Allgemeine Psychologie II

Abschlussarbeiten

Übersicht

Wir bieten derzeit die nachfolgend aufgeführten Abschlussarbeiten an. Bei Interesse an einem oder mehreren Projekten schreiben Sie bitte eine E-Mail an Birthe Torkuhl: torkuhl@psychologie.uni-kiel.de

Amodale Vervollständigung

Hintergrund

Wird ein Objekt von einem anderen teilweise verdeckt, so erscheint es für den Betrachter meist dennoch als Ganzes. Diese wahrgenommene Vervollständigung wird als amodal bezeichnet, da die ergänzten Bereiche nicht dieselbe visuelle Qualität wie die direkt sichtbaren Bereiche haben; sie erscheinen verdeckt. Amodale Vervollständigung kann die Interpretation einer Szene in vielfacher Hinsicht völlig verändern (z. B. van Lier & Gerbino, 2015).

Projekt 1

Als Verdeckungstäuschung (Palmer, Brooks & Lai, 2007) wird das Phänomen bezeichnet, dass der unverdeckte Teil eines partiell verdeckten Objekts etwas größer erscheint als ein identischer isolierter Reiz, d. h. es entsteht der Eindruck, als wäre das Objekt etwas weniger verdeckt. Man spricht in diesem Fall von einer partiellen modalen Ergänzung. Ziel des Projekts ist es, verschiedene bestehende Erklärungsansätze (Scherzer & Ekroll, 2015; Scherzer & Faul, 2019; Vezzani, 1999) mit Varianten der Verdeckungstäuschung zu prüfen, z. B. mit halbtransparenten Verdeckern oder linienförmigen "Verdeckern".

Projekt 2

Kleidung kann als Verdecker der Haut aufgefasst werden. Es ist deshalb anzunehmen, dass auch beim Betrachten einer bekleideten Person partielle modale Ergänzung auftritt. Eine Pilotstudie deutet jedoch darauf hin, dass der Effekt bei einem relativ eng geschnittenen Kleidungsstück als Verdecker (z. B. eine Hose) schwächer ist als bei einem Verdecker, der nicht der Person zugeordnet werden kann (z. B. ein weites Kleid oder ein schwebender Balken). Ziel des Projekts ist es, partielle modale Ergänzung als Maß für die Zugehörigkeit eines Verdeckers zu einem Zielobjekt zu nutzen und Kriterien abzuleiten, die die Zugehörigkeit zweier Objekte definiert.

Projekt 3

Shimojo und Nakayama (1990) zeigten, dass amodale Vervollständigung die wahrgenommene Richtung von Scheinbewegung entscheidend beeinflussen kann. Die durchgeführten Experimente lassen jedoch einige inhaltliche und methodische Fragen offen. Ziel dieses Projekts ist es, die Experimente mit zusätzlichen Kontrollbedingungen zu replizieren und die Ergebnisse der Originalstudie kritisch zu überprüfen.

Literatur

  • Palmer, S. E., Brooks, J. L. & Lai, K. S. (2007). The occlusion illusion: Partial modal completion or apparent distance? Perception, 36 (5), 650-669. https://doi.org/10.1068/p5694
  • Scherzer, T. R. & Ekroll, V. (2015). Partial motion completion under occlusion: What do modal and amodal percepts represent? Journal of Vision, 15 (1):22, 1-20. https://doi.org/10.1167/15.1.22
  • Scherzer, T. R. & Faul, F. (2019). From Michotte until today: Why the dichotomous classification of modal and amodal completions is inadequate. i-Perception, 10 (3), 1-34. https://doi.org/10.1177/2041669519841639
  • Shimojo, S. & Nakayama, K. (1990). Amodal representation of occluded surfaces: role of invisible stimuli in apparent motion. Perception, 19 (3), 285-299. https://doi.org/10.1068/p190285
  • van Lier, R. J. & Gerbino, W. (2015). Perceptual completions. In J. Wagemans (Hrsg.), Oxford handbook of perceptual organization (S. 294–320). Oxford: Oxford University Press. https://10.1093/oxfordhb/9780199686858.013.040
  • Vezzani, S. (1999). Shrinkage and expansion by amodal completion: A critical review. Perception, 28 (8), 935-947. https://doi.org/10.1068/p280935

Glanzwahrnehmung

Hintergrund

Bei der Untersuchung der Glanzwahrnehmung geht es im Wesentlichen um zwei Fragen, nämlich welche Eigenschaften des retinalen Bilds den Glanzeindruck bestimmen (Glanzbedingungen) und inwiefern der Glanzeindruck eines gegebenen Materials gegenüber Änderungen des Kontexts invariant bleibt (Glanzkonstanz).

