacer frente a la apertura.

Figura 2: los puntos verdes indican la posición relativa de figuras dentro de la habitación de Ames. Para producir la ilusión más fuerte, es fundamental colocar las dos figuras en los dos vértices de ángulo no recto del polígono.

3. ver la ilusión

Ver la ilusión, solo en la habitación de Ames mirando a través de la abertura.

Ilusiones visuales a menudo explotan el hecho de que una persona recibe entrada de ambos ojos para ver el mundo en tres dimensiones.

Por ejemplo, si alguien está hablando con un amigo a través de la puerta del apartamento abierta, a discernir este individuo como parado a pocos pasos delante de la pared del pasillo. Esta percepción es debida, en parte, al hecho de que el cerebro de la persona recibe y combina dos imágenes del amigo, uno del ojo derecho y otro de la izquierda.

Sin embargo, si la puerta cierra de repente cerrada y el arrendatario es obligado a mirar a su amigo con un ojo por un agujero, tamaño y profundidad cada vez más difíciles de juzgar.

La habitación de Ames: una estructura nombrada después de su inventor oftalmólogo Aldebert Ames — manipula este aspecto binocular de la visión y hábilmente utiliza geometría para engañar al sistema visual a identificar tamaños de objetos como ser diferente cuando en realidad son lo mismo.

Este video muestra cómo diseñar una habitación de Ames, la ilusión crea y discute cómo tal engaño se utiliza en efectos especiales para películas de documentos.

En este experimento, los participantes para ver una muestra distorsionada con un ojo mirando a través de una abertura, la configuración del toda es la habitación de Ames. La perspectiva forzada asegura que el cerebro recibe sólo una imagen de la escena, y no hay profundidad de señales desde el ojo contralateral.

El geométrico truco aquí es que la pantalla está construida con paredes laterales de longitud irregular, haciendo la pared diagonal en lugar de paralelo a la pared frontal. Tal construcción no produce los ángulos rectos que se espera en una habitación.

En cambio, nace una situación donde dos del mismo tamaño figuras: colocados en las esquinas traseras — varían en distancia de la abertura. Es decir, el de la izquierda es más lejos que del lado derecho.

Los participantes se les pide que informe lo que ven, y sus respuestas se registran como la variable dependiente. Se espera que se informe el carácter de la derecha es mucho más grande, aunque sean del mismo tamaño.

Antes de llegan los participantes, montar una versión de pequeña escala de la habitación de Ames, usando tijeras o un cuchillo, cinta, un gobernante, cuatro, un pie ancho cartón piezas de longitudes diferentes y dos, igualmente muñecos tamaño.

Primero hacer la abertura: Trace una línea alrededor de un centavo en el centro de una de las piezas de pies de largo. Corte alrededor de este contorno y luego empuje la parte dejar un pequeño agujero. Soporte este segmento y con cinta, sujete a la otra parte largo de un pie de cartón para formar un ángulo de 90° en lo que va a ser el lado derecho.

Ahora sujete la pieza de dos pies en el lado izquierdo, formando un ángulo de 90°. Finalmente, conecte la sección de un pie y medio restante para cerrar el polígono. Tenga en cuenta que la parte trasera no forman ángulos rectos.

Con la pantalla montada, colocar dos figuras tienen la misma altura en las esquinas traseras, una en cada vértice.

Para comenzar el experimento, asegúrese de que la espalda se cubre para evitar revelar la geometría sesgada de la exposición y un participante en el frente del asiento. Explicar que ella es mirar en la apertura y el informe que de los dos personajes es más grande.

En este punto, permitir a inclinarse en el participante. Mientras que ella está mirando por dentro, pregúntale cuál es más grande y tenga en cuenta su respuesta. [Participante dice: derecho es más grande.]

En esta demostración, el participante fue engañado para pensar que los personajes difieren en tamaño. En este caso, ella divulgó la figura derecha es más grande que el izquierdo.

Aquí, la expectativa subyacente fue basada en experiencias anteriores — que deben adjuntar las paredes en ángulo recto. Porque el cerebro no pudo reunir pruebas derechos compensatorios — como el que podría ser proporcionado por el otro ojo, se aplica por lo tanto, la Asunción. Esto dio lugar en la sala de apariencia rectangular, con la pared ocupando la posición indicada.

