Handlungsinduktionen durch die visuelle Wahrnehmung von Linear- und Drehbewegungen im Sport

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Einflüssen visuell wahrgenommener Bewegungsmerkmale auf die Handlungssteuerung eines Beobachters. Im speziellen geht es darum, wie die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit als aufgabenirrelevante Reize die Ausführung von motorischen Reaktionen auf Farbreize beeinflussen und dabei schnellere bzw. verzögerte Reaktionszeiten bewirken. Bisherige Studien dazu waren auf lineare Bewegungen (von rechts nach links und umgekehrt) und sehr einfache Reizumgebungen (Bewegungen einfacher geometrischer Symbole, Punktwolken, Lichtpunktläufer etc.) begrenzt (z.B. Ehrenstein, 1994; Bosbach, 2004, Wittfoth, Buck, Fahle & Herrmann, 2006). In der vorliegenden Dissertation wurde die Gültigkeit dieser Befunde für Dreh- und Tiefenbewegungen sowie komplexe Bewegungsformen (menschliche Bewegungsabläufe im Sport) erweitert, theoretisch aufgearbeitet sowie in einer Serie von sechs Reaktionszeitexperimenten mittels Simon-Paradigma empirisch überprüft. Allen Experimenten war gemeinsam, dass Versuchspersonen an einem Computermonitor auf einen Farbwechsel innerhalb des dynamischen visuellen Reizes durch einen Tastendruck (links, rechts, proximal oder distal positionierte Taste) reagieren sollten, wobei die Geschwindigkeit und die Richtung der Bewegungen für die Reaktionen irrelevant waren. Zum Einfluss von Drehbewegungen bei geometrischen Symbolen (Exp. 1 und 1a) sowie bei menschlichen Drehbewegungen (Exp. 2) zeigen die Ergebnisse, dass Probanden signifikant schneller reagieren, wenn die Richtungsinformationen einer Drehbewegung kompatibel zu den räumlichen Merkmalen der geforderten Tastenreaktion sind. Der Komplexitätsgrad des visuellen Ereignisses spielt dabei keine Rolle. Für die kognitive Verarbeitung des Bewegungsreizes stellt nicht der Drehsinn, sondern die relative Bewegungsrichtung oberhalb und unterhalb der Drehachse das entscheidende räumliche Kriterium dar. Zum Einfluss räumlicher Tiefenbewegungen einer Kugel (Exp. 3) und einer gehenden Person (Exp. 4) belegen unsere Befunde, dass Probanden signifikant schneller reagieren, wenn sich der Reiz auf den Beobachter zu bewegt und ein proximaler gegenüber einem distalen Tastendruck gefordert ist sowie umgekehrt. Auch hier spielt der Komplexitätsgrad des visuellen Ereignisses keine Rolle. In beiden Experimenten führt die Wahrnehmung der Bewegungsrichtung zu einer Handlungsinduktion, die im kompatiblen Fall eine schnelle und im inkompatiblen Fall eine verzögerte Handlungsausführung bewirkt. In den Experimenten 5 und 6 wurden die Einflüsse von wahrgenommenen menschlichen Laufbewegungen (freies Laufen vs. Laufbandlaufen) untersucht, die mit und ohne eine Positionsveränderung erfolgten. Dabei zeigte sich, dass unabhängig von der Positionsveränderung die Laufgeschwindigkeit zu keiner Modulation des richtungsbasierten Simon Effekts führt. Zusammenfassend lassen sich die Studienergebnisse gut in effektbasierte Konzepte zur Handlungssteuerung (z.B. die Theorie der Ereigniskodierung von Hommel et al., 2001) einordnen. Weitere Untersuchungen sind nötig, um diese Ergebnisse auf großmotorische Reaktionen und Displays, die stärker an visuell wahrnehmbaren Ereignissen des Sports angelehnt sind, zu übertragen.

