Virtual Reality: History Curs 8 Percepia i designul de experimente Fundamente ale Psihofizicii.

Virtual Reality: History

Curs 8 Curs 8

PercepPercepțția ia și designul de experimenteși designul de experimente

Fundamente ale PsihofiziciiFundamente ale Psihofizicii


Ce este psihofizica?Ce este psihofizica?

Subdisciplină a psihologiei experimentale [Wundt]

Măsurarea relației dintre stimuli fizici și corlațile lor subiective (percepute)

Studiul relațiilor dintre energia fizică și capabilitățile senzoriale

Studiul științific al relației dintre stimul (în domeniul fizic) și senzație (în domeniul psihologic)[Gescheider, 1976]


IntrospecțiaIntrospecția IntrospecțiaIntrospecția

Introspecția = auto-observare - self-analysis, self-control, self-command

Metoda aplicată de către psihologi timpurii (Wundt)

Auto-observarea gândurilor conștiente și senzațiilor– Percep eu această lumină mai strălucitoare decât alta?

De ce? În mod inerent subiectivă

– respinsă ca metodă științifică Oferă ÎNSĂ intuiții utile în timpul proiectării

experimentelor (ajută la formularea de ipoteze)– Mi-am dat seama că este greu pentru mine să aud tonuri

foarte înalte și foarte scăzute. Astfel, frecvența unui sunet poate fi un factor în intensitate percepută / audibilitate. Haideți să testăm asta într-un experiment!


Psihologia comportamentală - BehaviorismPsihologia comportamentală - Behaviorism

Psihologia va studia comportamente obiective, nu experiențe subiective mentale.

Scopul psihologiei comportamentale este de a anticipa și controla comportamentul.

Studiul comportamental se reduce la studiul reflexului de tip stimul-răspuns.

Procesul de învățare adaugă flexibilitate tipului de reflex stimul-răspuns– Condiționării clasice de Pavlov– Condiționarea operantă de B. F. Skinner


Declinul psihologiei comportamentaleDeclinul psihologiei comportamentale

Lingvistică:– Skinner a susținut că, copiii învață limba

prin imitație și consolidare.– Chomsky a observat

Nu există nici un eveniment observabil de vorbire “reinforcent”.

Copii spun multe propoziții care nu le-au auzit niciodată.

Dezvoltarea limbajului este determinată de un program înnăscut, acultural (gramatica universală).


Declinul psihologiei comportamentaleDeclinul psihologiei comportamentale

Constrângeri biologice în procesul de learning– John Carcia, 1966

Șobolanilor li s-a dat apă aromată cu zaharina.

Șobolanii li s-a dat apoi un șoc electric sau au fost radiați.

Șocul nu a avut nici un efect asupra băutului apei.

Radiarea a condus la evitarea aproape completă a apei dulci.

Nu toți stimulii sunt echivalenți și diferențele dintre specii sunt importante.


Senzație și percepțieSenzație și percepție


Senzație și percepțieSenzație și percepție

O senzație apare oricând un stimul activează unul din receptori.– Organele de simț detectează apoi orice

schimbare în energie, cum ar fi lumina, caldura, sunetul, și presiunea fizică

O senzație poate fi combinată cu alte senzatii si cu experienta din trecut pentru a obține o percepție.

O percepție reprezintă organizarea de informații senzoriale în experiențe semnificative


Spirala lui FraserSpirala lui Fraser

Illustrates the difference between sensation and perception.

Our perception of this figure is that of a spiral, but it is actually an illusion.


ClasificăriClasificări

Senzațiile pot ficlasificate prin 4 caracteristici:– Intensitate– Calitate– Durată– Extensie

Caracteristicile unei senzații afectează în mod diferit percepția unui stimul.


PsihofizicăPsihofizică

The transition of psychology from a philosophical to a scientific discipline occurred when G. T. Fechner introduced techniques for measuring mental events (1960)– The attempt to measure

sensations through the use of Fechnher’s procedure was termed psychophysics

Central to psychophysics is the concept of a sensory threshold


Dimensiunea fizică vs. perceputăDimensiunea fizică vs. percepută

Physical dimensions– light intensity, sound intensity, sound

frequency etc.Subjective/perceptual dimensions

– brightness, loudness, pitch, etc.

Physical dimensions ≠ perceptual dimensions


VăzulVăzul

Light intensity ≠ brightness

o Is the square A darker than the square B?


AuzulAuzul

Sound intensity ≠ loudness

How much louder is the second tone?