La implicación entonces es que las dos figuras al lado. Ahora, lo que parecía en la retina — dos diverso tamaño las proyecciones — fue interpretada por el cerebro como una diferencia de tamaño, más que causadas por los objetos a diferentes distancias desde el visor.

Ahora que está familiarizado con la ilusión de la habitación de Ames, vamos a ver cómo sus principios se aplican en situaciones con efectos especiales y visión de realidad virtual.

Muchas escenas de la película han sido filmadas dentro de una habitación de Ames establecido. Porque los cuadros son capturados a través de las aberturas de las cámaras, directores pueden representar un actor como es super pequeño y un robot de ser mucho mayor de lo que realmente es colocando simplemente les adecuadamente alrededor de la habitación.

Por ayudarnos a entender las señales necesarias por los seres humanos para percibir el mundo visual en 3D, la habitación de Ames también ha ayudado a los investigadores diseñar mejores herramientas de realidad virtual que utilizan ilusiones de tamaño.

Tales sistemas realmente pueden ayudar a los individuos visualizar proyectos de remodelación y diseño de viviendas. Mediante el uso de dispositivos de realidad virtual, se pueden colocar objetos para que los espectadores pueden percibir la actualidad de aspecto dentro de un espacio dado.

Sólo has visto video de Zeus en la habitación de Ames. Ahora debe tener una buena comprensión de cómo la exposición de diseño y ejecutar la demostración, así como interpretar las respuestas y aplicar los principios detrás de la ilusión.

¡Gracias por ver!

Results

¿Qué ves cuando ves a la habitación de Ames? Figura 3 esquematiza el efecto de la figura de la derecha debería ser mucho más grande que el de la izquierda, a pesar de que sabes que son del mismo tamaño.

Figura 3: Representación esquemática de lo que la gente ve en la habitación de Ames, en comparación con el hecho de la materia, es decir , lo que está realmente allí. El lado derecho de la figura muestra los verdaderos tamaños relativos y las distancias de las figurillas en la sala: son igualmente altos, y el de la izquierda es más lejos del espectador. Pero cuando se mira a través de la abertura, la ilusión, representada a la izquierda, es que la figura de la izquierda se ve para estar de pie junto a la persona a la derecha, y figura también mucho menor.

¿Qué pasa? Antes de explicar la habitación de Ames en particular, tenemos que considerar el problema general de percibir el tamaño y profundidad al mismo tiempo. La proyección que un objeto produce en la retina varía de tamaño en proporción al tamaño del objeto; pero las proyecciones también variará en tamaño en función de la distancia de un objeto desde la superficie proyectos en (en este caso la retina). En otras palabras, una proyección muy grande en la retina podría significar que el objeto correspondiente es muy grande y bastante lejos del observador, o podría significar que el objeto correspondiente es pequeña, pero muy cerca. Objetos grandes pueden lanzar proyecciones pequeñas cuando están lejos, y pequeños objetos pueden lanzar proyecciones grandes cuando están cercanas. Tamaño y distancia de separación es uno de los principales problemas a la visión 3D. Figura 4 esquematiza este problema general en referencia a dos árboles del mismo tamaño pero a diferentes distancias relativa de un observador.

Figura 4: Un diagrama para ilustrar el problema de percibir simultáneamente tamaño y distancia. En el lado izquierdo de la figura son dos árboles de igual altura. A su derecha, es un observador, como un ojo. Debido a la posición relativa del observador a los árboles y la física de proyección óptica, el árbol a la izquierda del observador lanzará una reflexión mucho más pequeños en la retina del observador, en comparación con el árbol de la derecha. Esto es porque el árbol a la derecha está más cercano del observador. ¿Pero las proyecciones en las dos dimensiones retina, lo que debe el observador piensa, es el árbol de la izquierda más pequeño, o simplemente más lejos?

Lo volver a la habitación de Ames ahora, que demuestra ilusiones específicas es uno de los trucos que el cerebro utiliza para estimar los tamaños de objetos y distancias de objeto. En concreto, el cerebro aplica un supuesto: asume que en ausencia de fuertes derechos compensatorios evidencia, que las estructuras conectan uno al otro en ángulos rectos.