Data mining in diagnostic charts and treatment outcome prediction for vision restoration therapy

Data Mining, Vision Restoration, Treatment outcome prediction, Self-Organising-Map

Basic components of cortical processing are shared in visual and auditory modality

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2009

Neuronale Prozesse auditorisch induzierter visueller Wahrnehmungssteigerung

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2010

Arbeitsmedizinische und ophthalmologische Beanspruchungsanalyse beim Einsatz von Head-Mounted-Displays

Universität Magdeburg, Univ., Dissertation, 2016

Reliability and consistency affect the integration of visual depth cues

Abstract Originalsprache (englisch) Visual perception relies on a two-dimensional projection of the viewed scene on the retinas of both eyes. Thus, visual depth has to be reconstructed from a number of different cues that are subsequently integrated to obtain robust depth percepts. Existing models of sensory integration are mainly based on the reliabilities of individual cues and disregard potential cue interactions. In the current study, an extended Bayesian model is proposed that takes into account both cue reliability and consistency. Four experiments were carried out to test this model's predictions. Observers had to judge visual displays of hemi-cylinders with an elliptical cross section, which were constructed to allow for an orthogonal variation of several competing depth cues. In Experiment 1 and 2, observers estimated the cylinder's depth as defined by shading, texture, and motion gradients. The degree of consistency among these cues was systematically varied. It turned out that the extended Bayesian model provided a better fit to the empirical data compared to the traditional model which disregards covariations among cues. To circumvent the potentially problematic assessment of single-cue reliabilities, Experiment 3 used a multiple-observation task, which allowed for estimating perceptual weights from multiple-cue stimuli. Using the same multiple-observation task, the integration of stereoscopic disparity, shading, and texture gradients was examined in Experiment 4. It turned out that less reliable cues were downweighted in the combined percept. Moreover, a specific influence of cue consistency was revealed. Shading and disparity seemed to be processed interactively while other cue combinations could be well described by additive integration rules. These results suggest that cue combination in visual depth perception is highly flexible and depends on single-cue properties as well as on interrelations among cues. The extension of the traditional cue combination model is defended in terms of the necessity for robust perception in ecologically valid environments and the current findings are discussed in the light of emerging computational theories and neuroscientific approaches.

Charakteristika und zeitliche Merkmale des Blickrichtungsnacheffekts

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene, insbesondere zeitliche Aspekte des Blickrichtungsnacheffekts (gaze aftereffect) untersucht. Dieser Effekt besagt, dass nach längerer Betrachtung von Bildern, die Personen mit abgewandtem Blick zeigen, die Wahrnehmung von Blickrichtungen in Richtung des adaptierten Blickes verschoben ist. Betrachter halten dann zugewandte Blicke fälschlicherweise für in die Gegenrichtung verschoben, und Blicke in die Adaptationsblickrichtung fälschlicherweise für geradeaus, d.h. sie fühlen sich angeschaut, obwohl sie es nicht werden. In dieser Dissertation wird der Blickrichtungsnacheffekt mit vier psychophysischen Experimenten untersucht, in denen die Probanden einfache kategoriale Urteile über die Blickrichtung der Testbilder abzugeben hatten.rnrnDas erste Experiment untersucht die Induktion des Blickrichtungsnacheffekts. Es wird gezeigt, dass keine separate Adaptationsphase für die Induktion des Nacheffekts notwendig ist. Auch die alleinige, relativ kurze Darbietung des zur Adaptation verwendeten Reizes (TopUp-Display) vor der Präsentation eines Testbildes führt im Laufe wiederholter experimenteller Darbietungen zu einer Verschiebung der allgemeinen Blickrichtungs-Tuningkurve, sowie zu ihrer Verbreiterung. In einem zweiten Experiment wird nachgewiesen, dass die Ausprägung des Blickrichtungsnacheffekts von der jeweiligen Darbietungszeit des Adaptationsreizes abhängt. Zwar ist der Nacheffekt umso stärker, je länger das TopUp-Display gezeigt wird. Aber auch bei sehr kurzen Darbietungszeiten von einer Sekunde kommt der Effekt bereits zustande, hier zeigt sich eine lokal begrenztere Wirkung. Die Auswertung des zeitlichen Verlaufs ergibt, dass sich der Effekt rasch vollständig aufbaut und bereits innerhalb der ersten Darbietungen entsteht. Das dritte Experiment zeigt, dass dem Nacheffekt sowohl kurzfristige Einwirkungen der direkt vor dem Testbild erfolgten Reizung zugrunde liegen, als auch langfristige Memory-Effekte, die über die im Laufe des Experiments gegebenen Wiederholungen akkumuliert werden. Bei Blickwinkeln von 5° halten sich kurzfristige und langfristige Einwirkungen in etwa die Waage. Bei Blickwinkeln von 10° aber sind nur knapp 20% kurzfristig, und etwa 80% langfristige Einwirkungen für den Effekt verantwortlich. In einem vierten Experiment wird die zeitliche Rückbildung des Effekts untersucht und gezeigt, dass sich der Blickrichtungsnacheffekt im Kontrast zu seiner schnellen Entstehung langsam, nämlich innerhalb mehrerer Minuten zurückbildet.rnrnDie Diskussion der Ergebnisse kommt zu dem Schluss, dass die hier gefundene zeitliche Dynamik des Blickrichtungsnacheffekts Adaptationsprozesse auf höheren Schichten der visuellen Informationsverarbeitung als die zugrunde liegenden Mechanismen nahe legt.