Zur Untersuchung der Glanzwahrnehmung werden im Allgemeinen realistische 3D-Reize verwendet, die mithilfe von 3D-Software erstellt werden. Es hat sich kürzlich herausgestellt, dass der Glanzeindruck von sog. Fresnel-Effekten abhängen kann (Faul, 2019), die bislang in der Forschung oft vernachlässigt wurden. Fresnel-Effekte beziehen sich auf die physikalische Regularität, dass die Stärke des von einer Oberfläche spiegelnd reflektierten Lichts von der Orientierung der Oberfläche zum Betrachter abhängt. In der bisherigen Forschung wurde oft das sog. Ward-Reflektanzmodell verwendet, das diese Fresnel-Effekte nicht berücksichtigt.

Um vorliegende Befunde zur Glanzwahrnehmung, die ohne Fresnel-Effekte erhoben wurden, zu validieren, soll in einer Reihe von experimentellen Untersuchungen für verschiedene Aspekte des Glanzeindrucks überprüft werden, ob Fresnel-Effekte dabei eine Rolle spielen. Dazu sollen jeweils die Ergebnisse mit und ohne Berücksichtigung von Fresnel-Effekten verglichen werden. Gegenstand der Arbeiten ist jeweils die Planung, Durchführung und Auswertung eines entsprechenden Experiments. Bei der technischen Umsetzung der Experiments (Programmierung und Erstellung photorealistischer 3D-Objekte) wird weitreichende Unterstützung geboten.

Projekt 1: Glanzkonstanz in Abhängigkeit von der korrekten Darstellung von Fresnel-Effekten

Eine zentrale Frage der Forschung zur Glanzwahrnehmung ist, inwieweit die Glanzwahrnehmung bei Variation des Kontexts konstant bleibt (Adams, Kucukoglu, Landy & Mantiuk, 2018; Fleming, Dror & Adelson, 2003; Olkkonen & Brainard, 2011). Die Logik der Untersuchung ist dabei, Versuchspersonen den Glanzeindruck bzw. Aspekte des Glanzeindrucks über verschiedene Kontextbedingungen hinweg abgleichen zu lassen, wobei Konstanz definitionsgemäß dann vorliegt, wenn trotz der Kontextvariation die physikalischen Parameter des Materials gleich gewählt werden. Die experimentell zu prüfende Hypothese ist, dass Glanzkonstanz mit Fresnel-Effekten größer ist als ohne Fresnel-Effekte. Experiment 4 in Faul (2019) kann als prototypisch für die geplanten Arbeiten gelten.

Potentielle Fragen betreffen die Konstanz bezüglich der zwei Materialeigenschaften Oberflächenrauheit und Spiegelungsstärke. Als Kontextvariable kommen die Art der Beleuchtung, die Form des Objekts, die Art des Bodens, auf dem ein Objekt ruht, die Helligkeit der Objektfarbe, die Existenz von Vergleichsobjekten etc. infrage. In einer konkreten Arbeit soll jeweils eine Kombination von Materialeigenschaft und Kontextvariable untersucht werden, wobei immer die Konstanz mit und ohne Fresnel-Effekte verglichen werden soll.

Projekt 2: Der Einfluss von Fresnel-Effekten auf die Formwahrnehmung

Glanz beeinflusst auch die Formwahrnehmung (Norman, Todd & Orban, 2004). Informelle Beobachtungen und vorläufige experimentelle Befunde legen nahe, dass Fresnel-Effekte auch die Tiefenwahrnehmung beeinflussen, wobei Objekte mit korrekten Fresnel-Effekten deutlich plastischer wirken als solche ohne. Diese Hypothese soll in mehreren Teilprojekten experimentell geprüft werden. Dabei werden Objekte mit und ohne Fresnel-Effekte in Paarvergleichen bezüglich des Tiefeneindrucks beurteilt oder es wird in einem Einstell-Experiment ermittelt, wie stark die wahre Tiefe ohne Fresnel-Effekte erhöht werden muss, damit ein ähnlicher Tiefeneffekt wie mit Fresnel-Effekten entsteht. In einer konkreten Arbeit können dabei als zusätzliche Variablen die Objektform, die Beleuchtung und die Darbietungsbedingungen (z. B. die Beleuchtung, Stereo) variiert werden.

Literatur

  • Adams, W. J., Kucukoglu, G., Landy, M. S. & Mantiuk, R. K. (2018). Naturally glossy: Gloss perception, illumination statistics, and tone mapping. Journal of Vision, 18(13):4, 1-16. https://doi.org/10.1167/18.13.4
  • Faul, F. (2019). The influence of Fresnel effects on gloss perception. Journal of Vision, 19(13):1, 1-39. https://doi.org/10.1167/19.13.1
  • Fleming, R. W., Dror, R. O. & Adelson, E. H. (2003). Real-world illumination and the perception of surface reflectanceproperties. Journal of Vision, 3(5), 347-368. https://doi.org/10.1167/3.5.3
  • Norman, J. F., Todd, J. T. & Orban, G. A. (2004). Perception of three-dimensional shape from specular highlights, deformations of shading, and other types of visual information. Psychological Science, 15(8), 565-570. https://doi.org/10/dz4z8x
  • Olkkonen, M. & Brainard, D. H. (2011). Joint effects of illumination geometry and object shape in the perception of surface reflectance. i-Perception, 2(9), 1014-1034. https://doi.org/10.1068/i0480

