dr inż. krzysztof petelczyc optyka widzenia
DESCRIPTION
Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia. Literatura: http://webvision.med.utah.edu/book A. Valberg „ Light Vision Color ” D. Atchison , G. Smith „ Optics of Human eye ” M. Zając „Optyka okularowa”. Plan wykładu. Wstęp – Filozofia widzenia, złudzenia optyczne - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/1.jpg)
Dr inż. Krzysztof PetelczycOptyka Widzenia
• Literatura:– http://webvision.med.utah.edu/book– A. Valberg „Light Vision Color”– D. Atchison, G. Smith „Optics of Human eye”– M. Zając „Optyka okularowa”
![Page 2: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/2.jpg)
Plan wykładu1. Wstęp – Filozofia widzenia, złudzenia optyczne2. Fotometria i kolorymetria3. Optyczne układy obrzazujące4. Budowa ludzkiego oka5. Modele ludzkiego oka6. Akomodacja7. Siatkówka i kodowanie nerwowe8. Algorytmy kodowania obrazów9. Mechanizmy adaptacyjne10. Widzenie barwne11. Widzenie przestrzenne12. Psychofizyka13. Wady wzroku i okulistyka14. Chirurgia optyczna15. Zaliczenie
![Page 3: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/3.jpg)
Wykład 1
Wstęp - Filozofia widzenia, złudzenia optyczne
![Page 4: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/4.jpg)
Co widzimy?
• Świat takim jakim jest?• Nasze wyobrażenie świata?• Światło docierające do naszych oczu?• Reprezentację, odbicie rzeczywistości?
![Page 5: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/5.jpg)
Co otrzymują oczy - bodziec?
• Natężenie światła w poszczególnych punktach przestrzeni
• Widmo spektralne tego światła• 2 płaskie obrazy• Wszystko się rusza• Obraz odwrócony
![Page 6: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/6.jpg)
Co widzimy - wrażenie?
• Trójwymiarowy, spójny i ciągły nieodwrócony obraz
• Twarze, zwierzęta, przedmioty, litery• Kolory, perspektywa, ruch, głębia, jasność
![Page 7: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/7.jpg)
Pytanie
• Czy właściwości jakościowe (np. kolory) których doświadczamy bezpośrednio i natychmiastowo to właściwości świata czy wytwory naszego postrzegania, tj. mózgu?
• „jeżeli wrażenie które nazywamy kolorem ma jakiekolwiek prawa, musi być coś w naszej naturze, co determinuje formę tych praw” – James Clerk Maxwell
![Page 8: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/8.jpg)
Promienie widzenia
• Euklides: oczy wysyłają promienie, które dotykają obiektów i wracają do oczu z informacją o nich – widzenie czynne
• Aparat fotograficzny: oczy odbierają światło które stanowi kompletną informację o widzianej scenie – widzenie bierne
• Widziana scena jest jedynie hipotezą obrazu odbieranego przez oczy? Kolor, głębia, ruch
![Page 9: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/9.jpg)
Bodźce a qualia (wrażenia, odczucia)
• Światło o długości fali nie jest ani koniecznym ani wystarczającym warunkiem odczucia czerwieni
• Wrażenia są niedostępne bezpośrednio i czysto subiektywne
• Potencjały elektryczne -> wrażenie jak??• Wrażenia są przypisywane przedmiotom na
zewnątrz
![Page 10: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/10.jpg)
Proces psychofizyczny widzenia
• Obrazowanie – układ optyczny oka• Detekcja i rozpoznanie – fotoreceptory• Kodowanie nerwowe i transmisja sygnału– 100 mln 2 mln
• Adaptacja• Zróżnicowanie i struktura– 40 różnych obszarów widzenia w mózgu
• Identyfikacja, rozpoznanie i interpretacja– inne zmysły i wyższa aktywność myślowa, taka jak pamięć,
kontekst, wola itp
![Page 11: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/11.jpg)
Ścieżka nerwowa widzenia
100 mln czopków + 6 mln pręcików
2 mln komórek nerwowych w siatkówce i podobna ilość włókien nerowych w nerwie wzrokowym
500 mln komórek nerwowych w ośrodku widzenia mózgu
![Page 12: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/12.jpg)
Kontrast
• Najważniejszą cechą środowiska wzrokowego są różnice w jasności i kolorze - które zwykle nazywamy kontrastem. Kontrast w odniesieniu do tła jest warunkiem zasadniczym dla widzenia w ogóle. Bez kontrastu, ani kształt obiektu ani jego ruch nie zostałby wykryty (identyfikacja obiektu wymaga zwykle nawet większych kontrastów niż detekcja)
![Page 13: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/13.jpg)
Analiza sygnału
• światło -cień - jasność - ciemność - jaskrawość - kontrast - kolor -tekstura - linie, kontury - forma -orientacja - głębia - odległość - wielkość - pozycja przestrzenna - pierwszy plan -tło - ruch - kierunek - prędkość - zmiany czasowe itp.