Blindversuch

Blindversuch ist eine dreiwöchige performative Arbeit im Rahmen meiner plastisch-künstlerischen Arbeit, die ich im Februar 2007 durchgeführt habe. Über einen Zeitraum von drei Wochen habe ich meine Augen verschlossen und das physische Sehen eingestellt. Damit verzichtete ich freiwillig auf mein wichtigstes künstlerisches Werkzeug. Ich gab vor, blind zu sein und trug die Zeichen des Blindseins: Brille, Armbinde und einen weißen Stock. Unter der Bedingung des Nicht-Sehens und in der Begleitung von Assistenten führte ich mein Leben und Arbeiten weiter. Während dieser Zeit ersetzte ich meine visuelle Wahrnehmung durch technische Mittel. Ohne zu sehen produzierte ich mit Fotoapparat und Videokamera visuelles Material. Diese Aufnahmen entstanden infolge motorisch-akustisch-haptischer Eindrücke und situativer Reflexionen. Ergänzt werden meine Aufnahmen durch visuelles Fremdmaterial. Verschiedene Personen wurden beauftragt, mich filmisch und fotografisch zu begleiten. Auch ich selbst erstellte eine Audiodokumentation meiner Erfahrungen und Reflexionen als Nicht-Sehende: Wahrnehmung, Untersuchung und Notierung der veränderten rezeptiven Bedingungen. Es fand eine bewusste Aneignung des Raums als Nicht-Sehende statt. Dazu habe ich meine Fähigkeiten sowohl im Atelier als auch im Außenraum trainiert. Darüber hinaus wurde der Blindversuch durch das Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main wissenschaftlich begleitet.

Advanced luminance control and black offset correction for multi-projector display systems

In order to display a homogeneous image using multiple projectors, differences in the projected intensities must be compensated. In this paper, we present novel approaches to combine and extend existing techniques for edge blending and luminance harmonization to achieve a detailed luminance control. Furthermore, we apply techniques for improving the contrast ratio of multi-segmented displays also to the black offset correction. We also present a simple scheme to involve the displayed context in the correction process to dynamically improve the contrast in brighter images. In addition, we present a metric to evaluate the different methods and their influence on the visual quality.

Brain electrophysiological oscillations and vision loss in occipital stroke patients

Universität Magdeburg, Dissertation, 2016

Welchen Grad an visueller Aufmerksamkeit widmen Lernende den Abbildungen in Geographieschulbüchern?

