Overview
ソース: ジョナサン ・ Flombaum 講座-ジョンズ ・ ホプキンス大学
視覚認知の最も困難な課題は、しばしば二次元網膜から 3次元空間についての情報の回復の 1 つとして記述します。網膜は、人間の目の中の光に敏感な組織です。光は、これらの光感受性細胞を刺激する網膜上の突起を鋳造、世界のオブジェクトから反映されます。オブジェクトにある世界一のサイド バイ サイドは網膜上のサイド ・ バイ ・ サイドの刺激になります。しかし、観測点からより遠くにあるオブジェクトは、近くのオブジェクトと比較して、遠くの刺激を作り出すことができません。距離の 3 番目の次元-が網膜上に折りたたまれています。
どのように我々 は 3 つの次元に見えますか。答えは、人間の脳は、網膜上で受信した入力を与えられた距離についての推論をするために様々 な前提条件やヒューリスティックを適用されることです。知覚の研究で錯視を使用してこれらのヒューリスティックおよび仮定のいくつかを識別する方法の長い伝統があります。研究者は、脳を使用してどのようなトリックを知っている場合に正確に物事を見て脳をだますことができることが必要です。このビデオは、エイムズの部屋、視覚的な奥行きを回復するために人間の視覚システムによって適用される前提条件の 1 つを示す視覚的な錯覚を構築する方法を示します。
Procedure
1. 材料
- エイムズの部屋を構築するには、段ボール、それぞれ 1 フィート高の 4 個必要になります。4 個が 2 フィート、1 フィートの 2 つの部分と 1.5 フィートの長さは 1 つの作品を含む、長さによって異なります。
- いくつかの種類、アクション フィギュア、おもちゃの兵士の 2 つの置物を必要がありますも、ぬいぐるみも、トリック。2 つがほぼ同じ高さでする必要がありますと ¾ フィート背の高いより短い。
- カッターと接着剤やテープは、行う必要があります。
2. 組立エイムズの部屋
- 段ボールの 2 つの 1 フィートの部分の 1 つから始まります。ペニーをつけて、中心部の右およびボックス カッターを使用して穴を作成するペニーの周りカットします。これは、エイムズの部屋の開口部になります。
- 図 1概略 2.2 で説明したアセンブリの 3 つの初期の段階を示しています。-2.4。作品を穴とその右に立つ 2 つの直角を形成するよう、段ボールの他の 1 フィートの部分をつける上から見たときに見える図 1 a のようなオブジェクトがあります。
図 1: (段ボール) から不規則な 4 辺のポリゴンを構築する金額はエイムズの部屋を構築します。最初のステップは、段ボールの 1 フィートの部分でサイズのペニーののぞき穴を彫ることです。立っている、(A) に示すような直角を生産する段ボールの均等に大きさで分類された部分をアタッチします。次に、フラッシュ直角、ノゾキ穴のあいた部分の左側にも、段ボールの 2 フィートの部分を接続します。B の結果を図式します。最後に、多角形を閉じるにボール 1.5 ft 紙を添付します。最終製品は C で示されています。
- 今絞り部分の反対側に 2 フィートの部分を接続します。上から見たときの図 1 b のように見えるオブジェクトがあります。
- 最後に、構造を閉じます 1.5 フィートの部分を取り付けます。図 1 c のような 4 辺のポリゴンがあります。
- エイムズの部屋を完了し錯覚二人乗り人形を生成、1.5 フィート段ボール構造体の残りの部分に接続するそれぞれの頂点の 1 つの場所します。図 2では、これらの 2 つの場所は緑の円で示されます。人形は、開口部に直面する必要があります。
図 2: 緑のドットはエイムズの部屋内の置物の相対的な位置を示す。最強幻想を生成するには、2 つの置物は、多角形の 2 つの右角の頂点に配置することが重要です。
3. 幻想を見る
- 開口部を通して見る、エイムズの部屋をのぞく、幻想を参照してください。
錯視を頻繁に悪用実際に人が 3 つの次元の世界を見る両方の目から入力を受け取ります。
たとえば、誰かは、彼らのオープン アパートのドアを通って友人に話しては、立って廊下の壁の前にいくつかの手順としてこの個人が見分けでしょう。このような認識は、一部、人の脳が受信し、友人の 2 つの画像を組み合わせて事実によるもの-右目と左から別の 1 つ。
ただし、ドアが突然シャット ダウンし、賃借人を叩きつけ場合は、穴を 1 つの目で彼らの友人を見てが強制されます-サイズと深さに判断が難しくなります。
