Geometrisch-optische
Täuschungen
Seminar: Visuelle Wahrnehmung
Dozent: Kai Hamburger
Referentin: Maria Oestreicher
Überblick

Einführung


Geschichte
Eigenschaften
Überblick



Einführung
Erklärungen
Vier Gruppen von Theorien





Allgemein
Kontrast- und Assimilationstheorien
Aktivitätstheorien
Physiologische Theorien
Funktionale Theorien
Überblick




Einführung
Erklärungen
Vier Gruppen von Theorien
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Einführung
Einführung / Geschichte

Fast alle 200 Figuren die optische
Täuschungen hervorrufen wurden in der
zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts
entdeckt

Seit 100 Jahren bemüht man sich die
Ursachen dafür zu finden.
Einführung /Geschichte

Größenkonstanz: Macht die Wirkung des
Entfernungsunterschiedes rückgängig.

Dies geschieht, indem er die entfernte Linie
größer und die näher liegende kleiner
erscheinen lässt.
Einführung /Geschichte

Größenkonstanz: Macht die Wirkung des
Entfernungsunterschiedes rückgängig.

Annahme: Größenkonstanz sei die
Ursache der geometrisch-optischen
Täuschung
Einführung / Geschichte
Evaluation

Nur wenige Geometrisch-optische
Täuschungen besitzen eine wirkliche oder
scheinbare Tiefe.

Falscher Erklärungsansatz
Einführung / Eigenschaften

Jede Figur einer Geometrisch-optischen
Täuschung enthält 2 Komponenten

Auslösende Komponente  löst die
Täuschung aus

Test – Komponente  Komponente über die
man sich täuscht
Einführung / Eigenschaften
Müller-Lyer-Figur: Pfeilspizen ( auslösende Komponente)
Strecke ( Test-Komponente)
Einführung / Eigenschaften
Müller-Lyer-Figur: Pfeilspizen ( auslösende Komponente)
Strecke ( Test-Komponente)
Einführung / Eigenschaften
Poggendorf-Figur: Parallele Linien (auslösende Komponente)
Schräge Linien (Test-Komponente)
Einführung / Eigenschaften
Poggendorf-Figur: Parallele Linien (auslösende Komponente)
Schräge Linien (Test-Komponente)
Einführung / Eigenschaften
Evaluation

Die Unterscheidung in 2 Komponenten
vereinfacht die Verhältnisse oft.
Erklärungen
Erklärungen
Die überzeugendsten Erklärungen stimmen in
3 Punkten
überein
Erklärungen
1.
Täuschungen betreffen nicht das Denken
sondern die Wahrnehmung

Auch mit dem Wissen, der Geometrisch-optischen
Täuschung verschwindet sie nicht.

Sie kann jedoch schwächer werden, durch
wiederholtes Betrachten innerhalb kurzer Zeit.
Erklärungen
1.
2.
Täuschungen betreffen nicht das Denken
sondern die Wahrnehmung
Täuschungen entstehen nicht durch Vorgänge in
--der Netzhaut

Fast in voller Stärke wahrnehmbar



Ein Auge  Test-Komponente
Ein Auge  auslösende Komponente
Täuschung entsteht im visuellen System erst in der
Stufe nach den seitlichen Kniehöckern
Erklärungen / Corpus geniculatum laterale

CGL(seitlicher
Kniehöcker)


Kern auf der
Hinterseite jeder der
beiden
Thalamushälften
Dort treffen die
Informationen aus
beiden Augen erstmals
zusammen.
Erklärungen
1.
Täuschungen betreffen nicht das Denken
sondern die Wahrnehmung
2.
Täuschungen entstehen nicht durch Vorgänge
in der Netzhaut
3.
Täuschungen werden nicht durch------------------------Augenbewegungen hervorgerufen

Wird auch ausgelöst, bei


Extrem kurzer Darbietung
Abbildung auf der selben Stelle der Netzhaut
Vier Gruppen von
Theorien
Vier Gruppen von Theorien / Allgemein

Es gibt 4 Gruppen von Erklärungstheorien




Kontrast- und Assimilationstheorien
Aktivitätstheorien
Physiologische Theorien
Funktionale Theorien
Vier Gruppen von Theorien / Allgemein

Es gibt 4 Gruppen von Erklärungstheorien
Sie
Sie
schließen sich nicht aus
betonen verschiedene Gesichtspunkte der
gleichen Erscheinung
Kontrast- und
Assimilationstheorien
Vier Gruppen von Theorien / Kontrastund Assimilationstheorien

