Verdrängung

Sensation and Perception

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Overview

Quelle: Labor von Jonathan Flombaum, Johns Hopkins University

Menschlichen Auges hängt von lichtempfindlichen Nervenzellen, die auf der Rückseite das Auge auf ein Gewebe namens die Netzhaut angeordnet sind. Die Neuronen, die Stäbchen und Zapfen genannt, weil ihre Formen sind nicht gleichmäßig auf der Netzhaut verteilt. Stattdessen gibt es eine Region in der Mitte der Netzhaut, genannt die Makula wo Zapfen dicht gepackt sind, und vor allem so in einen zentralen Teilbereich der Makula genannt die Fovea. Außerhalb der Fovea gibt es praktisch keine Zapfen und Stab Dichte sinkt erheblich mit größerer Entfernung von der Fovea. Abbildung 1 schematizes dieser Anordnung. Diese Art der Anordnung wird auch in der Sehrinde repliziert: viel mehr Zellen repräsentieren Stimulation der Fovea im Vergleich zu der Peripherie.

Figure 1
Abbildung 1. Schematische Darstellung des menschlichen Auges und die Verteilung von Licht-sensitiven Rezeptor Zellen auf der Netzhaut. Die Pupille ist die Öffnung an der Vorderseite des Auges, das Licht zu betreten erlaubt. Licht konzentriert sich dann auf die Netzhaut, Nervengewebe im hinteren Teil des Auges, die Stäbchen und Zapfen, lichtempfindlichen Zellen besteht. In der Mitte der Netzhaut ist die Makula, und in der Mitte der Makula ist die Fovea. Der Graph schematizes die Dichte der Rute und Kegel-Rezeptoren auf der Netzhaut in Abhängigkeit von ihrer Position. Zapfen, die für die Farbwahrnehmung verantwortlich sind, befinden sich fast ausschließlich in der Fovea. Stäbe, welche Unterstützung in Low-Light Bedingungen zu sehen sind ebenso stärker in der Nähe von der Fovea, mit Cluster schnell fallen dichten außerhalb der Makula.

Das Ergebnis: Wir sehen sehr wohl in dem Teil des Universums, die unsere Augen anvisiert werden direkt, die Teil des Raumes, die Stimulierung der Fovea; aber wir tatsächlich sehen nicht sehr gut in der Peripherie. Wir beachten nicht wirklich es zwar, weil unsere Augen ständig bewegen, bauen eine Darstellung des Raums aus vielen einzelnen Fixierungen.

Eine Möglichkeit, die Eigenschaften des peripheren Sehens zu studieren ist mit einem Phänomen bekannt als Verdrängung. 1 Crowding bezieht sich auf die Unfähigkeit, Objekte in Unordnung erkennen und erleben wir besonders stark drängen, wenn Objekte in der Peripherie angezeigt werden. Abbildung 2a ist ein Beispiel, in denen sollte man crowding erleben: Blick auf das Kreuz in der Mitte, und siehe, wenn Sie den Brief melden können, die in der Mitte der Packung auf der rechten Seite ist. Es ist wahrscheinlich ziemlich schwer. Jetzt in Figur 2 b versuchen, den Buchstaben auf der linken Seite melden. Viel einfacher! In dieser Abbildung ist der Brief nicht überfüllt und gibt es keine Unordnung um ihn herum, so dass es leichter zu erkennen ist.

Figure 2a

Abbildung 2a. Voll Reiz. Fixieren Sie das Kreuz in der Mitte zu, und sehen Sie, ob Sie die Buchstaben in der Mitte der Packung auf der linken Seite erkennen können. Es sollte schwierig sein, weil die Buchstaben in der Peripherie sind und der zentralen Buchstaben sich durch die Buchstaben um ihn herum drängten.

Figure 2b

Abb. 2 b. Nicht überlaufen Reiz. Dieser Reiz ist identisch mit Abbildung 2a, außer, dass der Buchstabe G nicht überlaufen-keine andere Buchstaben umgeben. Auch beim Fixieren des Kreuzes, sollte das Schreiben leicht zu erkennen, sein, obwohl es genauso wie in der Peripherie wie das G in Figur 2a ist.

Dieses Video demonstriert, wie entwerfen und implementieren eine crowding Experiment mit Buchstaben als Stimuli.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Grundlagen der Sensation und Wahrnehmung. Verdrängung. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Procedure

(1) Reize und Design

  1. Studien umfassen alle englischen Konsonanten, geschrieben in schwarz und in 36 PT Helvetica-Schrift dargestellt.
  2. Jeden Versuch des Experiments beginnt mit einer Fixierung Kreuz in der Mitte des Displays für 500 ms, gefolgt von Reize präsentiert nach rechts oder links des Kreuzes für 500 ms, und schließlich gefolgt von einem Antwort-Bildschirm dargestellt. Abbildung 3 schematizes der experimentellen Ablauf.

Figure 3
Abbildung 3. Trial Sequenz. Die Abfolge der Ereignisse in einer einzigen Studie des Experiments lautet wie folgt: der Teilnehmer fixiert das zentrale Kreuz und drückt die Leertaste, um den Prozess zu initiieren. Nach 500 ms erscheint der Test Reiz entweder nach rechts oder links neben der Fixierung, einschließlich drei Buchstaben. Die Teilnehmer sollten verhindern, dass Augenbewegungen, sondern sollten versuchen, den Buchstaben in der Mitte der Gruppe zu identifizieren. Nach 500 ms, an welcher, die Stelle der Teilnehmer aufgefordert wird eine Berichterstattung des Briefes, den sie in der Mitte der Gruppe sahen Antworten verschwinden die Buchstaben.

