Illusionen des Sehens

1. Illusionen des Sehens Marco Walser Didaktik der Physik SS 07

2. Illusionen des Sehens Inhalt • Kapitel 1: Das Licht, die Wahrnehmung und die Gesetze des Sehens • Kapitel 2: Die geometrisch-optischen Täuschungen • Kapitel 3: Wahrnehmung von Formen und Helligkeiten • Kapitel 4: Mehrdeutige Wahrnehmungen • Kapitel 5: Die Farbe und der graue Alltag • Kapitel 6: Das räumliche Sehen • Kapitel 7: Bewegungen sind Leben

3. Illusionen des Sehens Kapitel 1Das Licht, die Wahrnehmung und die Gesetze des Sehens

4. Illusionen des Sehens Die menschliche Wahrnehmung Wahrnehmung = Von der Umwelt ausgesandte Informationen durch die Sinne aufnehmen und damit im Gehirn ein möglichst naturgetreues Abbild seiner Außenwelt zu erzeugen. Im Laufe der Lahrmillionen hat die Natur die verschiedensten physikalischen Möglichkeiten ausgenutzt. • Gleichgewichtssinn • Temperatur- und Schmerzempfindung • Innere Organwahrnehmung • Wahrnehmung durch das Immunsystem • Hören • Riechen • Schmecken • Tasten • Fühlen

5. Illusionen des Sehens Das Licht und das Sehen Jüngste und erfolgreichste Erfindung der Natur: das Sehen Träger der Sehinformation: Licht Vorteile: • Geschwindigkeit (~ 900 000 - mal schneller als Schall)  Gleichzeitige Wahrnehmung möglich (z.B. in Gefahrensituationen) • Störungsunanfällig (Schall: Gegenwind, Nebengeräusche,…)

6. Illusionen des Sehens GestaltpsychologieMax Wertheimer, 1910 • Das Gesetz der Nähe • Das Gesetz der Ähnlichkeit • Das Gesetz der guten Gestalt (.. der Einfachheit oder Prägnanzgesetz) • Das Gesetz der guten Fortsetzung (.. der durchgehenden Linie) • Das Gesetz der Geschlossenheit • Das Gesetz der Erfahrung

7. Illusionen des Sehens Das Gesetz der Nähe Gleiche Elemente (Elemente mit gleichem Reiz) mit geringeren Abständen zueinander werden als zusammengehörig wahrgenommen.

8. Illusionen des Sehens Das Gesetz der Ähnlichkeit Sich ähnlich sehende Elemente werden eher als zusammengehörig empfunden als sich unähnlich sehende. (Form, Farbe…)

9. Illusionen des Sehens Das Gesetz der guten Gestalt Gestalthafte Wahrnehmungseinheiten bilden sich so aus, dass sie im Ergebnis eine möglichste einfache und einprägsame Gestalt darstellen. 93°

10. Illusionen des Sehens Das Gesetz der guten Fortsetzung Man neigt dazu, Reizelemente, z. B. Punkte, die im Falle ihrer Verbindung in einer geraden oder sanft geschwungenen Kurve angeordnet sind, in einem Zusammenhang zu sehen, beziehungsweise dass Linien an Schnittpunkten bevorzugt im Sinne einer Fortführung ihrer bisherigen Linienführung gesehen werden.

11. Illusionen des Sehens Das Gesetz der Geschlossenheit In geometrischen Gebilden werden diejenigen Strukturen als Figur wahrgenommen, die eher geschlossen sind. Nicht vorhandene Teile einer Figur werden ergänzt.

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13. E T 43   Illusionen des Sehens Das Gesetz der Erfahrung Dinge bilden mit großer Wahrscheinlichkeit Gruppen, wenn die Gruppen vertraut sind, oder etwas bedeuten. E 4  T 3 

14. Illusionen des Sehens Kapitel 2Die geometrisch-optischen Täuschungen

15. Illusionen des Sehens Müller-Lyer‘sche Täuschung: Kante mit spitzen Winkeln wird näher zum Betrachter liegend wahrgenommen. Spitze Winkel können als nach hinten ragende perspektivisch rechte Winkel wahrgenommen werden. (3D-Wahrnehmung)

16. Illusionen des Sehens Judd Täuschung (ähnl. wie Müller Lyer‘sche Täuschung) Modifikationen der Müller-Lyer‘schen Täuschung: Hier kann man allerdings nicht davon ausgehen, dass das Gehirn ein 3D-Bild wahrnimmt. Eine mögliche Erklärung dieser Effekte wäre, dass unser Gehirn in der Lage ist, sich nicht existierende Kanten zu denken, und diese dann gleich wie reale Kanten zu behandeln.

