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방법 논문

Measuring Sensitivity to Viewpoint Change with and Without Stereoscopic Cues(입체 신호의 유무에 따른 뷰포인트 변화에 대한 민감도 측정)

4.2K 조회수

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DOI:

10.3791/50877

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2013년 12월 4일

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이 논문에서

요약

우리는 시각적 자극의 시점 회전에 대한 새로운 방법에 대해 논의하고 거울 입체경을 사용하여 깊이 있는 회전의 3차원 지각을 시연합니다. 이 기술은 시점 회전 그림을 인코딩하는 데 입체 신호의 역할을 조사하는 데 사용할 수 있습니다.

초록

관점의 변화로 인해 객체 인식의 속도와 정확도가 저하되며, 이는 인간 관찰자가 이러한 변화에 민감하다는 것을 보여줍니다. 여기에서는 심층적 인 회전을 거친 물체의 모양을 시뮬레이션하는 새로운 방법에 대해 논의하고 원근법과 직교 투영의 차이점에 대한 설명을 포함합니다. 다음으로 심층 회전에 대한 인간의 민감도를 측정할 수 있는 방법을 설명합니다. 마지막으로, 우리는 3차원 회전에 대한 생생한 지각을 심층적으로 생성하는 장치에 대해 논의합니다. 휘트스톤 에이트 미러 스테레오스코프. 이를 통해 우리는 시점, 회전된 형상 및 물체의 구별에서 입체 신호의 역할을 평가할 수 있는 방법을 밝힙니다.

서론

많은 연구에서 관점1-7의 변화에 의해 물체 인식의 속도와 정확도가 저하된다는 것을 보여주었습니다. 예를 들어, 얼굴 인식은 얼굴이 정면-평행 평면, 즉 "정면 켜짐"에서 볼 때 가장 좋으며, 얼굴이 정면-평행 평면에서 멀어지도록 깊이 회전할 때 체계적으로 감소합니다. 시점의 변화는 관찰자 또는 관찰된 개체가 이동할 때 발생할 수 있습니다. 중요한 것은 관찰자1-4,6,8에 입체 신호를 도입함으로써 시점 비용이 종종 감소한다는 것입니다. 그러나 3D 객체와 평면 객체의 회전을 구별하는 것이 중요합니다. 전자는 회전 시 새로운 텍스처 또는 구조 정보를 나타낼 수 있지만 평면 객체에서는 발생하지 않습니다. 이 커뮤니케이션에서는 RID(Rotation-in-Depth)의 대상이 된 평면 모양 및 개체의 모양을 시뮬레이션하는 방법에 대해 설명합니다. 우리는 RID 이미지의 2차원 투영을 휘트스톤 미러 스테레오스코프9를 기반으로 하는 RID의 생생한 3D(3차원) 인식으로 변환하는 장치에 대해 설명합니다. 마지막으로, 우리는 입체(3D) 단서가 관점 변화에 대한 민감도에 영향을 미치는지 여부를 결정하기 위한 정신물리학적 방법을 보고합니다. 동영상 1은 뷰포인트 변경/RID에 의해 모양의 모양이 어....

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프로토콜

1. 사전 심사

  1. 검사하기 전에 각 참가자로부터 서면 및 정보에 입각한 동의를 받으십시오.
  2. 피험자에게 시력이 정상인지 또는 정상으로 교정되었는지(예: 안경)인지 물어보십시오.
  3. 간단한 휴대용 스테레오 테스트를 사용하여 참가자의 스테레오 시력을 확인합니다.

2. 스테레오스코프에서 양안 융합 달성

  1. 참가자를 거울 스테레오스코프 앞 책상에 앉히고 편안함을 위해 의자 높이를 조정합니다.
  2. 조명이 어두워질 수 있도록 조명을 끄고 최소 3분 동안 적응합니다. 시각 시스템은 일반적인 조명 조건에 적응할 때 가장 잘 수행됩니다.
  3. 참가자가 스테레오스코프를 통해 보도록 합니다. 그들은 각 눈의 모니터에 십자가가 표시되는 것을 볼 수 있습니다. 그들은 시야의 중심에서 하나의 십자가 만 볼 때까지 고정 십자가의 수평 위치를 조정해야합니다. 두 개의 십자가가 보이면 이 분리는 잘못된 것이며 수평 조정이 필요합니다. 표적은 표시될 때 십자가의 중앙에 위치하며 이 절차는 올바른 거리에서 융합을 보장합니다.
  4. 참가자는 이제 실험을 시작할 준비가 되었습니다.