Echemos un vistazo atrás a la configuración de la habitación de Ames ahora para entender cómo la ilusión explota esa suposición. Las paredes de la habitación son todos del mismo color, y mirando a través de un pueblo pequeño de la abertura no puede decir que la pared es diagonal. Por lo que el cerebro asume que es recto-que la habitación de Ames es rectangular en lugar de irregular. La implicación de esa suposición es que la estatuilla en el lado izquierdo de la habitación (en relación a la vista de la abertura) es mucho más cercana al observador lo que realmente es. De hecho, la implicación es que en la misma distancia que la figura de la derecha. Porque es realmente más lejos, la figura de la izquierda proyecta una imagen más pequeña en la retina del observador que la estatuilla a la derecha. Pero el cerebro ha hecho una hipótesis que implica que son la misma distancia. Así que ¿qué podría explicar las diferencias en los tamaños de las proyecciones de la estatuilla? El cerebro consigue de engañado: las razones que la figura de la izquierda debe ser mucho más pequeña que el derecho de producir la ilusión. Figura 5 camina a través de este razonamiento en relación con la geometría de la habitación de Ames.

Figura 5. La habitación de Ames trucos del cerebro humano, produciendo la ilusión del tamaño, tomando ventaja de la suposición de que el cerebro hace sobre geometría. En concreto, el cerebro humano supone que paredes Coloque uno al otro en ángulos rectos. Mirando a través de la apertura de la habitación de Ames, el cerebro no puede reunir evidencia derechos compensatorios, y por lo tanto se aplica esa suposición. El resultado es que piensa que la habitación de Ames es rectangular, con la pared ocupando las posiciones de la línea punteada en la figura. La implicación, entonces, es que las dos figuras están lado a lado, y que la figura de la izquierda es mucho más cercana al observador que es exacta. El cerebro entonces se pide por qué dos objetos de side-by-side fundidos tan diferente tamaño de las proyecciones de la retina. La respuesta da: deben ser diversos tamaños.

Applications and Summary

Entender cómo los seres humanos perciben el mundo visual en 3D ha sido un área importante de investigación y un logro importante del moderno estudio de la percepción. Algunas de las aplicaciones importantes que han surgido, en consecuencia, están en el desarrollo de 3D y realidad virtual, tecnología de visualización. La habitación de Ames específicamente se ha utilizado durante mucho tiempo en el cine, como una especie de efecto especial. Supongamos que una película tiene que representar un gigante, o alguien muy pequeño. Rodando escenas interiores dentro de una habitación de Ames puede producir la ilusión al espectador de que algunas personas son mucho mayores (o menores) de lo que realmente son. La cámara, después de todo es una apertura.

Transcript

Las ilusiones visuales a menudo explotan el hecho de que una persona recibe información de ambos ojos para ver el mundo en tres dimensiones.

Por ejemplo, si alguien está hablando con un amigo a través de la puerta abierta de su apartamento, distinguirá que esta persona está parada unos pasos frente a la pared del pasillo. Esta percepción se debe, en parte, al hecho de que el cerebro de la persona recibe y combina dos imágenes del amigo, una del ojo derecho y otra del izquierdo.

Sin embargo, si la puerta se cierra de repente y el inquilino se ve obligado a mirar a su amigo con un ojo a través de un agujero, el tamaño y la profundidad se vuelven más difíciles de juzgar.

La Sala Ames, una estructura que lleva el nombre de su inventor oftalmólogo Aldebert Ames, manipula este aspecto binocular de la visión y utiliza hábilmente la geometría para engañar al sistema visual para que identifique los objetos. tamaños como si fueran diferentes cuando en realidad son iguales.

Este video muestra cómo diseñar una habitación Ames, documenta la ilusión que crea y analiza cómo se usa tal engaño en los efectos especiales de las películas.

En este experimento, los participantes ven una exhibición distorsionada con un solo ojo mirando a través de una abertura: toda la configuración es la sala Ames. La perspectiva forzada asegura que el cerebro reciba solo una imagen de la escena y no señales de profundidad del ojo contralateral.