17. Illusionen des Sehens Ponzo-Täuschung Größenkonstanz: Wichtige Grundlage der Wahrnehmung. Verschiedene Größenwahrnehmung durch Entfernung und Lage. (Tiefenwahrnehmung) Gillam-Täuschung

18. Illusionen des Sehens Poggendorff‘sche Täuschung: Erklärung durch 3D-Wahrnehmung

19. Illusionen des Sehens Sander‘sche Täuschung: Erklärung durch Einfluss spitzer und stumfer Winkel • Auseinandergenommene Poggendorff‘sche Täuschung: • Links: Zerlegung in spitze Winkel • Mitte: Zerlegung in stumpfe Winkel • Spitze Winkel haben weit weniger Anteil an der Täuschung als die stumpfen. Rechts: Je steiler die schräge Linie ist, umso stärker wird die Täuschung.

20. Illusionen des Sehens Hering‘sche Täuschung: Erklärung aus dem Streben unserer Sinne nach Prägnanz (Prägnanzgesetz) Wahrnehmungssystem sehnt sich nach rechten Schnittwinkeln  Orientierungsempfindung wird abgeändert, Linien werden gekippt.

21. Illusionen des Sehens Zöllner‘sche Täuschung: Erklärung: Prägnanzgesetz (rechte Winkel) Fraser‘sche Täuschung: Erklärung: Prägnanzgesetz (rechte Winkel)

22. Illusionen des Sehens Fraser‘sche Täuschung: Erklärung: Prägnanzgesetz (rechte Winkel)

23. Illusionen des Sehens Vertikalentäuschung: Fehleinschätzung der Höhe eines Gegenstandes, solange er flach ab Boden liegt. Grund: Wahrscheinlich Schwerkraft: Schwieriger einen Kilometer Höhe zurückzulegen als einen Kilometer ebenerdig  Überbewertung der Senkrechte

24. Illusionen des Sehens Oppel-Kundt‘sche Täuschung: Beruht auf Unterschätzung leerer Räume Titchener‘sche Täuschung: Verstärkung des Größenkontrasts

25. Illusionen des Sehens Mondtäuschung: Der Mond scheint wesentlich größer zu sein, wenn er knapp über dem Horizont steht, als wenn er sich im Zenit befindet. Grund: Verstärkung des Größenkontrastes

26. Illusionen des Sehens Ebbinghaus‘sche Täuschung: Größenkontrastverstärkung Größentäuschung nach Jastrow`

27. Illusionen des Sehens Krümmung der Linien durch Anordnung der schwarzen und weißen Flächen erzeugt. Räumliche Wölbung erst durch Orientierung und Geometrie der schwarzen und weißen Flächen erzeugt.

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30. Illusionen des Sehens Universität Innsbruck Universität Innsbruck Auf die Perspektive kommt es an!

31. Illusionen des Sehens Kapitel 3Wahrnehmung von Formen und Helligkeiten

32. Illusionen des Sehens Symmetrische Flächen scheinen im Vordergrund zu liegen – ganz unabhängig von ihrer Helligkeit. (Symmetriegesetz) Die symmetrischen Muster scheinen nun im Hintergrund zu liegen. Das Gesetz der Nähe überstimmt die Symmetrie.

33. Illusionen des Sehens Die Gestaltgesetze der Nähe und Symmetrie sind etwa gleich stark. Unsere Wahrnehmung kann sich nicht mit einem Unentschieden abfinden und versucht, zwischen beiden Gestalten abzuwechseln. Die Konvexität überstimmt die Symmetrie. Deutlich erscheinen die konvexen schwarzen Flächen als Figur, während die Symmetrischen weißen Flächen im Hintergrund zu liegen scheinen.

34. Illusionen des Sehens Helligkeitsempfindung ist relativ. Je nach Helligkeitsgrad der Umgebung wird ein physikalisch eindeutiger Helligkeitston umgedeutet.