エイムズの部屋 — 構造にちなんでその眼科医の発明者 Aldebert エイムス-ビジョン、この両眼側面を操作し、そして巧みに異なっているとき実際には同じであるオブジェクトのサイズを識別するのに視覚システムを騙そうとしてのジオメトリを使用して。
このビデオは、エイムズの部屋、錯覚を作成し、どのようにこのような詐欺をについて説明します、映画の特殊効果で使用されるドキュメントを設計する方法を示します。
この実験の参加者表示、単目歪んだ展示開口部を介してピアリングにより、全体のセットアップはエイムズの部屋。強制遠近法により脳がシーンの 1 つだけの画像を受信、反対側の眼から奥行き手がかりなし。
ここでの幾何学的なトリックは、ディスプレイが正面の壁に平行ではなく斜め後ろの壁を作り、不規則な長さの側壁で構成されていることです。このような建設は、部屋に期待されている直角を生成しません。
状況は 2 つが均等に置物をサイズを作成する代わりに、-バックのコーナーに置かれて-開口部からの距離が変化します。つまり、左の 1 つは右側にあるものよりも遠くです。
参加者は、彼らが参照してください報告の要請し、の応答は、従属変数として記録されています。右側には同じサイズにもかかわらず、はるかに大きい、という文字が報告されますが期待されます。
参加者が到着する前にはさみやナイフ、テープ、定規の 4 つを使用して、エイムズの部屋の小規模版を組み立てるさまざまな長さの 1 フィート広い段ボールの作品と 2 つ、均等に大きさで分類されたアクション フィギュア。
まず絞りをする: 1 つの足の長い部分の中央にペニーを回避するトレース。このアウトラインの周りをカットし、小さな穴を残して部分を押し出します。テープと、このセグメントを立って、段ボール、右側を下に 90 ° の角度を形成するための他の 1 フィート長い部分に結び付けます。
今もう一つの 90 ° の角度を形成、左側に 2 つのフィートの部分を固定します。最後に、多角形を閉じます残り 1 足半のセクションを接続します。裏面が直角を形成すべきでないことに注意してください。
組み立てディスプレイ、背面のコーナーで同じ高さの 2 つの図を配置、各頂点で 1 つ。
実験を開始するには、バックが展示の歪んだ形状を明らかに避けるために、座席の前に参加者に覆われていることを確認します。絞り値と 2 つの文字が大きいレポートを見て、彼女を説明します。
この時点でために無駄に参加者を許可します。彼女は内側にピアリングは、1 つは大きい彼女に尋ねる、彼女の反応に注意してください。[参加者は言う: 右が大きい]。
このデモでは参加者が文字サイズの異なる考え方に騙されました。この場合、彼女は左の 1 つよりも大きいとして右図を報告しました。
ここでは、基になる期待は、以前の経験に基づいていた-壁に直角に添付すべきこと。脳は相殺証拠を収集できませんでしたので-他の目によって提供できるように-それしたがって仮定を適用されます。これは表示位置を占める反対側の壁に長方形部屋で起因しました。
意味は、2 つの数字がサイド ・ バイ ・ サイドであることだった。今、どのような登場網膜-2 つの異なるサイズの予測 — 視聴者から異なる距離に立っているオブジェクトによるものではなく、サイズの違いとして、脳によって解釈されました。
今、あなたは、エイムズの部屋錯覚に精通しているが、特殊効果や仮想現実表示を含む状況にその原則を適用する方法を見てみましょう。
多くの映画のシーンは、エイムズの部屋内撮影されているを設定します。カメラの開口部を通してフレームをキャプチャするため、取締役は、超小型であると俳優を描写できるし、単に部屋の周りに適切に配置、本当にそれよりもはるかに大きいこと、ロボットです。
3 D で視覚的な世界を知覚する人間に必要な手がかりを理解する私たちを支援することでエイムズの部屋は研究デザイン サイズ幻想を採用して良いの仮想現実ツールも役立っています。
このようなシステムは実際に家の改造のプロジェクトを可視化する個人を助けることができます。仮想現実デバイスを使用して、視聴者が実際に与えられた空間内での出現を感知できるように、オブジェクトを配置できます。
エイムズの部屋にゼウスのビデオを見てきただけ。現在の応答の解釈し、幻想の背後にある原則を適用する方法と同様に、デザイン、展示およびデモンストレーションを実行する方法のよい理解が必要です。
見てくれてありがとう!
