Vizuális illúziók V. Biológiai mozgás Kiss Orsolya BME Kognitív Tudományi Tanszék

V. Tömörités – Biológiai mozgás A látás a környezet változásait jelzi A látás a környezet változásait kivonatolja A látás mintát keres a változásokban A tömörítés az alapja a komplex feldolgozásnak (tömörítés – biológiai mozgás)

BINGÓ 1.A számokat 1-től 9-ig 2.Kérdések 3.X ha megvan 4.BINGÓ

Hogyan érzékeljük a mozgást? - vizuális esemény: térben és időben történik változás -villogás: térben nem, csak időben történik változás - KKF: Kritikus Fúziós Frekvencia – az a legmagasabb frekvencia, amit villogásnak érzékelünk. Ideális esetben 60 Hz.

Hogyan észleljük élőlények mozgását?

Valóban felismerhető? Írjátok le, hogy szerintetek mit csinál a filmben a személy! Johansson: Motion Perception part 1 (4:30 – 5:45)

Alapvető információ direkt és gyors elérése Az aktivitás típusa (Johansson, 1973) - lábmozgás akár 5 pontból - egész test minimum 8 pont Nagyon kevés idő elég a felismeréshez (kevesebb mint 100 ms) (Johansson, 1973) - automatikus - még akkor is ha nem egyértelmű

Férfit vagy nőt látunk?

Milyen információ nyerhető ki néhány pont mozgásából? A cselekvő neme (e.g., Kozlowski & Cutting 1977; Mather & Murdoch 1994) A cselekvő emocionális állapota (Brownlow et al 1997) Tárgyakkal való interakció is felismerhető (Bingham 1993, Stoffregen & Flynn 1994 )

Alapvető, korán megjelenő képesség A csecsemők már 3 hónaposan felismerik a biológiai mozgást (e.g., Fox & McDaniel, 1982; Simion et al, 2007)

Nem csak emberek között Nem csak humán élőlények mozgását vagyunk képesek felismerni (De! gyakorisági hatás) Nem-humán emlős kölyöknél is korán megjelenik ez a képesség (Blake, 1993) A tojásból épp kibújt kiscsibéknél is (Vallortigara et al., 2005) A lábak kritikusak a mozgásirány észlelésének szempontjából (Troje & Westhoff, 2006) A gravitáció miatt az alsó végtagok ballisztikus mozgása csak energia- befektetés és –veszteség mellett jöhet létre – „élet-detektor”?

Fejjel lefelé nehezebb?

Mit árul el a biológiai mozgás észleléséről a fényképészet története?

Eadweard James Muybridge ( ) A híres fogadás Leland Stanford kaliforniai kormányzó $

Muybridge 24 fényképezőgépes megoldása ( ) fényképezőgép zár

Semmi kétség nem maradhat afelôl, hogy Muybridge bemutatkozása óriási hatást váltott ki a közönségbôl, s az általa nyújtott "fenséges élvezet" sok párizsi fô beszédtémájával lépett elô. Nemcsak a mozgó lovakról készített fotókat mutatta be, hanem a "birkózó, futó, ugró és más gyakorlatokat végzô emberek testtartásait" rögzítô képeit is. A beszámoló megállapítja: "Ez utóbbiak, bár csak kevés volt belôlük, egészen csodálatos ábrázolások és a legforróbb tapsot kapták azoktól, akiknek legjelentôsebb művei - vásznon vagy márványban - az emberi alakkal foglalkoznak." Forrás:

Muybridge: A galoppozó “Bouquet” (22 felvétel) 625 tábla, Animal Locomotion, 1887

Charles Lucassen animációja

Muybridge: Piruttező nő (12 felvétel) 1887

Etienne - Jules Marey ( ) Eleinte vérkeringést és szívverést kutatta.

Nem csak fotó-, de filmtörténeti mérföldkő is! Etienne-Jules Marey (francia fiziológus): fényképező puska, a legelső mozgókép felvevőgép! Kör alakú lemezre 12 képet készített másodpercenként. Jules Janssen astronomer, 1884 animation by Charles Lucassen

Fotó-puska (1882) - valódi puska, amelynek tölténydobját kör alakú fotólemez helyettesíti, és az egész arra szolgál, hogy repülô madarakat vegyen célba vele ban papírcsíkra exponált képsorozatot 120 kép/s sebességgel. forgó-lemezes fényképezőgép forgó zárral

Image sources: Wikimedia Commons, science-television.com Slide content: Blake & Shiffrar (2007) Etienne-Jules Marey (1884) kifejlesztette a kronofotográfiát/‘chronophotography’ egy egyszerű sötétkamra, amelynek a zárja egy ablakos forgólemez.