Berücksichtigen die Gemeinsamkeiten optisch
täuschender Figuren

Solche Gemeinsamkeiten beruhen auf einheitlichen
Wahrnehmungsprozessen
Vier Gruppen von Theorien / Kontrastund Assimilationstheorien



Berücksichtigen die Gemeinsamkeiten optisch
täuschender Figuren
Machen keine Aussagen über Mechanismus
oder die Funktion
Täuschung durch



Überbewertung (Kontrast) oder
Unterbewertung (Assimilation, Angleichung oder
Konfluxion) oder
Gleichzeitiges Auftreten von Kontast und Konfluxion
des Unterschiedes zwischen der auslösenden
und der Test-Komponente
Beispiele
Titchener-Figur: Überbewertung des Größenunterschiedes
Beispiele
Beispiele
Zöllner-Figur:
Überbewertung des Unterschiedes der Richtung
oder des Winkels
Beispiele
Müller-Lyer-Figur:
Überbewertung des Unterschieds zwischen
den Komponenten
Beispiele
Ponzo Figur:
Assimilation und Überbewertung vorhandener
Unterschiede
Vier Gruppen von Theorien / Kontrastund Assimilationstheorien
Evaluation



Hilft Ordnung in die Vielfalt der
täuschenden Figuren zu bringen
Leistet keine Erklärung
Lässt sich nicht auf alle Täuschungen
anwenden
Aktivitätstheorien
Vier Gruppen von Theorien /
Aktivitätstheorien

Gehen über die einfache Klassifikation
der Täuschung nach Kontrast und
Assimilation hinaus.

Täuschungen beruhen auf



Randeffekte
Fehler der normalen Wahrnehmung
Ursache sind vorbereitende Prozesse
Vier Gruppen von Theorien /
Aktivitätstheorien
Efferent readiness





Theorie der efferenten Bereitschaft
L. Festinger
New School for Social Research (USA)
Täuschungen entstehen durch die Art und
Weise wie die Augen auf die durchzuführende
Bewegung vorbereitet werden
Man blickt nur auf den Teil der Figur, welcher
die meisten entscheidenden Details liefert
Beispiele
Müller-Lyer-Figur:
Beim Betrachten der Endpunkte, fixiert man
in Wirklichkeit einen Bereich
innerhalb der Pfeile

Linie mit nach innen weisenden Pfeilen länger

Linie mit nach außen weisenden Pfeilen kürzer
Vier Gruppen von Theorien /
Aktivitätstheorien
Evaluation


Experimentelle Befunde schließen aus, dass
die Augenbewegung eine entscheidende Rolle
spielt.
Mehrmalige Betrachtung verringert die Stärke
der Täuschung.

Begleitet von höherer Augenbewegungsgenauigkeit
Vier Gruppen von Theorien /
Aktivitätstheorien
Evaluation



Experimentelle Befunde schließen aus, dass
die Augenbewegung eine entscheidende Rolle
spielt.
Mehrmalig Betrachtung verringert die Stärke
der Täuschung.
Sagt nichts im Hinblick auf die Ursache
Vier Gruppen von Theorien /
Aktivitätstheorien
Evaluation

Möglicher Ansatz

Prozesse, die im visuellen System die
Augenbewegungen vorbereiten
Physiologische Theorien
Vier Gruppen von Theorien /
Physiologische Theorien



Geht über die einfache Klassifikation der
Täuschung nach Kontrast und
Assimilation hinaus.
Ursache der Täuschung liegt in der
„Hardware“ des visuellen Systems
Viele verwenden den Prozess der
lateralen Hemmung

Jeder Rezeptor hemmt seine Nachbarn
Vier Gruppen von Theorien /
Physiologische Theorien



Es gibt richtungsspezifische Komplexe
und Hyperkomplexe Zelle
Welche Richtung einer Linie
wahrgenommen wird, hängt von dem
Erregungsmuster ab, welches sich in der
Sehrinde bildet
Treten mehrere Linien auf, können sich
die Erregungsmuster überlagern
Vier Gruppen von Theorien /
Physiologische Theorien