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Results
エイムズの部屋を調査するとき、どうしますか。図 3は、効果、図式化するよう同じサイズであるとわかっていても、右側の置物は、左側の 1 つよりもはるかに大きいはず。
図 3:人々 が、問題の事実と比較して、エイムズの部屋で見るの模式図すなわち、実際にそこにあるもの。図の右側にある部屋で真の相対的なサイズと人形の距離を示しています: 彼らが均等に背の高いと左上の 1 つは視聴者から遠く離れて。開口部を見ると、左側に描かれている錯覚が左側の置物は、右側の人の横に立っているように見える、あのフィギュアにも小さく見えます。
どうなっているのですか。エイムズの部屋を特に説明する前に我々 はサイズと深さを同時に知覚の一般的な問題を検討する必要があります。網膜上にオブジェクトを生成する投影オブジェクトのサイズに比例してサイズが異なりますしかし、予測も異なりますサイズでオブジェクトのサーフェスからの距離の関数としてそれプロジェクトに (この場合は網膜)。つまり、網膜上の非常に大きい投影は関連するオブジェクトは非常に大きいと、観察者から合理的に遠くまたは関連オブジェクトが小さいが、非常に近くであるということを意味できます。大きなオブジェクトは遠くにあるし、小さなオブジェクトは、近くに大規模な予測をキャストできる小さな突起をキャストできます。サイズと距離の分離は、3 D ビジョンを主要な課題の 1 つです。図 4は、オブザーバーから別の相対的な距離、同じサイズの 2 つのツリーを参考にこの一般的な問題を図式化するようです。
図 4:サイズと距離を同時に知覚の問題を説明するスケマティック ダイアグラム。図の左側に同じ高さの 2 つのツリーはします。自分の右目として示される、オブザーバーです。木に観測者の相対的な位置および光学投影の物理学のため、オブザーバーの左側にツリーは右側のツリーと比較すると、オブザーバーの網膜上はるかに小さい反射をキャストします。これは、右側のツリーがオブザーバーに近いためにです。2 つの予測を与えられたが、三次元網膜、べきである観察者だと思うより小さい、またはちょうど遠く左側のツリーですか?
今、エイムズの部屋に戻ってどのような脳のオブジェクトのサイズとオブジェクトの距離を推定する使用するトリックの 1 つは、特定の幻想を示しています。具体的には、脳が仮定を適用: 構造は直角に互いに接続された証拠を相殺強いがない場合を想定しています。
幻想がその前提を悪用する方法を理解する今のエイムズの部屋構成で振り返ってみよう。部屋の壁は、すべての同じ色と反対側の壁は斜め小口径の人々 を見て言うことができません。脳は、ストレートだと仮定するように-エイムズの部屋は不規則ではなく長方形です。この仮定の含意は (絞り値表示) を基準にして部屋の左側にある置物が実際よりも観察に近いこと。実際には、含意は右側の置物と同じ距離にあります。それは遠く離れて実際には、左側の置物は右側の置物よりオブザーバーの網膜の小さい画像を投影します。しかし、脳は同じ距離であることを意味するという仮定をしました。だから何は置物の投射のサイズの違いを考慮可能性があります?脳 get のだまさ: それ理由左のフィギュアでは、いずれかのような錯覚を作り出す上右よりはるかに小さい実際にある必要があります。図 5は、この推論エイムズの部屋の幾何学との関係を説明します。
図 5 。、エイムズの部屋サイズの錯覚を作り出す人間の脳のトリックは、ジオメトリに関する仮定を利用して脳になります。具体的には、人間の脳では、壁が直角に互いに接続する前提としています。エイムズの部屋の開口部を見ると、脳は相殺証拠を集めることはできません、のでそれは仮定を適用されます。結果は長方形、エイムズの部屋は、壁までの図の点線の位置を占めていると思われる。その意味は、その後は、2 つの置物はサイド ・ バイ ・ サイド、左の置物はより正確な観察にかなり近いです。脳はなぜ 2 つのサイド ・ バイ ・ サイド オブジェクトが異なるのでキャスト サイズ網膜上の突起自体を要求します。それを与える答え: 彼らはさまざまなサイズをする必要があります。
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Applications and Summary
人間が 3 D で視覚的な世界を認識する方法を理解することは、研究の焦点の主要な領域と知覚の近代的な研究の主要な成果にされています。生じている重要なアプリケーションのいくつかは結果として、3 D と仮想現実表示技術の開発です。エイムズの部屋特にとして使用されています、映画で長い間特殊効果のようなもの。映画は、巨大なまたは非常に小さいの誰かを描く必要がありますと仮定します。何人かの人々 が大いにより大きい (または小さい) こと視聴者に錯覚を作り出すことができるエイムズの部屋の中のインテリア シーンを撮影実際より。結局、カメラは絞りです。
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