Figure 4
Abbildung 4. Variablen für die Manipulation. Gibt es zwei wichtige Variablen, die in einem crowding Experiment manipuliert werden können. Das erste heißt die Exzentrizität, bezogen auf den Abstand zwischen der Fixierung Kreuz und der Zielreiz, in diesem Fall dem Buchstaben in der Mitte einer Gruppe von drei. Die zweite Variable heißt den inter-Stimulus-Abstand bezieht sich auf den Abstand zwischen den Ziel-Brief und jeder von seinen Nachbarn. In einem Experiment diese beiden Variablen werden in der Regel gemeinsam bearbeitet werden, um ein Drittel abgeleitet Variable mit dem Namen des relative Abstands, definiert als das Verhältnis der relative Abstand der Exzentrizität.

  1. Die Reize präsentiert in jeder Prüfung werden immer in Gruppen von drei kommen. Zwei Variablen werden im Experiment manipuliert werden: (1) der Abstand zwischen der Fixierung Kreuz und der Reiz in der Mitte der Gruppe der Reize, eine Maßnahme genannt Exzentrizität; (2) der Abstand zwischen den mittleren Reiz in der Gruppe und jeder der anderen beiden, genannt eine Maßnahme den inter-Stimulus-Abstand. Abbildung 4 zeigt eine Stichprobe Studie und identifiziert diese beiden Variablen.
    1. Wenn Sie das Experiment vorbereiten, werden diese beiden Variablen tatsächlich durch eine dritte Variable, abgeleitet von ihrem Verhältnis gesteuert werden. Wir nennen das den relativen Abstand und definieren, wie der inter-Stimulus-Abstand durch die Exzentrizität dividiert. Da es, dass eine Verhältnis mehr als zwei Variablen mit dem gleichen Einheiten definiert ist, beachten Sie, dass der relative Abstand keinen Einheiten.
  2. Nun, um das Experiment zu sequenzieren, programmieren Sie eine Reihe von 200 Studien.
    1. Jede Prüfung wird mit einer der vier relativen Abstand Bedingungen mit Werten von 0,25, 0,4, 0,5 und 0,75 gehören. In Pixeln, die folgenden sind die Werte für den inter-Stimulus-Abstand und die Exzentrizität in jedem Zustand, wir jeweils verwenden: (100, 400); (50, 125); (75, 150); (600, 800). Aber beachten Sie, dass alle Werte verwendet werden können, so lange, wie sie die gewünschten Verhältnisse produzieren.
    2. Nach dem Zufallsprinzip vermischen Sie eine gleiche Anzahl von Studien aus den vier Bedingungen. Wählen Sie vor jedem Gericht zufällig die drei Konsonanten zu angezeigt, mit der Einschränkung, dass keine Buchstaben in einem einzigen Prozess wiederholt wird.
    3. Auch Programmieren Sie das Experiment, die Reize auf der rechten Seite der Fixierung in der Hälfte der Studien und links neben der Fixierung in der anderen Hälfte zu zeigen.
  3. Achten Sie darauf, das Experiment, die entsprechenden Ausgänge, minimal für jeden Versuch zu melden-Programm: die Prüfungsnummer, die drei Buchstaben gezeigt, den relativen Abstand der Antwort geliefert durch den Teilnehmer, und ob die Antwort richtig oder falsch war.

2. Durchführung des Experiments

  1. Um das Experiment auszuführen, Teilnehmer zu rekrutieren.
  2. Wenn ein Teilnehmer im Labor eintrifft, achten Sie darauf, ihre vollständige Einwilligung haben. Dann Sitz des Teilnehmers 60 cm aus dem Computer-Monitor.
  3. Für dieses Experiment, es muss auch eine Kinnstütze.
    1. Weisen Sie die Teilnehmer legen Sie ihr Kinn in die Kinnstütze und widerstehen, während Studien bewegen. Lassen Sie sie wissen, dass das Experiment Selbststudium ist und sie sind frei zu bewegen oder Pause zwischen den Studien, wie sie wollen.
  4. Erklären Sie die Anweisungen, um die Teilnehmer wie folgt:
    1. "In diesem Experiment haben wir Interesse bei der Untersuchung, wie leicht wir in der visuellen Peripherie gezeigten Objekte erkennen kann. Vor jedem Gericht möchte ich Sie auf das Kreuz in der Mitte des Bildschirms zu fixieren, und tun Ihr Bestes, nicht Ihre Augen bewegen. Wenn Sie die Leertaste, um eine Testversion, nach 500 ms starten drücken erscheint drei Buchstaben auf dem Bildschirm nach links oder rechts der Fixierung. Sie bleibt nur auf dem Bildschirm für 500 ms, und sie möglicherweise ein wenig schwer zu sehen. Ihre Aufgabe ist, Ihr Bestes zu versuchen, den Buchstaben in der Mitte der Packung, d. h. den Brief zwischen die beiden anderen zu erkennen. Denken Sie daran, versuchen Sie nicht, Ihre Augen zu bewegen, auch wenn die Buchstaben erscheinen. Nachdem sie verschwinden, geben Sie den Buchstaben sah man in der Mitte der Tastatur. Wenn Sie unsicher sind, denke nur."
    2. Bleiben Sie in den Raum mit dem Teilnehmer, während sie ein paar Studien abgeschlossen wird. Dann lassen sie um das Experiment zu beenden.
  5. Datenanalyse in diesem Experiment ist einfach. Durchschnittliche Brief Erkennungsgenauigkeit als Funktion der relativen Abstand einfach zu berechnen. So zählen Sie die Anzahl der Versuche, in denen der Teilnehmer genau, den zentralen Buchstaben in jedem Abstand Zustand, und die Kluft von 50, erkannt da gab es 50 Versuche für jeden Abstand Zustand.