Steigerung oder Verringerung der
Erregung


Linien mit ähnlicher Richtung  Assimilation
 Erregungssteigerung
Linien mit unterschiedlicher Richtung 
Kontrast  Erregungsminderung
Vier Gruppen von Theorien /
Physiologische Theorien
Schematische Darstellung von
Erregungsmuster
Schwarze Kurve: kennzeichnet das Erregungsmuster in der Sehrinde wenn
nur eine der beiden dicken Linien
im Gesichtfeld erscheint
Farbige Kurve: beide Linien sind sichtbar
und so überlagern sich die beiden
schwarzen Kurven
Gestrichelte Linie: Maxima der farbigen
Kurve.
Maxima: verantwortlich, dass die beiden
dicken Linien so wahrgenommen
werden als wären sie nicht um 12
sondern um 16 Grad gegeneinander geneigt.  (Zöllner-Figur)
Vier Gruppen von Theorien /
Physiologische Theorien

Täuschungen werden durch Bedingungen
verstärkt, welche die laterale Hemmung
vergrößern


Helligkeitskontrast
Zahl der induzierten Linien
Vier Gruppen von Theorien /
Physiologische Theorien



Täuschungen werden durch Bedingungen
verstärkt, welche die laterale Hemmung
vergrößern
Täuschungen bleiben erhalten bei Ersatz der
Linien mit Punktereihen
Einige Täuschungen die auf Winkelkontrast
beruhen lassen sich nicht durch
richtungsspezifische Nervenzellen erklären
Vier Gruppen von Theorien /
Physiologische Theorien
Poggendorff-Figur:
stumpfe Winkel rufen die Täuschung hervor
Vier Gruppen von Theorien /
Physiologische Theorien




Täuschungen werden durch Bedingungen
verstärkt, welche die laterale Hemmung
vergrößern
Täuschungen bleiben erhalten bei Ersatz der
Linien mit Punktereihen
Einige Täuschungen die auf Winkelkontrast
beruhen lassen sich nicht durch
richtungsspezifische Nervenzellen erklären
Keine noch so ausgeklügelte Anordnung
richtungsspezifischer Zellen kann all die
Ergebnisse hervorrufen.
Filtertheorie
Vier Gruppen von Theorien /
Filtertheorie




Physiologische Theorie
Annahme: Kanäle im visuellen System,
reagieren auf bestimmte räumliche
Frequenzen sinusförmiger
hell-dunkel-Wechsel
Räumliche Frequenz: Anzahl heller und
dunkle Streifen in einem Grad Sehwinkel
Das Visuelle System kann hell- dunkel Muster
in deren räumlichen Sinuskomponente
aufbrechen
Vier Gruppen von Theorien /
Filtertheorie



A.Ginsberg
U.S. Airforce
Ursache der Täuschung liegt in jenen
visuellen Kanälen, welche auf niedrigen
Frequenzen empfindlich sind
Vier Gruppen von Theorien /
Filtertheorie
Bilder
 sinusförmige Helligkeitskurven
 Teilkurven mit hoher Frequenz eliminiert
Teilkurven mit niedrigen Frequenzen
Gesamtkurve
 Bild
Vier Gruppen von Theorien /
Filtertheorie

Rekonstruiertes Bild  Eigenschaften der
Täuschung
Vier Gruppen von Theorien /
Filtertheorie
Evaluation


Unklar, weshalb das visuelle System nur von
einem Teil der verfügbaren Informationen
Gebrauch macht
Unklar auch, wieso das visuelle System sich auf
Bilder stützt, welche mit der Umgebung
verschwimmen und daraus Irrtümer in der
Wahrnehmung entstehen
Evaluation
Vier Gruppen von Theorien / Evaluation

Jene Theorien erklären nicht wann
Täuschungen im Betrag kleiner werden

Öfteres Betrachten  verschwinden der Illusion
Vier Gruppen von Theorien / Evaluation

Jene Theorien erklären nicht wann
Täuschungen im Betrag kleiner werden

Optische Täuschungen, kommen oft in
zweidimensionalen Abbildungen
dreidimensionaler Szenen vor

Fördert im dreidimensionaler Realität den
realistischeren Eindruck
Vier Gruppen von Theorien / Evaluation
Neue Überlegungen zur
Erklärung der
Täuschungen
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
These

Täuschungen
durch Kontextleistungen:
Wiederspricht
der Tradition, dass
in einem Kontext hervorgerufen, der ohne
Konstanzleistung
erst durch
räumliche
Tiefe, den Verzerrungen
keine
räumliche
Bedeutung
geben Tiefe
kann ausgelöst wird
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Beispiel
Schienen:
wirken als liefen sie
in der Ferne zusammen

