Transcript 지각자의 움직임

감각 과정 Sensory Processes
나는 세계를 느낀다
접촉,
맛,
냄새,
소리,
빛으로
세계를 느낀다
세계를 만지고,
맛 보고,
냄새 맡고,
귀 기울여 듣고,
바라본다
나는
이제
세계를 안다
감각 지각 I
세계와 접촉한다
“마음과 다른 성질들은?’
b. 경험론적 전통
세계의 성질과 마음의 성질은 어떤 관련이 있는가?
경험론적 전통 (John Locke, Bishop Berkeley, David Hume)
물리적 세계
신경생리적 진동
단순관념
복합관념 (연합과정)
일차적 성질
primary qualities
모양, 크기, 위치, 운동
기억에 의한 수정
이차적 성질
secondary qualities
색, 소리, 온도, 냄새
World 1
Physics
심리적 세계
선험적 범주
도식
(Immanuel Kant)
World 2
Physiology
World 3
Psychology
Psychophysics 정신물리학
물리적 에너지 (자극)과 심리적 경험 (감각)과의 대응관계
mapping relation
정신물리학으로부터 우리가 배운 것들은?
마음으로 넘어가는 문턱
(threshold)
절대역
absolute threshold
차이역
relative threshold
최소 가지 차이
just noticable difference
Weber fraction (웨버 상수)
2/100, 4/200, 10/500 …
ΔS/S
Fechner 법칙
감각 = log (물리적 강도)
감
각
강
도
자극의 절대치 변화가 아니라
표준자극의 상대적인 크기 변화
 Weber’s law (웨버 법칙)
물리적 성질과 감각 간의 비교는 가능
(Gustav T. Fechner)
물리적 강도
X
신호탐지이론
상대 빈도
: 민감성인가, 반응편중인가?
소음
Noise
반응결정기준?
“예”
“아니오”
적중
(Hit)
허위-경보
(False alarm)
실수
(Miss)
정확 부정
(Correct rejection)
2 3 4 5 6 7
소음
Noise
신호+소음
Signal + Noise
소음
Noise
약
S+N
5 6 7
5 6 7
“아니오”
상대 빈도
상대 빈도
감각신경 활동 수준
(신경 발화율)
“예”
강
S+N
10
세계는 우리에게 어떻게 다가오나,
물리적 세계는 심리적 세계와 어떻게 대면하는가?
중력
세반 고리관
화학
에너지
역학
에너지
달팽이관
고막
20-20000 Hz
난원창
e. 시각기관
전자기 에너지
Partial solar eclipse
Motzu (墨子)
BC 470~ 391
Aristotle
BC 384-322
전자기 에너지 Camera Obscura (Al Hassan, ca 1000)
묵자 (墨子)
BC 470~ 391
Aristotle
BC 384-322
1. 상하-좌우 역전
2. 이차원
3. 애매모호한 형태
4. 왜곡된 형태
감각 기관에 주어진 정보는
물리적 상태와도 다르고
심리적 상태와도 다르다
(감각의 문제  지각의 과제)
시야 visual field
우리가 눈으로 받아들이는 세상 모습 (현상학적 기술)
from James Gibson (1979)
(originally from Ernst Mach)
우리가 보는 세계는
눈, 머리, 몸의 움직임에 따라
끊임없이 변한다.
그렇다면, 다른 자극, 다른 정보?
자극 (Stimulus)이란 무엇인가?
망막
근접자극 (proximal stimuli)
원격자극은 불변
근접자극은 물체의 이동
또는 지각자의 움직임에 따라
언제나 변한다
지각적 항등성 (항상성) 문제
원격자극 (distal stimuli)
지각자와 대상이 정지해 있을 때,
근접자극은 일정하게 주어진다
Imposed stimulation (수동적)
지각자의 움직임에 따라 근접자극은
체계적으로 변한다
Obtained stimulation (능동적)
Cookie cutter experiment
(Gibson, 1962)
R. Harre (1981)
<Great scientific experiments>
지각 Perception
무언가가 있네? (…)
어디에 있나? (공간 문제: 깊이, 거리)
얼마나 가야 하나, 1시간? (시간 문제: 행위)
도대체 저게 무언가? (대상 문제: 형태, 모양)
먹을 수 있나, 맛있나? (의미 문제: 행동가능성)
Humanoid Robot Honda Asimo는?