El truco geométrico aquí es que la pantalla está construida con paredes laterales de longitud irregular, lo que hace que la pared trasera sea diagonal en lugar de paralela a la pared frontal. Dicha construcción no produce los ángulos rectos que se esperan en una habitación.

En su lugar, se crea una situación en la que dos figuras del mismo tamaño, colocadas en las esquinas traseras, varían en distancia de la abertura. Es decir, el de la izquierda está más lejos que el del lado derecho.

Se pide a los participantes que informen sobre lo que ven y sus respuestas se registran como variable dependiente. Se espera que informen que el personaje de la derecha es mucho más grande, a pesar de que son del mismo tamaño.

Antes de que lleguen los participantes, ensamble una versión a pequeña escala de la Sala Ames, usando tijeras o un cuchillo, cinta adhesiva, una regla, cuatro piezas de cartón de un pie de ancho de diferentes longitudes y dos figuras de acción del mismo tamaño.

Primero haz la apertura: Traza alrededor de un centavo en el centro de una de las piezas de un pie de largo. Corta alrededor de este contorno y luego empuja la pieza hacia afuera para dejar un pequeño agujero. Levanta este segmento y, con cinta adhesiva, pégalo a la otra porción de cartón de un pie de largo para formar un 90? ángulo en lo que será su lado derecho.

Ahora sujete la pieza de dos pies en el lado izquierdo, formando otro 90? ángulo. Finalmente, conecte la sección restante de un pie y medio para cerrar el polígono. Tenga en cuenta que la parte trasera no debe formar ángulos rectos.

Con la pantalla montada, coloque dos figuras de la misma altura en las esquinas traseras, una en cada vértice.

Para comenzar el experimento, asegúrese de que la parte posterior esté cubierta para evitar revelar la geometría sesgada de la exhibición y siente a un participante al frente. Explique que ella debe mirar dentro de la abertura e informar cuál de los dos personajes es más grande.

En este punto, permita que el participante se incline. Mientras mira adentro, pregúntale cuál es más grande y observa su respuesta. [El participante dice: El derecho es más grande.]

En esta demostración, se engañó al participante para que pensara que los personajes diferían en tamaño. En este caso, informó que la figura de la derecha era más grande que la de la izquierda.

En este caso, la expectativa subyacente se basaba en experiencias previas de que las paredes debían fijarse en ángulo recto. Debido a que el cerebro no podía reunir pruebas compensatorias, como las que podía proporcionar el otro ojo, aplicó la suposición. Esto dio lugar a que la habitación pareciera rectangular, con la pared del fondo ocupando la posición mostrada.

La implicación entonces era que las dos figuras estaban una al lado de la otra. Ahora bien, lo que aparecía en la retina -dos proyecciones de diferentes tamaños- era interpretado por el cerebro como una diferencia de tamaño, en lugar de una causada por los objetos situados a diferentes distancias del espectador.

Ahora que está familiarizado con la ilusión de Ames Room, veamos cómo se aplican sus principios en situaciones que involucran efectos especiales y visualización de realidad virtual.

Muchas escenas de películas se han filmado dentro de un set de Ames Room. Debido a que los fotogramas se capturan a través de las aberturas de las cámaras, los directores pueden representar a un actor como súper pequeño y a un robot como mucho más grande de lo que realmente es simplemente colocándolos adecuadamente en la habitación.

Al ayudarnos a comprender las señales que necesitan los humanos para percibir el mundo visual en 3D, la Sala Ames también ha ayudado a los investigadores a diseñar mejores herramientas de realidad virtual que emplean ilusiones de tamaño.

Dichos sistemas pueden ayudar a las personas a visualizar proyectos de remodelación y diseño de viviendas. Mediante el uso de dispositivos de realidad virtual, los objetos se pueden colocar de manera que los espectadores puedan percibir la realidad de la apariencia dentro de un espacio determinado.

Acabas de ver el video de JoVE en el Ames Room. Ahora debe tener una buena comprensión de cómo diseñar la exhibición y llevar a cabo la demostración, así como cómo interpretar las respuestas y aplicar los principios detrás de la ilusión.

¡Gracias por mirar!

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