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FM - Wahrnehmung
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aon gmbh – academy of neuroscience
3. Das visuelle System
Der Sehsinn ist nach allgemeiner Auffassung der bedeutendste Sinn des Menschen. Scheinbar mühelos
ermöglicht er die Erfassung der Umwelt, die Erkennung von Objekten, ja sogar Kommunikation mit
Artgenossen. Bei näherer Betrachtung ergibt sich aber ein anderes Bild. Der Informationsfluss, der über
das Auge das Gehirn erreicht, ist enorm, was mit der Größe des Sehraumes zusammenhängt. Das
binokuläre Gesichtsfeld des Menschen erfasst horizontal einen Winkel von ca. 180° und vertikal 130°. Da
das Bild aufgrund der ruckhaften Augenbewegungen (Sakkaden) nur kurze Zeit auf der Netzhaut stabil
ist, muss die Analyse in einem sehr kurzen Zeitfenster (0,2-0,5 s) ablaufen. In diesem Zeitabschnitt
analysiert das Sehsystem Farbe, Form und Oberflächenstruktur von Objekten. Es berechnet die
Entfernung, unterscheidet zwischen der Eigenbewegung und Bewegung von Objekten und analysiert die
Bewegungsrichtung. Zudem muss das Sehsystem seine Empfindlichkeit regulieren, um mit
unterschiedlichen Beleuchtungssituationen zurechtzukommen.
Eine einfache Merkmalsanalyse basierend auf Farbe, Kontrast, Kontur und Struktur würde aber nicht
ausreichen, um die Umwelt adäquat zu erfassen, bzw. um Objekte als Einheit identifizieren bzw.
gegenüber anderen abgrenzen zu können. Das Sehsystem muss daher in der Lage sein, die Merkmale,
die zu einem Objekt gehören, zu kombinieren und dieses von der Umgebung zu extrahieren. Dieser
Prozess wird als Segmentierung bezeichnet. Wie die Gestaltpsychologie aufzeigt, läuft dieser Prozess
nicht willkürlich, sondern nach bestimmten Kriterien bzw. Regeln ab. Solche angeborenen oder erlernten
Gestaltkriterien sind beispielsweise Kontinuität, Nähe, Ähnlichkeit, Geschlossenheit oder Symmetrie.
Die visuelle Szenenanalyse basiert also auf zwei Faktoren: der Merkmalsanalyse und der Segmentierung.
Diesem Prozess liegen extrem komplexe, mehrstufige, teilweise parallel und teilweise hierarchisch
organisierte Mechanismen zugrunde. Des Weiteren spielen Erfahrung und Gedächtnis eine bedeutende
Rolle. Daher erklärt sich die Tatsache, dass ungefähr die Hälfte des menschlichen Cortex mit der Analyse
der visuellen Eingänge befasst ist.
3.1 Die Physik des Lichts
Der Mensch ist umgeben von elektromagnetischer Strahlung. Wenn man von der technisch erzeugter
Strahlung absieht, stammt diese von der Sonne. Der für unsere Augen sichtbare Anteil ist das Licht.
Elektromagnetische Strahlung kann als Welle beschrieben werden und weist dementsprechend eine
Wellenlänge, eine Frequenz und eine Amplitude auf. Der Energiegehalt elektromagnetischer Strahlung ist