Wir sehen nicht immer Objekte in unserer Umgebung deutlich vor allem, wenn sie im Umkreis von unserem Gesichtsfeld befinden.

Im Laufe des Tages Individuum bewegen Sie ihre Augen verschiedene, unterschiedliche Gegenstände direkt anzusehen – wie ein Gemälde in einem Museum.

Wenn dies geschieht, das Objekt genau untersucht – wie einen Apfel – befindet sich mitten im Blickfeld des Betrachters und ist dadurch deutlich gesehen.

Im Gegensatz dazu ein Element weit weg, um die Seite des Apfels – in diesem Fall ein Hund – befindet sich in der Peripherie des Gesichtsfeldes und wird wahrgenommen als fuzzy.

Diese Trübung kann in ein Phänomen namens visual crowding sogar noch verschlimmern. Hier, wenn die peripheren Objekt von "Unordnung umgeben ist" — mehr Eckzähne ein Schurke Künstler beschlossen, zu malen, wie – wird es nicht wiederzuerkennen sein.

In diesem Video lernen wir zu untersuchen, drängen sich mit einem Brief-basierten Ansatz. Wir erklären nicht nur, wie man Reize zu entwerfen und zu sammeln und zu interpretieren peripheres sehen Daten, aber wir beachten Sie auch, wie Forscher das Konzept in anderen Kontexten studieren – wie Auswirkungen auf Fahrsicherheit.

In diesem Experiment werden die Teilnehmer gebeten, Buchstaben zu identifizieren, die an ihren peripheren Gesichtsfeld geliefert werden.

Dies wird erreicht durch vorher konzentrieren sie auf einem kleinen Fixierung Kreuz mitten in einem Computer-Monitor, nach denen die Buchstaben Reize erscheinen vorgestellt.

Während dieser Phase aktiviert eine Reihe von drei gleichmäßig verteilt, englische Konsonanten — wie JXW – sind auf der einen Seite des Kreuzes gezeigt, und so werden nur mit peripheren Vision gesehen. Vokale sind ausdrücklich ausgenommen, da sie kurze Wörter bilden könnte die Datenerhebung beeinträchtigen könnten.

Obwohl alle diese Zeichen in der gleichen Größe und Art der Schrift sind, sind zwei Schlüsselvariablen in diese Reize manipuliert – Exzentrizität und inter-Stimulus-Abstand — um Faktoren besser zu verstehen, die Verdrängung beeinflussen.

Das erste, Exzentrizität, ist der Abstand in Pixeln zwischen dem zentralen Buchstaben bis zum Schnittpunkt der Linien in das Kreuz, das bezieht sich auf denen in der Peripherie des Gesichtsfeldes Impulse geliefert werden; Je höher die Exzentrizität, die mehr peripheren die Darstellung der Buchstaben.

Im Gegensatz dazu inter-Stimulus-Abstand ist definiert als der Abstand – auch in Pixel – zwischen dem zentralen Konsonanten und die Buchstaben, die es stoßen. Diese Messung wird beurteilt, wie weit die Flankers müssen auf den mittleren Charakter, die Unordnung notwendig für visuelle Gedränge zu sein.

Die Zahlen in jeder gegebenen Impuls für diese zwei Entfernungen gewählt werden tatsächlich durch eine dritte Variable definiert als das Verhältnis von inter-Stimulus-Abstand zur Exzentrizität gesteuert – bezeichnet den relativen Abstand.

Vier verschiedene Werte – 0,25, 0,4, 0,5 und 0,75 — werden getestet, um konkret zu beurteilen, ob inter-Stimulus-Abstand einer bestimmten Größe, in Bezug auf Exzentrizität auf periphere crowding auswirken muss.

Beispielsweise weist ein Brief-Trio einen relativen Abstandswert von 0,75, dies bedeutet, dass die inter-Stimulus-Entfernung drei Viertel ist der Größe der Exzentrizität. Also, die flankierenden Konsonanten befindet sich relativ weit entfernt von den zentralen Charakter wäre.

Nachdem der Reiz verschwindet, eine Antwort wird angezeigt, fordert die Teilnehmer, was sie, als dem zentralen Buchstaben empfunden eintippen.

Zweihundert solcher Studien werden durchgeführt, in denen sind Reize mit unterschiedlichen relativen Abstandswerte gleichermaßen – aber nach dem Zufallsprinzip – vorgestellt.

Hier ist die abhängige Variable der Anteil der Studien, in denen die beiden mittlere Buchstaben korrekt identifiziert wird.

Basierend auf früheren Arbeiten, wird erwartet, dass die Teilnehmer nur in der Lage, genau zu erkennen, die zentralen Figuren in Reize mit einem relativen Abstand von 0,5 oder größer sein werden.

Wichtig ist, bedeutet dies, dass inter-Stimulus-Abstand mindestens halb so groß wie Exzentrizität zu verhindern Gedränge, eine Bedingung bekannt als Boumas Regel sein muss.

Den Teilnehmer zu begrüßen, wenn sie ankommen, und Ihnen Zeichen Einwilligung Materialien haben. Dann sitzen sie vor einem Computer-Monitor mit einer Tastatur.

Ort ihr Kinn in die Vorrichtung positioniert, ca. 60 cm vom Bildschirm.

