Hogyan tervez agyunk 3D-s formákat árnyalatokból!

Hogyan tervez agyunk 3D-s formákat árnyalatokból!

2025. július 11-én a kutatók a Justus Liebig Egyetem Giessen a Yale Egyetemmel együttműködve úttörő cikket jelentetett meg a PNAS folyóiratban, amely jelentősen befolyásolhatja a 3D formák észlelését. A tanulmány azt vizsgálja, hogyan érzékelik az emberek az árnyalatokat, és hogyan befolyásolják az agy háromdimenziós képeinek felépítését.

Korábban azt feltételezték, hogy az emberi agy a gépekhez hasonlóan értelmezi az árnyalatokat, visszafelé mérnöki forma és világítás segítségével. Ez a tanulmány megkérdőjelezi ezt a koncepciót. A kutatók kimutatták, hogy az agy úgynevezett „éldetektorokat” használ a vonalak azonosítására és a 3D-s alakzatok felvázolására. Az agyban megjelenő árnyékolási minták homályos vonalakat vázolnak fel, amelyek követik az objektumok 3D görbéit.

Új betekintés az árnyékolás érzékelésébe

A kutatás egyik legfontosabb megállapítása, hogy a 3D formák észleléséhez nem szükséges fizikailag helyes árnyékolás. Még a „furcsa” árnyalatok is, amelyek megszegik a fizikai szabályokat, hasonló felfogást keltenek a korrigált árnyalatokhoz. Ez vonatkozik a különböző anyagokból készült árnyékolt tárgyakra, a matttól a fényes krómig. Az eredmények arra utalnak, hogy az élérzékelés nagyobb szerepet játszik a vizuális észlelésben, mint azt korábban gondolták.

A kutatócsoport már további tanulmányokat tervez annak kivizsgálására, hogy a vonalminták és a 3D objektumok közötti tanult kapcsolatok hogyan befolyásolják az emberi észlelést. Ennek messzemenő következményei lehetnek az észlelési pszichológia és a vizuális információk feldolgozásának módja szempontjából.

Az észleléslélektan alapjai

A percepciós pszichológia, amely az észlelés szubjektív összetevőjével foglalkozik, döntő szerepet játszik ebben az összefüggésben. Vizsgálja az objektíven mérhető fizikai tulajdonságok és az ingerek szubjektív észlelése közötti különbségeket, amelyek gyakran nem magyarázhatók teljes mértékben objektív szenzoros élettani szempontokkal.

Például egy lombhullató fát nem egyes levelek gyűjteményének, hanem egész tárgynak tekintünk. Ezt a szubjektív észlelést optikai illúziókkal szemléltethetjük, amelyek rávilágítanak az ellentmondásra, amit látunk és ami valójában van. Az észlelési folyamatnak több szakasza van: érzékelés, rendszerezés és osztályozás, amelyek mindegyike szükséges az érzékszervi benyomások megértéséhez és értelmezéséhez.

Továbbá világossá válik, hogy a tapasztalat befolyásolja az észlelést, ahogy azt Hermann von Helmholtz már leírta. James J. Gibson ökológiai észlelési elmélete is azt sugallja, hogy az észlelés a környezeti információk elemzésétől és az élőlények konkrét cselekvési lehetőségétől függ.

A tanulmány eredményei nemcsak az észleléssel kapcsolatos alapkutatások szempontjából lehetnek fontosak, hanem különféle területeken is alkalmazhatók, a vizuális művészettől a robotikáig. További információk többek között a JLU „Elme, agy és viselkedés” mesterképzésében érhetők el.