On the perceptual identity of depth vision in the owl

van der Willigen, Robert Frans; Wagner, Hermann (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2000, 2001)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2000

Kurzfassung

Das Schlüsselelement zur Prüfung des Stereosehens (Englisch: Stereopsis) bei Tieren ist die stereoskopische Wiedergabe von Computer erzeugte Objekten, ohne monokulare Tiefenkriterien, wenn auch ein Tier verschiedenartige Strategien versuchen konnte, wie z.B. schließen eines Auges oder Bewegungsparallaxe (sichtbare Bewegung der Objekten relativ zueinander, wahrend der kopf bewegt wird). Unter Verwendung von Zufallspunktmusterstereogramme (English: Random-Dot Stereograms, RDSs) ist es möglich den Eindruck räumliche Tiefe zu erzeugen ohne weitere Hinweise von monokularen Tiefenkriterien. Ein getrennter Abschnitt ist eingeschlossen in Kapitel 2, die der Methode zur Stereogrammdarstellung beschreibt sowie Methoden notwendig zur Erforschung der Funktionalität der Bewegungsparallaxe. Die benutzten Methoden sind im Grunde basiert auf statische oder dynamische generierte Zufallspunktmuster, die entweder autonom oder mit jeder Bewegung des Kopfes des Tieres transformiert werden konnte, dies mit Hilfe von einem „Head-tracking” Gerät. Die in Kapitel 3 aufgezeigten Verhaltensexperimenten zur visuellen Wahrnehmung von Schleiereulen haben neue Ergebnisse erzogen. Zuerst wurde die Eulen auf visuelle Diskriminationsaufgaben vorbereitet durch Operante Konditionierung, wobei die Testbilder auf einem entfernten CRT-Monitor wiedergegeben wurden. Zweitens konnte gezeigt werden, dass Schleiereulen empfindlich sind für die Figur-Grund-Segmentierung des Computers erzeugte Zufallspunktmuster. Dieses geschah durch Überprüfung von zwei visuelle Funktionen die gedacht werden im Figur-Grund-Segmentierung beteiligt zu sein: (1) Musterwahrnehmung und (2) Bewegungswahrnehmung. Diese Ergebnisse ermöglichte die Verwendung von RDSs (erzeugt Mittels „time-multiplexed stereoscopic displaying”) um so Tiefenwahrnehmung durch Stereopsis bei Schleiereule zu testen. Erwägungen bezogen auf sensorische Ökologie haben zum Anspruch geführt dass es sehr starke Ähnlichkeiten gibt zwischen die „avian” und „mammalian” neuronalen Grundlagen, notwendig für Tiefenwahrnehmung durch Stereopsis. Das heißt, die adoptierte Strategie vermeidet Extrahierung von (monokulare) Formen, bis die Informationen von beiden Augen zusammengelaufen sind. Das Letzte ist als „Global-Stereopsis” bekannt und kann durch Benutzung von RDSs demonstriert werden. Obwohl die vergleichende Psychologie Evidenz für Global-Stereopsis bei Primaten, Katzen, Pferde und Falken geliefert hat, hat es gefehlt relative Tiefenwahrnehmung basiert auf binokulare Tiefenkriterien nachzuweisen. Diese grundlegende Funktion des Stereosehens ist untersucht worden (Kapitel 4) mittels der Übertragung von erlernten Regeln (Diskriminationsaufgaben) auf neue Testbilder. Es wurde herausgefunden, dass die Schleiereule in der Lage ist, relative Tiefenunterschiede, die ihr in Form eines RDS präsentiert werden, wahrzunehmen. In Kapitel 5 ist die Hypothese aufgestellt dass, wenn man sich spezifisch bezieht auf die Aspekte die das Visuelles System der Schleiereule absondern von Stereopis bei Primaten, dann musste es möglich sein die funktionelle Bedeutung des Stereosehens bei Eulen zu bestimmen. Die Daten zeigen dass Stereopsis eine robuste, und hoch empfindliche Funktion des visuelles System der Schleiereule ist, welches demjenigen des Menschen äquivalent ist. Außerdem wird es argumentiert, dass die Fähigkeit des binokularen Sehens der Eule als eine Anpassung an das Nachtleben gesehen werden soll . Während Stereopsis in einer Reihe von Tierarten demonstriert worden ist, gibt es kaum Hinweise dass, Tieren, mit Ausnahme von Insekten, in die Lage sind, relative Tiefenunterschiede, die nur in Form von Bewegungsparallaxe präsentiert werden, wahrzunehmen. Es ist, jedoch, vorgeschlagen worden, dass es bedeutende Ähnlichkeiten gibt in der zugrundeliegenden Berechnungstheorie der Tiefenwahrnehmung durch entweder Stereopsis, oder Bewegungsparallaxe. Wenn diese Annahme richtig ist, dann sollte das in den Resultaten von empirischen Studien widerspiegelt werden. Die in Kapitel 6 beschrieben Ergebnisse zeigen, dass die getesteten Schleiereulen spontan in der Lage waren, die ihnen zuvor antrainierte Fähigkeit der RDS-Tiefendiskrimination auf unbekannte Bewegungsparallaxe-Testbilder zu transferieren. Schließlich (Kapitel 7) werden die obengenannten beschriebenen Experimente durch Nachprüfung der Hauptfeststellungen, und durch Vorschlagen neuer Experimente besprochen, um weiter unser Verstehen der visuellen Tiefenwahrnehmung zu erhöhen.

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