Erläutern Sie die Aufgabe, betonend, dass das Experiment Selbststudium, ist weiterhin und – Vorgehen – die Leertaste gedrückt werden muss. Beachten Sie auch, dass wenn der Teilnehmer in jedem Fall die Identität des zentralen Konsonanten unsicher ist, sollten sie ihre Vermutung bieten.

Dann beobachte, wie die Teilnehmer mehrere Praxis-Prüfungen durchführt. Sicherzustellen Sie für jeden, dass die Fixierung Kreuz für 500 ms, gefolgt von es und die Buchstaben für die gleiche Menge an Zeit dargestellt wird. Überprüfen Sie auch, dass der Teilnehmer, wenn Sie aufgefordert werden, ihre Antworten gelangt durch einen Konsonanten Tastendruck auf der Tastatur.

Sobald sie die Aufgabe verstanden haben, verlassen Sie den Raum, und lassen Sie die Teilnehmer um die 200 Studien abzuschließen.

Zum Analysieren der Daten für jedes Verhältnis relativer Abstand berechnen Sie den Anteil der Studien, in denen Teilnehmer der zentralen Konsonant erkannt.

Beachten Sie, dass mit zunehmender relativer Abstand Genauigkeit verbessert. Insbesondere wenn dieses Verhältnis 0,5 war, Teilnehmer zeigte eine Leistung von 75 %, und dieser Wert sprang auf ca. 95 %, wenn der relative Abstand 0,75 war.

Allerdings mit einem Verhältnis von 0,4 Teilnehmer erkannten nur genau der zentralen Konsonant in 20 % der Studien und bei 0,25 sank dieser Wert auf 5 % – eine Frequenz, die entspricht in etwa dem Zufall, wenn nach dem Zufallsprinzip der zentralen Buchstaben erraten wurde

Gemeinsam, diese Ergebnisse zeigen, dass Verdrängung nur auftritt, wenn der inter-Stimulus-Abstand weniger als halb so groß wie Exzentrizität ist – zum Beispiel entweder 25 % oder 40 % der Strecke, wie hier getestet – eine Beobachtung Bouma Regel zu unterstützen.

Nun da Sie wissen, wie die Manipulation der Exzentrizität und inter-Stimulus-Abstand verwendet werden kann, zu studieren, Verdrängung, werfen wir einen Blick auf andere Weise, die Aspekte des peripheren Sehens erforscht werden.

Verdrängung hat auch auf in Bezug auf Automobile Sicherheit geschaut wurde und ob die Anzahl der Objekte in einem Umfeld Einfluss nehmen kann, was ein Fahrer sieht.

Diese Arbeit hat festgestellt, dass Verdrängung – mehrere Autos, Leitkegel oder Zeichen in einem Bereich – können dazu führen, dass einen Fahrer einen Fußgänger nicht effektiv wahrzunehmen.

Beispielsweise kann eine Person eine verschwommene Objekt inmitten von Autos zu beobachten und denken, es ist ein geparktes Motorrad – bis das Element heraus auf die Straße Dart, und entpuppt sich als ein Mann läuft um einen Zug zu erreichen.

Arbeit über die Grenzen des peripheren Sehens ist ermutigend, dass Forscher kommen mit Möglichkeiten zur Verbesserung der Fußgänger- und treibende Sicherheit, wie das Erstellen von klaren, gut beleuchtete Zebrastreifen.

Im Gegensatz dazu sind Web-Entwickler auch die Anwendung peripheres sehen wissen über effektive Popup-Werbung zu erstellen.

Aufgrund der Auswirkungen der Verdrängung auf Briefe, solche Banner sind entworfen, um viel Text, nicht enthalten, da diese Worte nicht unterscheidbar sein, wenn sie auf der Seite einen Monitor erscheinen – in ein Internet-Nutzer peripheres sehen.

Stattdessen diese Werbung helle, bewegliche Elemente enthalten, die jemandes Aufmerksamkeit und veranlassen, bewegen Sie ihre Augen und fixiert auf diese Aktion. Dann – hoffentlich – die Person anklicken und bestellen, was verkauft wird.

Bis jetzt konzentrieren wir uns bei Engstand in normalen Teilnehmer; Forscher suchen jedoch auch ob dieser wahrnehmbare Phänomen Sehstörungen verbunden mit bestimmten Krankheiten im Zusammenhang.

Zum Beispiel hat einige arbeiten die Präsentation der eng beieinander liegender Brief Trios für Patienten mit einer neurodegenerativen Erkrankung ähnlich wie Alzheimer diagnostiziert beteiligt. Wichtig ist, wurden diese Reize mitten in einem Computer-Monitor gezeigt und somit an der Mitte des Gesichtsfeldes geliefert.

Interessanterweise konnten weniger Patienten der zentrale Buchstabe, im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen zu nennen.

Gemeinsam diese Arbeit liefert Beweise für den Ausbau der Verdrängung – normalerweise nur ein Problem in der Peripherie – in zentralen Sehens und bietet eine mögliche Erklärung für die Schwierigkeiten der Lesung einige Neurodegenerative Patienten erleben.

Sie haben nur Jupiters Video auf periphere Verdrängung beobachtet. Inzwischen sollten Sie verstehen, wie man Zeichenabstand um dieses Phänomen zu untersuchen und zu sammeln und zu interpretieren Vision Daten zu manipulieren. Darüber hinaus sollten Sie verstehen, wie drängen sich auf andere Bereiche, wie das Design von Popup-Anzeigen angewendet wird.

Danke fürs Zuschauen!