35. Illusionen des Sehens Zwei unterschiedlich helle Flächen? In Wirklichkeit sind beide Flächen außer an den Schnittkanten genau gleich hell. Augen verstärken den Randkontrast.

36. Illusionen des Sehens Hermann‘sches Gitter: An den Kreuzungspunkten der schwarzen Quadrate erscheinen schwarz flimmernde Punkte. Die eigentlich weißen Schnittpunkte erscheinen Dunkler, da dort kein direkter Kontakt zu den schwarzen Flächen vorliegt, und dadurch eine Randkontrastverstärkung nicht in diesem Maße stattfinden kann wie in den anderen weißen Bereichen.

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38. Illusionen des Sehens Irradiation: Leichte Eigenbewegung der Augen  Auf rezeptive Felder im Kantenbereich fällt abwechselnd „weißes und schwarzes Licht“. Weißes Licht ist lichtstärker und hinterlässt deutliche Spuren Helle Objekte erscheinen größer als gleich große dunkle Objekte Das einzelne weiße Quadrat scheint nicht in die schwarzen Lücken zu passen, obwohl es genau dieselbe Größe besitzt.

39. Illusionen des Sehens Wahrnehmungsapparat wird durch Kontinuierliche Aufhellung bzw. Verdunkelung des Hintergrunds von außen nach innen überlistet. Der durch die Kontrastverstärkung erzielte Eindruck wird auf die gesamte Sonnenscheibe ausgedehnt.

40. Illusionen des Sehens Kanisza-Dreieck: Das weiße Dreieck schwebt im Vordergrund. Dabei erscheint es weißer als der ebenso weiße Hintergrund. Ein durchsichtiges Dreieck schwebt im Vordergrund. Die Helligkeitstäuschung ist jetzt aufgehoben. Erfahrung: Je weiter ein Gegenstand entfernt, desto lichtschwächer  undurchsichtiges Dreieck im Vordergrund erweckt den Eindruck, dass es Lichtstärker, also heller ist.

41. Illusionen des Sehens Wertheimer-Benary Figur: Grund für die unterschiedlich helle Wirkung der Dreiecke ist die unterschiedliche Tiefeneinschätzung der Figuren durch unsere Wahrnehmung. Das obere Dreieck scheint im Vordergrund zu sein, dadurch lichtstärker und heller.

42. Illusionen des Sehens White-Täuschung: Normalerweise: Linke Seite: Graue Rechtecke grenzen an schwarze Flächen  eigentlich müssten die Rechtecke heller erscheinen Rechte Seite: umgekehrter Fall Warum ist dies nicht so? Spezielle Geometrie des Bildes: Anstatt mehrerer kleiner grauer Rechtecke sehen wir links einen grauen Balken, der von schwarzen Streifen überdeckt wird und auf weißem Grund liegt. Rechts genau umgekehrt.  Helligkeitskontrastverstärkung wirkt gegenüber den beobachteten Hintergründen.

43. Illusionen des Sehens Kapitel 4Mehrdeutige Wahrnehmungen

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46. Illusionen des Sehens Gehirn kann immer nur einen Wahrnehmungsinhalt im Bewusstsein haben  Kompromiss: Würfel sprinngt hin und her

47. Illusionen des Sehens Perspektivische Ambivalenz (räumliche Orientierung nicht eindeutig festgelegt) Untersuchungen: Unterschied in der Geschwindigkeit des Wahrnehmungswechels  „Fingerabdruck der Psyche“, da jeder seine eigene Oszillationsgeschwindigkeit hat (ca. 3 sec.) Keine Rückschlüsse auf Psyche oder persönliche Merkmale (IQ,…) möglich.

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49. Illusionen des Sehens Vase  Gesichter Grund: Gesetz der Nähe Im 1. Bild ist die weiße Vase auf Grund der Nähe der Umrisslinien hervorgehoben.

50. Illusionen des Sehens Links: Graues Kreuz auf weißem Hintergrund Mitte: Orientierung hat keinen Einfluss auf Wahrnehmung Rechts: Weißes Kreuz auf grauem Hintergrund Grund: Prägnanzgesetz (Horizontal- bzw. Vertikalausrichtung bevorzugt)