Das Wissen, dass sich
der Abstand zwischen den
Schienen nicht ändert führt
zu der Erkenntnis, dass alle
Schwellen gleich groß sind

Obwohl sie auf der Netzhaut
nicht gleich groß abgebildet
werden
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Größenkonstanz: hängt nicht von
Wahrnehmung räumlicher Tiefe ab,
sondern von Hintergrundstrukturen, in
denen der Eindruck räumlicher Tiefe
von verschiedenen Arten der
Perspektive vermittelt wird.
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Beispiel

Seitliche Begrenzungslinie:
sind wie in der Ponzo–Figur
gegeneinander geneigt

Laufen nach oben hin zusammen

Obere waagerechte Linie wirkt
gedehnt

Die senkrechten Linien
wirken nicht unterschiedlich
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Beispiel

Untergrund: waagerechte
Linien, deren Abstand nach
oben hin kleiner wird

Untere senkrechte Linie wirkt
verkürzt

Die waagerechten Linien
wirken nicht unterschiedlich
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Keine Täuschung, wenn der Hintergrund
keine Größenskala darstellt

Größenkonstanz ist direkt verbunden mit
Größenskalierung
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Beziehung bestehen zwischen der
wahrgenommenen Größe eines Objekts
und dessen
Entfernung, Form und Tiefe

Tiefe kann durch Form und Größe beeinflusst
werden
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Beispiel

Mond

wirkt größer: wenn er den Horizont
gerade überschritten hat

Wirkt kleiner: wenn er hoch am Himmel steht
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Frage:

Wie kann eine Theorie, die auf
Perspektive und nicht auf
wahrgenommener Tiefe beruht,
Täuschungen erklären, die nicht auf der
Wirkung der Perspektive basieren?
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Gregory

Müller-LyerTäuschung

Abbildung einer
Gebäudeecke

Von außen

Von innen
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Tausch

Müller-LyerTäuschung

Summe der
Wirkung


vier schräger
Linien auf
eine horizontale
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Zwei Linien


Pfeile: zeigen korrigierte Richtung
Spitzer Winkel  verkürzen 
Punkte: wirken verscho
staucht Linie
ben in Richtung
Stumpfer Winkel  verlängert 
spitzer Winkel
dehnt Linie
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Ponzo-Figur

Linien





Gleiche Höhe
Unterschiedlich empfunden
Linien rechts: weiter
auseinander
Linien links: enger
Untere Linie :wirkt stärker
versetzt
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Dehnung und Stauchung

Dienen zur Korrektur von



Eigenschaften des Bildes
Keine Eigenschaften der Szene
Täuschung wird stärker, je stärker die
Perspektivische Projektion verzerrt ist
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Müller-Lyer-Variante

Die Täusch wird umso größer,
je weiter die Winkel von 90°
abweichen
Spitzen ersetzt durch rechtwinklige Gebilde
Linke Figur: schwächere Täuschung nicht erklärbar
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Kollinear

Linien die Teil der selben Gerade sind

Sie erscheinen auch auf der Netzhaut
kollinear

Ebenso Linien, die in der dreidimensionalen
Welt nicht kollinear sind
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Poggendorff -Variante
Schräge Linien:



Allein: wirken wie auf einer
Gerade
Senkrechten Linien: wirken
versetzt
AB + CD = AD  AB und CD wirken
kollinear
AB  CD  AB und CD wirken in
anderen horizontalen Ebene
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Poggendorff - Variante


Linie und
weisen
Die 
Linien
wirken versetztkollinearer
Wahrnehmung
Linien
ist Viereck
abhängig
vomdie
gleiche Flucht auf kollinear
räumlichen Eindruck der Unterbrechung
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Evaluation

Funktionale Theorie



basierend auf der Entschlüsselung
perspektivischer Elemente
Unwahrscheinlich, dass sie alle
Täuschungen erklärt
Gültigkeit ungewiss
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Funktionale Theorien sind verträglich mit
Theorien der Verarbeitungsmechanismen
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen

Beim Abtasten der Reliefs treten ähnliche
Täuschungen auf
Neue Überlegungen zur Erklärung der
Täuschungen
Täuschung des Gesichts
und Tastsinn stehen im
Zusammenhang ?

Geometrisch-optische Taeuschungen