Results

Abbildung 5 Ziffern Genauigkeit als Funktion der relativen Abstand. Als relativer Abstand größer wurde, verbessert durch eine Menge. Was dies bedeutet ist, dass die Leistung profitiert, wenn mindestens die Hälfte der inter-Stimulus-Abstand ist so groß wie die Exzentrizität. In der Tat ist die Idee, die Abstände um halb so groß wie Exzentrizität um Gedränge zu vermeiden als Bouma in der Regel nach dem Wissenschaftler bekannt, entdeckt, wie das Verhältnis zwischen inter-Stimulus-Abstand und Exzentrizität Engstand steuert. Wenn das Verhältnis 0,5, wie in der Grafik dargestellt, ist Leistung in der Regel rund 75 % oder besser. Unter 0,5 ist Genauigkeit oft in der Nähe von Chance. Beachten Sie, dass auch mit einem relativen Abstand von 0,4 Leistung in diesem Experiment weniger als 25 war %, und mit einer relativen Abstand von 0,25, es in der Nähe von zufälligen war. Es gibt 21 Konsonanten in englischer Sprache, also raten würde die richtige Antwort produzieren fast 5 % der Zeit.

Figure 5
Abbildung 5. Ergebnisse des crowding Experiments. Erkennungsgenauigkeit war sehr arm, und manchmal in der Nähe von Chance in Studien mit einem relativen Abstand von weniger als 0,5. Aber für Versuche mit Abstand von 0,5 oder größer, Anerkennung war in der Regel besser als 75 % korrekt. 0,5 ist in der Regel die kritische relative Abstände, die Verdrängung verhindert.

Variationen

Nun, da Sie die Grundlagen der Ausführung einer crowding Experiments kennen, führen Sie ein Experiment, um zu zeigen, dass die relativen Abstände die entscheidende Determinante der Verdrängung. Hier ist wie: Wählen Sie vier Exzentrizität Werte, sagen, 50, 100, 200 und 250 px. Identifizieren Sie für jeden die vier inter-Stimulus Abstandswerte, die Ihnen die relativen Abstände Werte aus dem vorherigen Versuch, dhwird. 0,25, 0,4, 0,5 und 0,75. Jetzt hast du vier verschiedene Möglichkeiten die gleichen Abstandswerte der relativen zu produzieren, sondern mit verschiedenen Exzentrizitäten. Das ist 16 Bedingungen insgesamt. Ein Experiment mit 50 Prüfungen aller 16 Bedingungen und plot-Daten wie in Abbildung 6dargestellt. Sie sollten feststellen, dass relative Abstand der entscheidende Faktor für Leistung (im Gegensatz zu Exzentrizität ist).

Figure 6
Abbildung 6. Ergebnisse von einem zweiten crowding Experiment entworfen, um die Auswirkungen der Exzentrizität und der relative Abstand auf die Leistung zu vergleichen. Die x-Achse zeigt die vier relativen Abstandswerte verwendet, und die andere Farbe Symbole repräsentieren die verschiedenen Exzentrizitäten. Würden Exzentrizität der primary-Einschränkung auf Anerkennung, dürfte Symbole mit der gleichen Farbe in Bezug auf die Genauigkeit der Spracherkennung zu gruppieren. Aber stattdessen schien Genauigkeit relative Abstand maßgebend.

Applications and Summary

Ein Grund für die Verdrängung Verständnis wichtig ist hat mit Makuladegeneration zu tun. Makuladegeneration ist eine Erkrankung, die meistens ältere Erwachsene betrifft, an denen die Degeneration der Makula, der dicht besiedelten Teil der Netzhaut, die Fovea enthält. Makuladegeneration ist die häufigste Ursache für Erblindung in den USA bei Menschen über 65 Jahre alt. Es lässt Menschen stark abhängig von peripheren Sehens. So kann Forschung auf Verdrängung Wissenschaftlern zu verstehen, die Einschränkungen und Affordances peripheres sehen, wie sie zu verbessern und in der Regel wie Sie die Umgebung um zu verhindern, drängen sich in wichtigen Situationen zu gestalten helfen.

Zu verstehen, wie Engstand Werke spielt auch eine Rolle in wie Ingenieure, Grafik-Designer und Web-Entwickler viele der Displays, die Menschen anordnen mit auf einer täglichen Basis zu engagieren. Zum Beispiel wenn eine Pop-up- oder Banner-Anzeige in Ihrem Web-Browser angezeigt wird, oft soll Ihre Aufmerksamkeit zu fangen, aber nicht 100 % gut lesbar oder lösbar durch Verdrängung-die Menschen hinter den Kulissen möchten, bewegen Sie Ihre Augen und schauen Sie sich die Anzeige, nachdem sie Ihre Aufmerksamkeit auf sich zieht.

(1) Reize und Design

  1. Studien umfassen alle englischen Konsonanten, geschrieben in schwarz und in 36 PT Helvetica-Schrift dargestellt.
  2. Jeden Versuch des Experiments beginnt mit einer Fixierung Kreuz in der Mitte des Displays für 500 ms, gefolgt von Reize präsentiert nach rechts oder links des Kreuzes für 500 ms, und schließlich gefolgt von einem Antwort-Bildschirm dargestellt. Abbildung 3 schematizes der experimentellen Ablauf.

Figure 3
Abbildung 3. Trial Sequenz. Die Abfolge der Ereignisse in einer einzigen Studie des Experiments lautet wie folgt: der Teilnehmer fixiert das zentrale Kreuz und drückt die Leertaste, um den Prozess zu initiieren. Nach 500 ms erscheint der Test Reiz entweder nach rechts oder links neben der Fixierung, einschließlich drei Buchstaben. Die Teilnehmer sollten verhindern, dass Augenbewegungen, sondern sollten versuchen, den Buchstaben in der Mitte der Gruppe zu identifizieren. Nach 500 ms, an welcher, die Stelle der Teilnehmer aufgefordert wird eine Berichterstattung des Briefes, den sie in der Mitte der Gruppe sahen Antworten verschwinden die Buchstaben.

