Jak náš mozek navrhuje 3D tvary z odstínů!

Jak náš mozek navrhuje 3D tvary z odstínů!

Dne 11. července 2025 vědci z hl Univerzita Justuse Liebiga Giessen ve spolupráci s Yale University zveřejnili v časopise PNAS přelomový článek, který by mohl výrazně ovlivnit vnímání 3D tvarů. Studie zkoumá, jak lidé vnímají odstíny a jejich vliv na konstrukci trojrozměrných obrazů v mozku.

Dříve se předpokládalo, že lidský mozek interpretuje odstíny podobným způsobem jako stroje zpětným inženýrstvím tvaru a osvětlení. Tato studie tento koncept zpochybňuje. Vědci ukazují, že mozek používá takzvané „detektory hran“ k identifikaci čar a skicování 3D tvarů. Vzorce stínování, které se objevují v mozku, ohraničují rozmazané čáry, které sledují 3D křivky objektů.

Nové pohledy na vnímání stínování

Klíčovým zjištěním výzkumu je, že pro vnímání 3D tvarů není nutné fyzicky správné stínování. Dokonce i „podivné“ odstíny, které porušují fyzikální pravidla, vytvářejí podobné vjemy jako správné odstíny. To platí pro stínované předměty z různých materiálů, od matného až po lesklý chrom. Výsledky naznačují, že detekce hran hraje ve vizuálním vnímání větší roli, než se dříve myslelo.

Výzkumný tým již plánuje další studie, aby prozkoumal, jak naučené vztahy mezi čárovými vzory a 3D objekty ovlivňují lidské vnímání. To by mohlo mít dalekosáhlé důsledky pro naše chápání percepční psychologie a způsobu, jakým zpracováváme vizuální informace.

Základy psychologie vnímání

Zásadní roli v tomto kontextu hraje percepční psychologie, která se zabývá subjektivní složkou vnímání. Zkoumá rozdíly mezi objektivně měřitelnými fyzikálními vlastnostmi a subjektivním vnímáním podnětů, které často nelze plně vysvětlit objektivními smyslově fyziologickými aspekty.

Například listnatý strom není vnímán jako soubor jednotlivých listů, ale jako celý objekt. Toto subjektivní vnímání lze ilustrovat optickými klamy, které zdůrazňují rozpor mezi tím, co vidíme, a tím, co ve skutečnosti je. Tento proces vnímání zahrnuje několik fází: vnímání, organizování a klasifikace, které jsou všechny nezbytné k pochopení a interpretaci smyslových dojmů.

Dále se ukazuje, že zkušenost ovlivňuje vnímání, jak již popsal Hermann von Helmholtz. Ekologická teorie vnímání Jamese J. Gibsona také naznačuje, že vnímání závisí na analýze informací o životním prostředí a konkrétních možnostech jednání, které živé bytosti mají.

Výsledky této studie by mohly být důležité nejen pro základní výzkum vnímání, ale měly by také uplatnění v různých oblastech, od vizuálního umění po robotiku. Další informace jsou k dispozici mimo jiné v magisterském programu „Mind, Brain and Behavior“ na JLU.