Youtube.com
ASIMO
장소, 상황, 물체에 대한 인식은 완벽한가?
가상 과학 프로젝트
: 지각-행위 기계를 만들라!!
대상들을 무엇인가?
(What)
손에 쥘 수 있나?
접근하나, 회피하나?
대상들을 어디에 있는가?
(Where)
얼마나 걸어가야 하나?
건너뛰나?
우회하나?
대상들은 움직이나?
(How)
어떻게 걸어가야 하나?
감각 지각 II
3차원 공간에 받아들인다
“내가 있는 곳과 대상들이 있는 곳은?”
깊이 지각 (거리지각):
물체는 나로부터, 다른 물체로부터 어디에 있는가? (problem of space)
깊이 단서 (depth cue)
입체시 (Stereopsis), Wheatstone, 1838
양안 단서 (binocular cue)
수렴 (Convergence)
양안 부등 (Binocular disparity)
단안 단서 (monocular cue)
또는
그림 단서 (pictorial cue)
중첩
상대적 크기
폰조 착시
Ponzo illusion
선 조망 (선형 조망)
(linear perspective)
데카르트 좌표계
cartesian coordinate
극 좌표계
polar coordinate
A
B
공간지각 (깊이지각)은 우리가 이해하는 물리세계와는
다른 좌표계를 사용한다
세로 방향으로
놓았을 때
뮬러-라이어 착시
Mueller-Lyer
illusion
방 구석
건물
모퉁이
단안 단서로서의 결 기울기 (texture gradient)
Alexandria, Egypt
결 기울기는
지구상 물체들의
표면배열을 통해 드러난다
단안 단서로서의 결 기울기 (texture gradient)
결 기울기는
지각자의 관찰위치를
알려준다
결 기울기 (texture gradient)는 지상의 구조를 알려준다
평면
평면에서 경사지로
벼랑 또는 계단
단안 단서로서의 운동시차 (motion parallax)
553 m
Toronto CN Tower
330 m
Glass Floor
유리 바닥
"walking out over the Grand Canyon
and
staring 4,000 feet down into the Colorado River
-- while standing on four inches of glass."
운동시차 (motion parallax)와 광학적 흐름 (optic flow)
1. 결 기울기는 지각자의 움직임을 통해
드러난다
2. 지각자의 관찰점 point of observation의
이동에 따라 광학적 흐름은 확대 또는 축소
지각자 자신의 운동 지각
EGO-MOTION
전진 이동
앞으로 걸어가기
기관차의 운전사
후진 이동
뒤로 걸어가기
기차 뒤에서 보기
감각 지각 III
나와 세계는 움직인다
“과연 변하는 걸까?”
운동지각과 관련된 움직임들
(물체, 눈, 머리, 몸 전체의 움직임)
대상 고정
대상 움직임
동일한 망막상 변화에서
물체가 움직인다는 걸
어떻게 알 수 있나?
안구 고정
망막 상 이동
A. 물체의 움직임은
망막의 자극위치를
연속적으로 변화
안구 움직임
망막 상 이동
B. 눈, 머리, 몸의
움직임 또한
망막의 자극위치를
연속적으로 변화
나의 움직임이 아니라 “대상의 움직임”은
어떻게 지각되나?
지각자의 움직임
망막에서
대상 뿐만 아니라
모든 시각상
확대
대상의 운동
망막에서
대상의 시각상
만이 확대
배경은 고정
가현 운동: “망막 위에서의 움직임은 운동지각에 필수적인가?”
가현 운동: 망막의 움직임은 운동지각에 필수적인가?
물리적 사건
30 ~ 200 ms 간격, 시차를 둔 상대적 자극주기
가현 운동 apparent movement
Stroboscopic movement
현상적 운동 Phi movement
신경-장 neural field
(Wertheimer, 1912)
또는
뇌-장 brain field 형성
지각적 경험
심리-신경 동형성 Psycho-neural isomorphism
유도된 운동 (induced movement)
“움직이지 않은데 움직인다?”
예, 구름에 달 가듯이
Duncker, 1929
에워싼 전체 틀의 움직임은
포함된 부분의 움직임 지각을
유도한다
사회적 비유: 진보주의자라는 기성세대와
전체로서의 사회변화
인지적 비유: 새로운 시각에서 본
기존 개념의 변화
유도된 운동 (induced movement):
광학적 밀기 optical push 나는 움직이지 않은데 움직인다?