Forgó zár 10 nyílással Álló lemezes gép (1882)

1882, College de France Téri felbontás JÓ, idői felbontás ALACSONY

, College de France Téri felbontás ALACSONY, idői felbontás JÓ

IDŐI TÉRI rossz jó jó rossz Forgó zár A felbontóképesség problémája:

1884, album A, 12, Beaune Geometriai “időfényképezés” Marey rájött, hogy a mozgás reprezentálásához elegendőek csak a legfontosabb téri pontok!

Marey, 1884, College de France

Marey, 1883, College de France

Marey, 1884, College de France

Marey, 1886, College de France

Marcel Duchamp: Lépcsőn lefelé

a mozgás lényegének leképezéséhez az összes képpont töredéke is elegendő, amennyiben azok megfelelő helyekről származnak a fotótörténeti példák rámutatnak a tengely alapú reprezentációk szerepére

patológiás mozgásformák kiszűrése (pl. Parkinson kór) számítógépes animáció biológiai mozgás érzékelésének kutatása video-konferencia (kézmozdulatok, arcok valós idejű felismerése) mesterséges intelligencia: személy-azonosítás járás és testtartás alapján Néhány példa a technológia mai alkalmazásaira

Megfelelő reprezentáció kiválasztása tervezés és gyártás pl. épületek, készülékek, nanotechnológia grafika és vizualizáció pl. számítógépes grafika, virtuális valóság, videojátékok, animációk információs rendszerek térképészet, térinformatika orvostudomány és biológia biokémiai modellek, orvosi képalkotás fizika pl. csillagászat, atommodellek robotika pl. robotlátás, mozgástervezés

számítógépes animáció videofilmek videojátékok

Biológiai formák gyors felismerése, képtömörítés - pl. videokonferencia, robotirányitás

Hogyan valósul meg a biológiai mozgások észlelése az idegrendszer szintjén?

Functionális Mágneses Rezonancia vizsgálat

Biológiai mozgás-specifikus: lateral cerebellum lateral occipital cortex KO (mozgó kontúrokra érzékeny) Arcészlelés+biológiai mozgás: ~Ventrális (MI) pálya: lingual and fusiform gyri Brodmann areas 22 és 38 a Superior Temporal Sulcus (STS)-ban Non-rigid mozgás+biológiai mozgás: ~Dorzális (HOL) pálya Brodmann areas 19/37 Inferior (Brodmann Area 39) Superior Parietal Lobule (Brodmann Area 7) A nem-biológiai vs. a biológiai mozgás észlelésében részt vevő agyterületek Vaina et al., 2001, PNAS

A tükörneuron rendszer Tükörneuron = olyan neuronok, amelyek egy adott mozgás kivitelezésekor és ugyanazon mozgás megfigyelésekor (puszta vizuális inger,fajtárs) is reagálnak Premotoros terület

EEG vizsgálat – Pont emberek mozgása a tükör neuronok aktivációját váltja ki (Ulloa&Pinnelda, 2007)  a mu frekvencia sáv (8–13 Hz) az EEG aktivitásban indirekten premotoros kéreg tükör neuron rendszerének aktivitását jelzi v

Hogyan hat a tudás a mozgások észlelésére? Profi ballet és capoeira táncosok, nem- táncos kontroll csoport (Calvo-Merino et al., 2005). Befolyásolja-e a szakértelem a tánc észlelését? fMRI, táncot láttak felvételről a)Ballet – Capoeira b)Ballet – Ballet c)Capoeira – Capoeira d)Capoeira – Ballet + kontroll csoport is látta mindkét típusú felvételt

Fekete = ballet, fehér = capoeira

Biológiai mozgás észlelése közben az idegrendszer a mozgás szimulációját hajtja végre. A szakértelem-specifikus hatások és helyük magasabb szintű mozgás-reprezentációkra utalnak. A tükörneuronrendszernek szerepe lehet: az utánzásos tanulásban, nyelv elsajátításban, empátiában, autizmus kialakulásában, a szándékokra való következtetésben.

Összefoglalás 1.A biológiai mozgások észlelése evolúciósan előnyös képesség: gyors és automatikus. Információ: nem, alkat, belső állapot, cselekvés… 2.A mozgások reprezentációjához elegendő néhány kritikus pont – fotótörténet! 3.A biológiai mozgások észlelésében vizuális területeken túl fontos szerepe lehet a tükör- neuronoknak (észlelés – cselekvés integráció)

Köszönöm a figyelmet!