– If you double the intensity of a tone, you won’t hear it twice as loud! (only 60% louder)

– If you change the frequency of a tone, loudness will also change (loudness depends both on intensity and on frequency)


Levels of AnalysisLevels of Analysis

A (stimulus-perception)– Psychophysics

Classical methods, Magnitude Estimation, TSD

B (stimulus-processing)– Physiology (extra- & intracellular

recordings)C (physiology-perception)

– fMRI, awake-behaving monkeys


Levels of AnalysisLevels of Analysis

Attended Stimulus

Transduction

Action

Processing recognition

Stimulus on

receptors

Environmental

Stimulus

B

C

A

Perception


Psihofizica clasicăPsihofizica clasică

Purpose: To derive the mathematical

relationship between the experiential aspect of perception and the physical characteristics of the stimulus

Psychometric Function– formula that relates subjective

experience to the physical stimulus– cannot use verbal descriptions


Limite senzorialeLimite senzoriale

The Absolute Threshold (RL from German Reiz Limen) is the smallest amount of stimulus ( in the physical domain) energy to provide a sensation (ψ in the psychological domain)

The Difference Threshold (DL from German Differenz Limen): the amount of change in the stimulus () to provide a Just Noticeable Difference in the sensation (JND)


Legea lui Legea lui Weber (1834)Weber (1834)

Weber a descoperit că două greutăți relativ grele trebuie să difere cu o sumă mai mare decât două greutăți relativ ușoare pentru ca o greutate să fie percepută ca mai grea decât cealaltă

Relația liniară dintre mărimea diferitului threshold nivelul de intensitate al stimulului

c c

Weber fraction: c


Legea lui Weber pentru greutateLegea lui Weber pentru greutate

Weber fraction tends to increase greatly at extremely low intensities

Example: Weber fraction for lifted weights


Legea lui Weber pentru luminozitateLegea lui Weber pentru luminozitate

Also for brightness Weber fraction is constant for stimuli with intensity greater than a certain value


ConsiderațiiConsiderații

Fracțiile Weber sunt adimensionaleEste posibil să se compare diferite

modalități senzorialeExemplu: luminozitate si

intensitatea acustică


Compararea capacităților senzorialeCompararea capacităților senzoriale

Brightness perception Loudness perception


Teoria lui FencherTeoria lui Fencher

Fechner published Elements of Psychophysics in 1860

He proposed that sensation magnitude could be quantified indirectly by relating the values of on the physical scale to the corresponding values of the JND in in sensation in the psychological scale

An arithmetic series of mental intensities might correspond to a geometric series of physical energy

Sensation Magnitude

Stimulus intensity


Legea lui FencherLegea lui Fencher

All JND’s were equal psychological increments in sensation magnitude, regardless of the size of

More precisely:– JND is a standard unit of sensation magnitude,

regardless of its size in physical units.– JND is the smallest detectable increment in a sensation

and is therefore always psychologically the same size

c

log( ) log( )k a k


Senzitivitatea absolutăSenzitivitatea absolută

The absolute threshold (Reiz Limen) in classical psychophysics serves as the zero point.

The absolute threshold is the intensity or duration of a stimulus that is sensed 50% of the time (the median).

Stimuli below the threshold (limen) are subliminal.


Classical Psychophysical TheoryClassical Psychophysical Theory

Sensory Threshold– Herbart (1824) critical boundary, above which neural

activity signals the presence of a sensory event –ABSOLUTE


Psychophysical TheoryPsychophysical Theory

Threshold is a statistical concept, Threshold is a statistical concept, affected by:affected by:– Chance variation in the nervous Chance variation in the nervous

systemsystem– Random signal noiseRandom signal noise– Intensity of signalIntensity of signal– Observer’s criterionObserver’s criterion


Psychophysical TheoryPsychophysical Theory


Psychometric curvePsychometric curve

0

1

.5

% “

Yes

” re

spon

ses

Luminozitate


Absolute sensitivity for touchAbsolute sensitivity for touch

One way of measuring tactile sensitivity is to determine the smallest amplitude of vibration of the skin that can be detected by an observer

Verrilo’s experiment (1963): a stimulator attached to a vibrator was placed in contact with the base of the thumb

The size of the stimulator was varied over a range of 0.005 cm2 to 5.1 cm2


Absolute sensitivity for touchAbsolute sensitivity for touch

When the stimulator was larger then 0.02 cm2, vibrotactile sensitivity was greatest in the frequency region around 250 Hz

Increasing the size of the stimulator, the threshold proportionally decreases

For 0.02 cm2 stimulators or smaller, no spatial summation was observed

Virtual Reality: History33

Receptors systemsReceptors systems

From these findings Verrillo concluded that the skin contains at least two receptors systems.– One system summates energy over space and accounts for the

U-shaped frequency function obtained when all but the smallest stimulators are used (Pacinian corpuscle)

– The other system accounts for the flat frequency (no spatial summation) for very small contactors

Human psychophysical thresholds for the detection of vibrotactile stimuli (unfilled

point) compared with the electrophysiological response

of the Pacinian corpuscle in the cat (filled points)



In further experiments stimuli with a much wider frequency range were presented

The results provided the basis for a four channel model of mechanoreceptors (1988)– P channel (Pacinian) high frequency– NPI (Meissner) 2-40 Hz– NPIII (Merkel) 0.4-2 Hz– NPII (Ruffini) only if Pacinian are deficient



– P channel (Pacinian) H.F.– NPI (Meissner) 2-40 Hz– NPIII (Merkel) 0.4-2 Hz– NPII (Ruffini)

Date post:	01-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	kerrie-campbell
View:	212 times
Download:	0 times

Virtual Reality: History Curs 8 Percepia i designul de experimente Fundamente ale Psihofizicii.

Documents