예 1. 다리 위에서
흐르는 강물 바라보기
예 2. 정지된 기차에 앉아
움직이는 옆 기차를 볼 때
sliding room
에워싼 전체 틀의 움직임은
포함된 나의 움직임 지각을
유도한다
사회적 비유:
사회의 변화와 나의 입장
시지각과 운동제어
Gannet’s diving
A
DA
DA
1
___
__
.
t = Dt A
-1
t : time to contact
시각 정보 (t)는 운동제어와 긴밀히 연결
감각 지각 IV
세계를 알아본다
“그 정체는 과연 무엇인가?”
형태 지각 (form perception): 물체의 정체를 확인하는 데 필수적
Form, pattern, configuration, shape
형태
모양
DAX를 보여줄래? (Landau, 1994)
DAX
크기
물체의 여러 속성들이 변화해도
지각된 형태는 동일하다
재질
색
형태
멜로디는 소리의 형태인가?
(전위 transposition 문제)
형태 지각 (form perception): 형태를 구성하는 부분과 전체의
관계는?
DAX
?
DAX
근접성
유사성
A
B
부드러운 연속
C
D
형태 지각 (form perception): 형태를 구성하는 부분과 전체의
관계는?
폐쇄
전체는
부분들의 단순한 연결이 아니라
부분들간의 관계로
주관적 윤곽
지각된다
B
(e.g., 형태, 모양의 전위
transposition)
A
Marroquin's figure (1976)
형태 지각 (form perception): 정보처리론 접근 (컴퓨터 은유)
형태를 구성하는 부분들은 어떻게 변형되어 외부 물체로 지각되나 ?
지각적 분리
Perceptual
segregation
시각원소특질
시각원소특질
visual primitive
visual
primitive 탐지
탐지
세부특징 탐지기 (시각피질)
Hubel
Wiesel
선분, 모서리, 방향, 양안부등,
색깔에 반응
1. 단순세포 simple cell
2. 복합세포 complex cell
3. 과복합세포 hypercomplex cell
(Hubel & Wiesel)
s
s
c
s
s
h
c
s
h
c
s
c
s
s
Grand mother hand cell?
(Gross)
형태 재인
Pattern
recognition
안구의 구조와 망막의 세포층
망막의 이중구조
1.간상체 rod
빛의 진행 방향
망막
주간시
2.수평세포
horizontal cell
3.양극세포
bipolar cell
4.아마크린세포
amacrine cell
5. 신경절 세포
ganglion cell
명도 대비
빛의 방향
외측 억제
야간시
1.추상체 cone
마하밴드 Mach band
동시 대비 simultaneous contrast
시각 경로에서 신경세포들은 어떤 반응을 하나?
외측슬상핵
LGN
시각피질
망막 (안구)
외측슬상핵
LGN
망막 (안구)
시각피질
세부특징 탐지기 Hubel & Wiesel
점-멸 세포
on-off cell
- +++ - -
-+
-+
-+
-+
-+
-
-+
-+
-+
-+
-+
-
1. 단순 세포: 방향
2. 복합 세포: 운동+방향
3. 과-복합 세포: 운동+방향+크기
시각 경로에서 신경 세포들은 어떤 반응을 하나?(신경절 세포, LGN 세포)
수용장
미세전극 측정
빛을 받아들이는 망막 부위
빛 진행방향
망막(안구)
- +++ --
점-멸 세포
(On-Off Cell)
- +++ - -
외측슬상핵
(LGN)
멸-점 세포
(Off-On Cell)
+ +
+ -- +
+
시각피질
시각 경로에서 신경세포들은 어떤 반응을 하나?(시각 피질)
모서리 탐지기
수용장
Receptive field
망막(안구)
외측슬상핵
(LGN)
-+
-+
-+
-+
빛
-+
-+
-+
-+
시각피질
---
막대 탐지기
빛
-+-+ - 빛- + --+-
+
+
+
+
+
-
망막, LGN 세포의
수용장 배열
- +
- +
- +
- +
- +
-
-
-
- +
- +
- +
- +
- +
-+
-+
-+
-+
-+
-
-
+
+
+
+
+
형태 지각 (form perception): 정보처리론 접근
형태를 구성하는 부분들은 어떻게 변형되어 외부 물체로 지각되나 ?