Dieser Beitrag widmet sich der Erforschung des Grades visueller Aufmerksamkeit, mit dem Lernende Abbildungen auf Geographieschulbuchseiten betrachten. In einer explorativen Stichprobe wurden die Blickbewegungen von 20 Probanden/Probandinnen (Gymnasium 15-17 Jahre, Studierende 20-24 Jahre) mithilfe von Eye Tracking beim Betrachten verschiedener Geographieschulbuchseiten aufgezeichnet. Ein visueller Fokus auf Text und geringe visuelle Aufmerksamkeit für Fotos wurde festgestellt. Anhand der Eye-Tracking-Aufzeichnungen werden mögliche Herausforderungen im Lernprozess mit Abbildungen im Geographieschulbuch erläutert, die aus der Gestaltung der Abbildungen resultieren könnten. Hierfür werden Erkenntnisse aus pädagogischer Psychologie, Visueller Kommunikation und Schulbuchforschung herangezogen. (DIPF/Orig.)

Auditive und visuelle Perzeption bei Abseitsentscheidungen im Fussball

Einleitung Die hohe Quote von fehlerhaften Abseitsentscheidungen im Fußball (ca. 26%, Helsen et al., 2006) könnte dadurch erklärt werden, dass Schiedsrichterassistenten zum Zeitpunkt des Passes die Abseitslinie fixieren und den Moment des Passes nur peripher wahr-nehmen (Catteeuw et al., 2009). Diese Annahme wurde geprüft, indem in einem Virtual-Reality-Setting systematisch visuelle (Spielerpositionen) und akustische (Passgeräusch) Informationen manipuliert wurden. Methode In Experiment 1 hatten 28 Teilnehmer die Aufgabe, Abseitsentscheidungen aus der Per-spektive des Schiedsrichterassistenten zu treffen. Dabei wurde das Passgeräusch mani-puliert (Geräusch bei Ballabgabe: 100 ms zu früh, 100 ms zu spät, ohne). Erwartet wurde, dass die Entscheidungsrichtigkeit bei asynchronen Geräuschen sinkt. In Experiment 2 wurde in drei Gruppen die (1) Distanz zum Assistent, (2) Exzentrizität des Passgebers (Winkel zwischen Passgeber und Abseitslinie) oder (3) der zu fixierende Spieler (letzter Verteidiger oder Passgeber) manipuliert. Je Gruppe hatten 20 Teilnehmer die Aufgabe, den Moment des Passes per Knopfdruck anzugeben und Abseitsentscheidungen zu tref-fen. Zu fixierende Orte wurden instruiert und durch Eyetracking geprüft. Prädiziert wurde, dass (1) große Exzentrizitäten und (2) große Entfernungen des Passgebers die Präzision der Passwahrnehmung und die Entscheidungsrichtigkeit senken und (3) der Passmo-ment bei Fixation des Passgebers präziser erkannt wird als bei Fixation des letzten Ver-teidigers. Ergebnisse Die bisher vorliegenden Ergebnisse aus Experiment 1 zeigen, dass die akustische Wahrnehmung des Passes die Entscheidungsrichtigkeit beeinflusst, F(2, 54)= 7.44, p = .01, ηp2 = .22, indem verzögerte Ballgeräusche die Zahl der „Flag-Errors“ (fälschlicher-weise auf Abseits entschieden) erhöht und die der „Non-Flag-Errors“ (Abseits nicht er-kannt) senkt. Experiment 2 wird zeigen, welche Rolle hierbei periphere visuelle Informa-tionen spielen. Diskussion Die vermutete Rückführung von fehlerhaften Abseitsentscheidungen auf periphere (vi-suelle) Wahrnehmungsaspekte konnte bestätigt werden. Der relative Einfluss auditiver und visueller Informationen auf die Fehlerquote gilt es weiter zu untersuchen. Literatur Catteeuw, P., Helsen, W., Gilis, B., Van Roie, E., & Wagemans, J. (2009). Visual scan patterns and decision-making skills of expert assistant referees in offside situations. Journal of Sport & Exercise Psychol-ogy, 31, 786-797. Helsen, W., Gilis, B., & Weston, M. (2006). Errors in judging “offside” in association football: Test of the optical error versus the perceptual flash-lag hypothesis. Journal of Sports Sciences, 24, 521–528.

Hypothesengeleitete Informationsverarbeitung während der Wahrnehmung von Sprache

Speech perception, ERP, N400, top-down