3. ....

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결과

그림 4는 이러한 실험에서 얻은 결과의 예시를 도식화한 것입니다. 각 그림의 y축은 테스트 패턴이 더 큰 RID를 가진 것으로 선택된 비율을 나타냅니다. 이 결과가 발생한 절대적인 횟수를 도식화하는 대신 비율로 표시하였습니다. x축은 테스트 패턴의 물리적 RID를 나타내며, 여기서 기준 패턴은 45° RID로 일정하게 유지되었음을 기억하시기 바랍니다. 데이터 포인트는 다양한 물리적 RID 범위에서 관찰자가 테스트 곡선이 더 큰 RID를 가졌다고 선택한 비율을 나타냅니다. 컴퓨터는 테스트 패턴이 더 큰 RID를 가진 것으로 선택된 횟수만을 기록합니다. 이는 "이상적인" 관찰자의 데이터가 0(테스트 패턴의 RID가 기준 패턴보다 작을 때 더 크다고 선택한 경우가 전혀 없음)에서 1(테스트 패턴의 RID가 기준 패턴보다 클 때 항상 더 크다고 선택함) 사이의 범위를 가져야 함을 의미합니다.

플롯된 데이터를 통해 RID 변화에 대한 관찰자의 민감도를 결정할.......

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토론

이 커뮤니케이션에서 논의된 방법은 관점 회전 대상의 차별 및/또는 인식과 관련된 질문을 해결하려는 모든 연구자가 사용할 수 있습니다. 중요한 것은 원근법 투영 방법이 여기에 표시된 자극에만 국한되지 않는다는 것입니다. 대신 선에서 복잡한 물체의 그림에 이르기까지 광범위한 실험 자극에 적용할 수 있습니다. 소개에서는 맞춤형 소프트웨어 또는 MATLAB과 같은 라이브러리 소프트웨어를 사용하여 이 변환을 적용하는 방법을 설명합니다.

다양한 관점에서 물체를 인식하는 방법을 이해하는 데 상당한 관심이 있습니다. 음영 또는 밝기 변화6,14 및 폐색11을 사용하는 것을 포함하여 표면과 물체의 3D 구조 및 방향의 변화를 시뮬레이션하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 사실, 관점의 변화는 종종 이러한 속성의 변화와 상관관계가 있으므로 향후 연구에서는 다양한 유형의 단서가 단독으로 또는 조합된 역할을 조사해야 합니다. 우리의 방법은 그 목표에 기여할 수 .......

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공개 사항

저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다. 제1저자 제이슨 벨(Jason Bell)은 호주 국립 대학교의 정규직 직원입니다. David Badcock과 J Edwin Dickinson은 University of Western Australia의 정규직 직원입니다. Fred Kingdom은 McGill University의 정규직 직원입니다.

감사의 글

이 연구는 호주 연구 위원회의 지원을 받았습니다. ARC Grant # JB에게 주어질 DP110101511 있습니다. National Sciences and Engineering Research Council, NSERC of Canada Grant # RGPIN121713-11 FK에 수여 ; ARC는 DRB에 # DP130102580 및 DP110104553 부여합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
스테레오 테스트http://www.stereooptical.com/products/stereotests Titmus 스테레오 플라이 테스트핸드 헬드 테스트 장치
사전 구축 스테레오 장치http://www.stereoaids.com.au사전 구축 입체 스코프데스크톱 및 노트북 컴퓨터에 적합
미러 입체 경맞춤 제작; 또는, Edmundoptics8 미러 입체www.edmundoptics.com
그래픽 카드NVidia NVidia또는 ATI 권장
실험 제어 소프트웨어MATLABMATLAB, Python, C++, Visual Basic 권장
실험 제어 소프트웨어Psychtoolbox.orgPsychtoolbox무료 다운로드 가능하지만 MATLAB
통계 소프트웨어GraphpadPrism V5http://www.graphpad.com/
Statistical 소프트웨어Palamedes정신 물리학 가이드http://www.palamedestoolbox.org
3D 프로젝션 문서Wikipediahttp://en.wikipedia.org/wiki/3D_projection

참고문헌

  1. Bennett, D. J., Vuong, Q. C. A stereo advantage in generalizing over changes in viewpoint on object recognition tasks. Percep. Psychophys. 68, 1082-1093 (2006).
  2. Bulthoff, H. H., Edelman, S. Y., Tarr, M. J. How are three-dimensional objects represented in the br....

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