지각적 분리
Perceptual
segregation
시각원소특질
visual primitive 탐지
세부특징 탐지기 (시각피질)
순응과제를 통한 확인
선분, 모서리, 방향, 양안부등,
잔상효과 afterimage effect
색깔에 반응
- 색깔, 방향, 운동…
1. 단순세포 simple cell
2. 복합세포 complex cell
3. 과복합세포 hypercomplex cell
(Hubel & Wiesel)
Grand mother hand cell?
(Gross)
형태 재인
Pattern
recognition
시각원소 visual primitive 탐지하기 (시각검색과제, 행동연구)
O 찾기
VVVVVVVVVVV
VVVVVVVVVVV
VVOVVVVVVVV
VVVVVVVVVVV
VVVVVVVVVVV
VVVVVVVVVVV
표적 자극
곡선
닫힌 도형
원
방해 자극
직선
열린 도형
각, “V”자 형태
O
찾기
VOVOVOVVOVO
VOOVOVOVVOV
OVVOVOVOVVO
VOVOVOOVOVV
VOVOVOOOVOV
OVOVVOVOVOV
표적 자극
원 + 빨강
방해 자극
원 + 파랑
“V” + 빨강
a. 시각
탐색 1
b.
시각
탐색
2
R 찾기
QPQPQPPQ
QQPQPPQP
PPQQPQPQ
PQPPQQPQ
표적 자극
방해 자극
R
P
Q
QPQPQPPQ
QQPQPPQP
PPQQPQPQ
PQPPQQPQ
시각원소 visual primitive 들은 어떻게 탐지되나?
1차과제: 두 숫자 동일/상이 판단
숫자
낱자 낱자 낱자
숫자
T
S
N
QPQPQPPQ
QQPQPPQP
PPQQPQPQ
PQPPQQPQ
시각검색 과제
1. 원소특질 (시각원소):
돌출 pop-out
2.결합특질 (방향 +색): 순차적 주의
2차과제: 낱자와 색 보고
8
R 찾기
O 찾기
O 찾기
d. 시각탐색
과제 정리
3
e.g., 착각적 결합 (결합 오류)
Illusory conjunction
세부특징 통합론 (Anne Treisman)
주의 attention : 지각적 선택성
물리적 정향
Orienting,
Symmetricalizing
눈 움직임의 경로
Looking-at is
“intentional”
그림탐사 과제
나이추정 vs. 경제형편
ages of people
economic status
주의 attention : 지각적 선택성
선택
무시
여과기 filter 이론 (Broadbent)
병목 bottleneck 현상
약화 attenuation 이론 (Treisman)
파티장 효과
Cocktail party effect
조명광 spotlight 이론 (Posner)
초점 주의 vs 분산 주의
Zoom lens 이론 (Ericksen)
지각적 분리
Perceptual
segregation
시각원소특질
visual primitive 탐지
형태 재인
Pattern
recognition
전경-배경 분리
전경 figure:명료한 응집된 전체
배경 ground: 형태가 없고
전경 뒤에서 연속되는 것으로
지각된다
루빈Rubin의 얼굴과 꽃병
지각적 집단화는
전경-배경 체제화를 이끈다
지각적 체제화 법칙
가역적 도형
Reversible figure
지각적 분리
Perceptual
segregation
시각원소특질
visual primitive 탐지
전경물체와 시각기억의
물체특질과 비교 대응
세부특징 이론:
복마전 Pandemonium 모형
(Selfridge,1959)
세부특징
l
P
T
T
R
ㄱ
시각상
T
문자패턴
형태 재인
Pattern
recognition
결정
복마전 모형
(Pandemonium Model)
시각상 세부특징 문자패턴
l
P
T
T
R
ㄱ
T
결정
Image
Demon
Feature Cognitive
Demon Demon
Decision
Demon
지각적 분리
(Perceptual
Segregation)
시각원소특질
(Visual Primitive) 탐지
형태 재인
(Pattern
Recognition)
전경물체와 시각기억의
물체특질과 비교 대응
세부특징 이론 :
복마전(Pandemonium) 모형
(Selfridge, 1959)
형태재인은
주어진 (지각) 자료에 의해
결정되나?