• Linie – tło vs obiekt – litera – słowo - zdanie
![Page 14: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/14.jpg)
Szkoła Gestalt
• Co odróżnia obiekt od tła?– Symetria– Gładka ciągłość– Zamknięcie– Równoległość– Bliskość– Podobieństwo– Wspólny los
![Page 15: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/15.jpg)
PRZERWA
![Page 16: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/16.jpg)
Iluzje optyczneWszystkie prezentowane iluzje pochodzą ze strony http://www.moillusions.com
• Platon – wszystkie nasze wrażenia świata to iluzja. Jesteśmy mieszkańcami jaskini i nie możemy doświadczać świata na zewnątrz bezpośrednio a jedynie próbować nadać mu kształt i sens dzięki cieniom które pojawiają się na ścianach jaskini
![Page 17: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/17.jpg)
Cienie
![Page 18: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/18.jpg)
Cienie
![Page 19: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/19.jpg)
Iluzje optyczne
• Iluzje optyczne dają podstawowe informacje co dzieje się w procesie widzenia, a to to gdzie percepcja popełnia „błąd” daje odbicie normalnej funkcjonalności i ograniczeń widzenia.
• Iluzje są więc używane jako narzędzie do zrozumienia jak mózg reprezentuje rzeczywistość?
![Page 20: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/20.jpg)
„zwykłe iluzje”
http://www.youtube.com/watch?v=-zHq4UVICPI
![Page 21: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/21.jpg)
Iluzje oceny jasności
http://www.moillusions.com/2011/05/grouping-by-contrast.html
![Page 22: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/22.jpg)
Iluzje oceny kontrastu
![Page 23: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/23.jpg)
Iluzje oceny koloru
![Page 24: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/24.jpg)
Iluzje oceny ruchu
![Page 25: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/25.jpg)
Iluzje oceny ruchu
![Page 26: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/26.jpg)
Stałość koloru
![Page 27: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/27.jpg)
Wypełnienie kolorem
![Page 28: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/28.jpg)
Tło czy obiekt?
![Page 29: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/29.jpg)
W lewo czy w prawo?
![Page 30: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/30.jpg)
Dalej czy większe?
![Page 31: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/31.jpg)
Widzimy co chcemy widzieć
![Page 32: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/32.jpg)
Dalej czy mniejsze?
![Page 33: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/33.jpg)
Rodzaje iluzji
• Fizyczne (optyczne)• Fizjologiczne (nerwowe)• Psychologiczne (kognitywne)
• Podział ten nie jest dobrze określony
![Page 34: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/34.jpg)
Sztuka
![Page 35: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/35.jpg)
Sztuka
![Page 36: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/36.jpg)
Zadanie na zaliczenie• Wykonać reklamę specjalności w dowolnej technice (rysunek,
konstrukcja, instalacja do sfotografowania) opartą na złudzeniu optycznym (bez użycia grafiki komputerowej)
• Zasady pracy:– Zespoły 4 lub 5 osobowe w składzie losowym z wyznaczonym liderem– Lider odpowiada za koordynację pracy, rozdział zadań i zaliczenie zadania.– Ocena opiera się na ocenie (w skali 0-5) pomysłu, jakości wykonania oraz
terminowości. Łącznie do zdobycia maksymalnie 15 punktów– Lider otrzymuje jedną trzecią punktów zespołu zaokrąglane do połowy
oceny (sposób zaokrąglenia „w górę” lub „w doł” zależy do decyzji lidera).– Lider rozdziela sumę punktów (lub 4/3 tej wartości w przypadku zespołu 5
osobowego) między członków zespołu oceniając ich wkład pracy. Suma wyznaczonych przez niego ocen pozostałych członków zespołu nie może być wyższa niż suma punktów zdobytych przez zespół. Nie można także postawić nikomu mniej niż 3 punkty, chyba, że projekt nie został zaliczony.
![Page 37: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/37.jpg)
Zadanie na zaliczenie
• Przykład:– Zespół uzyskał oceny:
• Terminowość: 5• Pomysł: 4• Wykonanie: 2• Łącznie: 11 punktów
– Lider otrzymuje ocenę 4,0 lub 3,5 w zależności od swojej decyzji
– Członkowie zespołu mogą otrzymać oceny:• 4; 4; 3;• 5; 3; 3;• 3,5; 3,5; 3,5;
![Page 38: Dr inż. Krzysztof Petelczyc Optyka Widzenia](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081420/56816069550346895dcf93d1/html5/thumbnails/38.jpg)
Zadanie na zaliczenie• Termin wykonania zadania:
– 12 czerwca 2012• Każdy tydzień opóźnienia to 1 punkt mniej oceny z terminowości
• Pomysł– 3 kwietnia 2012
• Pomysły przedstawią liderzy zespołów w formie tytułu i opisu – (max. 1 strona A4)
• Każdy tydzień opóźnienia to 1 punkt mniej oceny z terminowości– Komisja oceni pomysły tworząc ich listę rankingową
• 1 miejsce 5 pkt, 2 miejsce 4 pkt itd…• możliwe pozycje ex aequo
– Komisja oceni wykonanie tworząc listę rankingową• 1 miejsce 5 pkt, 2 miejsce 4 pkt itd…• możliwe pozycje ex aequo