Figure 4
Abbildung 4. Variablen für die Manipulation. Gibt es zwei wichtige Variablen, die in einem crowding Experiment manipuliert werden können. Das erste heißt die Exzentrizität, bezogen auf den Abstand zwischen der Fixierung Kreuz und der Zielreiz, in diesem Fall dem Buchstaben in der Mitte einer Gruppe von drei. Die zweite Variable heißt den inter-Stimulus-Abstand bezieht sich auf den Abstand zwischen den Ziel-Brief und jeder von seinen Nachbarn. In einem Experiment diese beiden Variablen werden in der Regel gemeinsam bearbeitet werden, um ein Drittel abgeleitet Variable mit dem Namen des relative Abstands, definiert als das Verhältnis der relative Abstand der Exzentrizität.

  1. Die Reize präsentiert in jeder Prüfung werden immer in Gruppen von drei kommen. Zwei Variablen werden im Experiment manipuliert werden: (1) der Abstand zwischen der Fixierung Kreuz und der Reiz in der Mitte der Gruppe der Reize, eine Maßnahme genannt Exzentrizität; (2) der Abstand zwischen den mittleren Reiz in der Gruppe und jeder der anderen beiden, genannt eine Maßnahme den inter-Stimulus-Abstand. Abbildung 4 zeigt eine Stichprobe Studie und identifiziert diese beiden Variablen.
    1. Wenn Sie das Experiment vorbereiten, werden diese beiden Variablen tatsächlich durch eine dritte Variable, abgeleitet von ihrem Verhältnis gesteuert werden. Wir nennen das den relativen Abstand und definieren, wie der inter-Stimulus-Abstand durch die Exzentrizität dividiert. Da es, dass eine Verhältnis mehr als zwei Variablen mit dem gleichen Einheiten definiert ist, beachten Sie, dass der relative Abstand keinen Einheiten.
  2. Nun, um das Experiment zu sequenzieren, programmieren Sie eine Reihe von 200 Studien.
    1. Jede Prüfung wird mit einer der vier relativen Abstand Bedingungen mit Werten von 0,25, 0,4, 0,5 und 0,75 gehören. In Pixeln, die folgenden sind die Werte für den inter-Stimulus-Abstand und die Exzentrizität in jedem Zustand, wir jeweils verwenden: (100, 400); (50, 125); (75, 150); (600, 800). Aber beachten Sie, dass alle Werte verwendet werden können, so lange, wie sie die gewünschten Verhältnisse produzieren.
    2. Nach dem Zufallsprinzip vermischen Sie eine gleiche Anzahl von Studien aus den vier Bedingungen. Wählen Sie vor jedem Gericht zufällig die drei Konsonanten zu angezeigt, mit der Einschränkung, dass keine Buchstaben in einem einzigen Prozess wiederholt wird.
    3. Auch Programmieren Sie das Experiment, die Reize auf der rechten Seite der Fixierung in der Hälfte der Studien und links neben der Fixierung in der anderen Hälfte zu zeigen.
  3. Achten Sie darauf, das Experiment, die entsprechenden Ausgänge, minimal für jeden Versuch zu melden-Programm: die Prüfungsnummer, die drei Buchstaben gezeigt, den relativen Abstand der Antwort geliefert durch den Teilnehmer, und ob die Antwort richtig oder falsch war.

2. Durchführung des Experiments

  1. Um das Experiment auszuführen, Teilnehmer zu rekrutieren.
  2. Wenn ein Teilnehmer im Labor eintrifft, achten Sie darauf, ihre vollständige Einwilligung haben. Dann Sitz des Teilnehmers 60 cm aus dem Computer-Monitor.
  3. Für dieses Experiment, es muss auch eine Kinnstütze.
    1. Weisen Sie die Teilnehmer legen Sie ihr Kinn in die Kinnstütze und widerstehen, während Studien bewegen. Lassen Sie sie wissen, dass das Experiment Selbststudium ist und sie sind frei zu bewegen oder Pause zwischen den Studien, wie sie wollen.
  4. Erklären Sie die Anweisungen, um die Teilnehmer wie folgt:
    1. "In diesem Experiment haben wir Interesse bei der Untersuchung, wie leicht wir in der visuellen Peripherie gezeigten Objekte erkennen kann. Vor jedem Gericht möchte ich Sie auf das Kreuz in der Mitte des Bildschirms zu fixieren, und tun Ihr Bestes, nicht Ihre Augen bewegen. Wenn Sie die Leertaste, um eine Testversion, nach 500 ms starten drücken erscheint drei Buchstaben auf dem Bildschirm nach links oder rechts der Fixierung. Sie bleibt nur auf dem Bildschirm für 500 ms, und sie möglicherweise ein wenig schwer zu sehen. Ihre Aufgabe ist, Ihr Bestes zu versuchen, den Buchstaben in der Mitte der Packung, d. h. den Brief zwischen die beiden anderen zu erkennen. Denken Sie daran, versuchen Sie nicht, Ihre Augen zu bewegen, auch wenn die Buchstaben erscheinen. Nachdem sie verschwinden, geben Sie den Buchstaben sah man in der Mitte der Tastatur. Wenn Sie unsicher sind, denke nur."
    2. Bleiben Sie in den Raum mit dem Teilnehmer, während sie ein paar Studien abgeschlossen wird. Dann lassen sie um das Experiment zu beenden.
  5. Datenanalyse in diesem Experiment ist einfach. Durchschnittliche Brief Erkennungsgenauigkeit als Funktion der relativen Abstand einfach zu berechnen. So zählen Sie die Anzahl der Versuche, in denen der Teilnehmer genau, den zentralen Buchstaben in jedem Abstand Zustand, und die Kluft von 50, erkannt da gab es 50 Versuche für jeden Abstand Zustand.