Lesen in der Peripherie

Hintergrund

Der Bereich des schärfsten Sehens liegt in der sog. Fovea centralis (Sehgrube). Dies ist der Bereich auf der Retina (Netzhaut), auf den ein Objekt projiziert wird, das gerade fixiert wird. Mit zunehmender Exzentrizität, d. h. mit zunehmendem Abstand vom fovealen Bereich, nimmt die Sehschärfe kontinuierlich ab. Soll eine Versuchsperson beispielsweise einen Buchstaben korrekt identifizieren, so muss dieser umso größer dargestellt werden, je weiter außerhalb des fixierten Bereichs er präsentiert wird. Innerhalb von ca. +/- 30° horizontaler Exzentrizität besteht sogar ein linearer Zusammenhang zwischen der Exzentrizität und der benötigten minimalen Buchstabengröße (Anstis, 1974; Farrell & Desmarais, 1990).

Projekt 1

Die Experimente von Anstis (1974) und Farrell und Desmarais (1990) wurden ohne Kontrolle der Blickbewegungen und nur unter Variation der horizontalen Exzentrizität durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist es, Schwellwerte für die Buchstabengröße in Abhängigkeit von der horizontalen und vertikalen Exzentrizität zu bestimmen und mittels Eye-Tracking sicherzustellen, dass ungültige Durchgänge, in denen die Versuchsperson ihren Blick bewegt, ausgeschlossen werden. Als zusätzliche UV könnte auch die Aufgabe der Versuchsperson variiert werden (Detektion, Diskrimination, Identifikation). Je nach Umfang kann das Projekt von bis zu zwei Student/innen als Abschlussarbeit durchgeführt werden.

Projekt 2

Zur Kompensation der abnehmenden Sehschärfe in der Peripherie können Buchstaben mit zunehmender Exzentrizität größer dargestellt werden ("Butterfly-Wörter"; Nazir, Jacobs & O'Regan, 1998). Ziel des Projekts ist es, unter systematischer Variation der Wortlänge und des Vergrößerungsfaktors zu untersuchen, ob Butterfly-Wörter schneller als normal präsentierte Wörter korrekt erkannt werden. Das "Butterfly-Paradigma" könnte auch in weiteren Untersuchungen zur Lesbarkeit von Wörtern/Sätzen genutzt werden.

Literatur

Object and scene perception

Project 1: Can semantic object information be extracted from parafoveal vision?

Vision is best in the foveal region (2 degrees in the center of vision), but some information can also be extracted from the parafoveal region (extending from the foveal region to about 5 degrees on either side of fixation). The project will investigate whether semantic information about objects can be extracted from parafoveal vision. Participants will be viewing pairs of photographs of objects, taken from the POPORO database. The second object will be either semantically related or unrelated to the first object (examples: strawberry—mango or strawberry—football). To vary the visibility of the second object when processing the first one, two spatial distances between objects will be tested (close vs. far). Will the viewing time on the first object, measured with the eye-tracking methodology, be modulated by these factors?

References

  • Malpass, D., & Meyer, A. S. (2010). The time course of name retrieval during multiple-object naming: Evidence from extrafoveal-on-foveal effects. Journal of Experimental Psychology: Learning Memory and Cognition, 36(2), 523-537. https://doi.org/10.1037/a0018522 (But note that these authors tested object naming rather than object recognition.)
  • Kovalenko, L. Y., Chaumon, M., & Busch, N. A. (2012). A pool of pairs of related objects (POPORO) for investigating visual semantic integration: Behavioral and electrophysiological validation. Brain Topography, 25(3), 272-284. https://doi.org/10.1007/s10548-011-0216-8

Project 2: Low-level scene features: human judgements vs. algorithmic predictions

In natural scenes, visual information can be described at a variety of levels, ranging from basic low-level image features to higher level semantic understanding. Low-level image properties comprise individual features (e.g., luminance, edge density) or feature constellations (e.g., clutter, visual salience). Typically, low-level image properties are determined algorithmically. The goal of this project is to collect empirical data on this issue by asking human participants to rate images of naturalistic scenes on these dimensions (one feature and/or feature constellation per project). This allows us to determine how well human behavior and algorithmic predictions coincide.

References

  • Elazary, L., & Itti, L. (2008). Interesting objects are visually salient. Journal of Vision, 8(3), 1-15. https://doi.org/10.1167/8.3.3
  • Nuthmann, A., & Einhäuser, W. (2015). A new approach to modeling the influence of image features on fixation selection in scenes. Annals of the New York Academy of Sciences, 1339(1), 82-96. https://doi.org/10.1111/nyas.12705