세부특징
l
P
T
T
R
ㄱ
시각상
결정
T
문자패턴
자료주도적 처리
(Bottom-Up Process)
C
동일한 (지각)자료도
맥락에 따라
다른 형태 (대상)으로
지각된다
지각적 분리
Perceptual
segregation
시각원소특질
visual primitive 탐지
형태 재인
Pattern
recognition
전경물체와 시각기억의
물체특질과 비교 대응
세부특징 이론:
복마전 Pandemonium 모형
(Selfridge,1959)
맥락 효과
양-방향처리
세부특징
l
P
T
T
R
ㄱ
시각상
결정
T
문자패턴
개념주도적 처리
Top-down process
자료주도적 처리
Bottom-up process
지각적 문제해결, 가설검증
실제 세계에서의 지각: 지각적 항상성과 근접자극의 변화
크기 항상성
무의식적 추론 (von Helmholtz), 아니면
고차적 자극패턴 (James Gibson) ?
명도 항상성
색채 항상성
형태 항상성
전위 문제
(변형 문제)를
다시 한 번…
크기 항등성의 반대인 경우, 착시가 나타나는 이유는?
표면 배열: 결 기울기
(고차원적 자극패턴)
폰조 착시
k. 항등성과 착시
감각 지각 V
실제 세계와 접촉하다
“마음과 다른 성질들인가?”
실제 세계에서의 지각: 지각의 맥락 의존성
맥락
A
세포의 맥락 의존성:
다중잠재적 줄기 세포
맥락
B
맥락
C
pluripotential stem cell
동물의 맥락 의존성:
생태학적 척도에서의 대상 (행동가능성 affordances)
일차적/서술적 속성:
높이
관계적/비-서술적 속성:
“뛰어오를 수 있는”
(“기어오를 수 있는”이 아님)
“기어오를 수 있는”
(“뛰어오를 수 있는”이 아님)
관계적 속성 (이차적 속성)은
1. (일차적 속성과 같이)
다른 대상(동물)과의
“관계에 의해 표현된다”
2. (일차적 속성과는 달리)
다른 대상(동물)과의
“관계 속에서 실현된다”
관계적 속성에서 “관계”란 무엇인가?
생태학적 관계: “지각되는 것은 생태학적 척도에서 정의된다”
통과할-수-있는
(“모양” 대신에)
내려갈-수-있는
(“거리, 깊이” 대신에)
파지할-수-있는
(“크기” 대신에)
행동가능성(possibilities for my behavior)에 의하여
환경과 나 (지각자-행위자)의 관계를 지각한다
행동가능성을 탐지한다는 것은
“의미”를
지각하는 것이다
1. “통과할-수-있는 pass-able” 이라는 정보는 세부적인 것에 상관없이
동일하다
전통적인 가정: “세부적인 것들은
패턴 재인을 위한 표상 형성에 요구된다”
2. “통과할-수-있는” 이라는 정보는 감각 기관에 의존하지 않는다
전통적인 가정: “감각기관의 해부적, 생리적 특성은
처리되는 요소를 규정한다”
3. “통과할-수-있는” 이라는 정보는 에너지 매체에 상관없이 동일하다
어깨 너비의
1.13배 이상
시각:
광학 에너지
(광학 배열, 빛 패턴)
촉각:
역학 에너지
(피부, 근육, 관절)
청각:
역학 에너지
(공기의 파동)
William Warren’s study on climbable stairs
(1984)
외재적 측정
: 물리적 측정 도구 이용 (일차적 속성)
(meter ruler)
내재적 측정
: 행동 제어에 맞는
신체 자체의 차원 (관계적 속성)
Hriser
Hleg
수직판 높이
다리 높이
tall person
오를-수-있음
지각 판단
(%)
Hriser (cm)/Hleg (cm) = pure number
= 0.88
Reynolds number
dimensionless number
pc = 0.88
(maximal ratio)
short person
Hriser
Hriser/Hleg
행동가능성 affordance 라는 정보는
표상요소, 감각기관, 자극에너지에 근거한
환경 속성의 복사 (copy)가 아니고
환경 속성을 상세화 한다(specify)
지각 심리학에서 알고자 하는 것은
(A) 재구성된 세계로서의 지식인가?
쥘-수-있는
먹을-수있는
던질-수있는
…
(B) 환경으로 고려된 세계에서
유기체의 행동에 유관한 속성을
(행동가능성)
측정 또는 탐지하는 과정인가?
앉을-수-있는
걸어 올라갈-수있는
들어올릴-수-있는
…