Wir sehen nicht immer Objekte in unserer Umgebung deutlich vor allem, wenn sie im Umkreis von unserem Gesichtsfeld befinden.

Im Laufe des Tages Individuum bewegen Sie ihre Augen verschiedene, unterschiedliche Gegenstände direkt anzusehen – wie ein Gemälde in einem Museum.

Wenn dies geschieht, das Objekt genau untersucht – wie einen Apfel – befindet sich mitten im Blickfeld des Betrachters und ist dadurch deutlich gesehen.

Im Gegensatz dazu ein Element weit weg, um die Seite des Apfels – in diesem Fall ein Hund – befindet sich in der Peripherie des Gesichtsfeldes und wird wahrgenommen als fuzzy.

Diese Trübung kann in ein Phänomen namens visual crowding sogar noch verschlimmern. Hier, wenn die peripheren Objekt von "Unordnung umgeben ist" — mehr Eckzähne ein Schurke Künstler beschlossen, zu malen, wie – wird es nicht wiederzuerkennen sein.

In diesem Video lernen wir zu untersuchen, drängen sich mit einem Brief-basierten Ansatz. Wir erklären nicht nur, wie man Reize zu entwerfen und zu sammeln und zu interpretieren peripheres sehen Daten, aber wir beachten Sie auch, wie Forscher das Konzept in anderen Kontexten studieren – wie Auswirkungen auf Fahrsicherheit.

In diesem Experiment werden die Teilnehmer gebeten, Buchstaben zu identifizieren, die an ihren peripheren Gesichtsfeld geliefert werden.

Dies wird erreicht durch vorher konzentrieren sie auf einem kleinen Fixierung Kreuz mitten in einem Computer-Monitor, nach denen die Buchstaben Reize erscheinen vorgestellt.

Während dieser Phase aktiviert eine Reihe von drei gleichmäßig verteilt, englische Konsonanten — wie JXW – sind auf der einen Seite des Kreuzes gezeigt, und so werden nur mit peripheren Vision gesehen. Vokale sind ausdrücklich ausgenommen, da sie kurze Wörter bilden könnte die Datenerhebung beeinträchtigen könnten.

Obwohl alle diese Zeichen in der gleichen Größe und Art der Schrift sind, sind zwei Schlüsselvariablen in diese Reize manipuliert – Exzentrizität und inter-Stimulus-Abstand — um Faktoren besser zu verstehen, die Verdrängung beeinflussen.

Das erste, Exzentrizität, ist der Abstand in Pixeln zwischen dem zentralen Buchstaben bis zum Schnittpunkt der Linien in das Kreuz, das bezieht sich auf denen in der Peripherie des Gesichtsfeldes Impulse geliefert werden; Je höher die Exzentrizität, die mehr peripheren die Darstellung der Buchstaben.

Im Gegensatz dazu inter-Stimulus-Abstand ist definiert als der Abstand – auch in Pixel – zwischen dem zentralen Konsonanten und die Buchstaben, die es stoßen. Diese Messung wird beurteilt, wie weit die Flankers müssen auf den mittleren Charakter, die Unordnung notwendig für visuelle Gedränge zu sein.

Die Zahlen in jeder gegebenen Impuls für diese zwei Entfernungen gewählt werden tatsächlich durch eine dritte Variable definiert als das Verhältnis von inter-Stimulus-Abstand zur Exzentrizität gesteuert – bezeichnet den relativen Abstand.

Vier verschiedene Werte – 0,25, 0,4, 0,5 und 0,75 — werden getestet, um konkret zu beurteilen, ob inter-Stimulus-Abstand einer bestimmten Größe, in Bezug auf Exzentrizität auf periphere crowding auswirken muss.

Beispielsweise weist ein Brief-Trio einen relativen Abstandswert von 0,75, dies bedeutet, dass die inter-Stimulus-Entfernung drei Viertel ist der Größe der Exzentrizität. Also, die flankierenden Konsonanten befindet sich relativ weit entfernt von den zentralen Charakter wäre.

Nachdem der Reiz verschwindet, eine Antwort wird angezeigt, fordert die Teilnehmer, was sie, als dem zentralen Buchstaben empfunden eintippen.

Zweihundert solcher Studien werden durchgeführt, in denen sind Reize mit unterschiedlichen relativen Abstandswerte gleichermaßen – aber nach dem Zufallsprinzip – vorgestellt.

Hier ist die abhängige Variable der Anteil der Studien, in denen die beiden mittlere Buchstaben korrekt identifiziert wird.

Basierend auf früheren Arbeiten, wird erwartet, dass die Teilnehmer nur in der Lage, genau zu erkennen, die zentralen Figuren in Reize mit einem relativen Abstand von 0,5 oder größer sein werden.

Wichtig ist, bedeutet dies, dass inter-Stimulus-Abstand mindestens halb so groß wie Exzentrizität zu verhindern Gedränge, eine Bedingung bekannt als Boumas Regel sein muss.

Den Teilnehmer zu begrüßen, wenn sie ankommen, und Ihnen Zeichen Einwilligung Materialien haben. Dann sitzen sie vor einem Computer-Monitor mit einer Tastatur.

Ort ihr Kinn in die Vorrichtung positioniert, ca. 60 cm vom Bildschirm.

Erläutern Sie die Aufgabe, betonend, dass das Experiment Selbststudium, ist weiterhin und – Vorgehen – die Leertaste gedrückt werden muss. Beachten Sie auch, dass wenn der Teilnehmer in jedem Fall die Identität des zentralen Konsonanten unsicher ist, sollten sie ihre Vermutung bieten.

Dann beobachte, wie die Teilnehmer mehrere Praxis-Prüfungen durchführt. Sicherzustellen Sie für jeden, dass die Fixierung Kreuz für 500 ms, gefolgt von es und die Buchstaben für die gleiche Menge an Zeit dargestellt wird. Überprüfen Sie auch, dass der Teilnehmer, wenn Sie aufgefordert werden, ihre Antworten gelangt durch einen Konsonanten Tastendruck auf der Tastatur.

Sobald sie die Aufgabe verstanden haben, verlassen Sie den Raum, und lassen Sie die Teilnehmer um die 200 Studien abzuschließen.

Zum Analysieren der Daten für jedes Verhältnis relativer Abstand berechnen Sie den Anteil der Studien, in denen Teilnehmer der zentralen Konsonant erkannt.

Beachten Sie, dass mit zunehmender relativer Abstand Genauigkeit verbessert. Insbesondere wenn dieses Verhältnis 0,5 war, Teilnehmer zeigte eine Leistung von 75 %, und dieser Wert sprang auf ca. 95 %, wenn der relative Abstand 0,75 war.

Allerdings mit einem Verhältnis von 0,4 Teilnehmer erkannten nur genau der zentralen Konsonant in 20 % der Studien und bei 0,25 sank dieser Wert auf 5 % – eine Frequenz, die entspricht in etwa dem Zufall, wenn nach dem Zufallsprinzip der zentralen Buchstaben erraten wurde

Gemeinsam, diese Ergebnisse zeigen, dass Verdrängung nur auftritt, wenn der inter-Stimulus-Abstand weniger als halb so groß wie Exzentrizität ist – zum Beispiel entweder 25 % oder 40 % der Strecke, wie hier getestet – eine Beobachtung Bouma Regel zu unterstützen.

Nun da Sie wissen, wie die Manipulation der Exzentrizität und inter-Stimulus-Abstand verwendet werden kann, zu studieren, Verdrängung, werfen wir einen Blick auf andere Weise, die Aspekte des peripheren Sehens erforscht werden.

Verdrängung hat auch auf in Bezug auf Automobile Sicherheit geschaut wurde und ob die Anzahl der Objekte in einem Umfeld Einfluss nehmen kann, was ein Fahrer sieht.

Diese Arbeit hat festgestellt, dass Verdrängung – mehrere Autos, Leitkegel oder Zeichen in einem Bereich – können dazu führen, dass einen Fahrer einen Fußgänger nicht effektiv wahrzunehmen.

Beispielsweise kann eine Person eine verschwommene Objekt inmitten von Autos zu beobachten und denken, es ist ein geparktes Motorrad – bis das Element heraus auf die Straße Dart, und entpuppt sich als ein Mann läuft um einen Zug zu erreichen.

Arbeit über die Grenzen des peripheren Sehens ist ermutigend, dass Forscher kommen mit Möglichkeiten zur Verbesserung der Fußgänger- und treibende Sicherheit, wie das Erstellen von klaren, gut beleuchtete Zebrastreifen.

Im Gegensatz dazu sind Web-Entwickler auch die Anwendung peripheres sehen wissen über effektive Popup-Werbung zu erstellen.

Aufgrund der Auswirkungen der Verdrängung auf Briefe, solche Banner sind entworfen, um viel Text, nicht enthalten, da diese Worte nicht unterscheidbar sein, wenn sie auf der Seite einen Monitor erscheinen – in ein Internet-Nutzer peripheres sehen.

Stattdessen diese Werbung helle, bewegliche Elemente enthalten, die jemandes Aufmerksamkeit und veranlassen, bewegen Sie ihre Augen und fixiert auf diese Aktion. Dann – hoffentlich – die Person anklicken und bestellen, was verkauft wird.

Bis jetzt konzentrieren wir uns bei Engstand in normalen Teilnehmer; Forscher suchen jedoch auch ob dieser wahrnehmbare Phänomen Sehstörungen verbunden mit bestimmten Krankheiten im Zusammenhang.

Zum Beispiel hat einige arbeiten die Präsentation der eng beieinander liegender Brief Trios für Patienten mit einer neurodegenerativen Erkrankung ähnlich wie Alzheimer diagnostiziert beteiligt. Wichtig ist, wurden diese Reize mitten in einem Computer-Monitor gezeigt und somit an der Mitte des Gesichtsfeldes geliefert.

Interessanterweise konnten weniger Patienten der zentrale Buchstabe, im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen zu nennen.

Gemeinsam diese Arbeit liefert Beweise für den Ausbau der Verdrängung – normalerweise nur ein Problem in der Peripherie – in zentralen Sehens und bietet eine mögliche Erklärung für die Schwierigkeiten der Lesung einige Neurodegenerative Patienten erleben.

Sie haben nur Jupiters Video auf periphere Verdrängung beobachtet. Inzwischen sollten Sie verstehen, wie man Zeichenabstand um dieses Phänomen zu untersuchen und zu sammeln und zu interpretieren Vision Daten zu manipulieren. Darüber hinaus sollten Sie verstehen, wie drängen sich auf andere Bereiche, wie das Design von Popup-Anzeigen angewendet wird.

Danke fürs Zuschauen!

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