IGF



Grupa badawcza


Psychofizyka widzenia

Lider grupy badawczej: dr hab. Marek Kowalczyk-Hernandez


Psychofizyka bada mechanizmy percepcji bodźców fizycznych oddziałujących na człowieka oraz relacje ilościowe pomiędzy tymi bodźcami  i wywołanymi przez nie wrażeniami zmysłowymi. Klasyczne zadania psychofizyki to np. wyznaczanie wartości progowych bodźców oraz rozwijanie modelu idealnego obserwatora. Zastosowanie metod psychofizycznych pozwoliło np. wyjaśnić dlaczego stratna kompresja sygnałów audio czy wideo tylko w niewielkim stopniu wpływa na jakość wywoływanych nimi wrażeń słuchowych czy wzrokowych.

Psychofizyka widzenia (visual psychophysics) jest działem psychofizyki. W tym wypadku bodźcami (w opisie falowym) są fale elektromagnetyczne z obszaru widma widzialnego i bliskiej podczerwieni (fluorescencja dwufototnowa barwników siatkówkowych), a ściślej składowa elektryczna tych fal. Za percepcję odpowiedzialny jest narząd wzroku, w którym następuje zamiana energii fal świetlnych na energię ciągu impulsów elektrycznych i wielokanałowa transmisja tych impulsów do wyspecjalizowanych obszarów kory mózgowej zwanych korą wzrokową. Aktywowanie tych obszarów jest bezpośrednio odpowiedzialne za powstanie wrażenia wzrokowego.

W Zakładzie Optyki Informacyjnej prowadzimy badania mające doprowadzić m.in. do automatyzacji pomiarów wartości progowych bodźców świetlnych o różnym składzie chromatycznym, spójności i zależności czasowej, pojawiających się w różnych warunkach i w róznych miejscach pola widzenia. Odstępstwo tych wartości od wartości uznanych za prawidłowe świadczy o zaburzeniu stanu zdrowia narządu wzroku i determinuje potrzebę zastosowania odpowiedniego postępowania terapeutycznego i/albo korekcyjnego. Wynikiem naszych prac badawczych jest automatyzacja pomiarów ostrości wzroku, czułości kontrastowej oraz wykrywania zaburzeń widzenia barwnego. Wyniki te wykorzystano w projekcie "Zintegrowany system narzędzi do diagnostyki i telerehabilitacji schorzeń narządów zmysłów (słuchu, wzroku, mowy, równowagi, smaku i powonienia)" realizowanego w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych "Profilaktyka i leczenie chorób cywilizacyjnych STRATEGMED". Celem projektu było opracowanie i wdrożenie do praktyki medycznej wielofunkcyjnej kapsuły diagnostyczno-rehabilitacyjnej. Kapsuła ta jest uniwersalnym samoobsługowym stanowiskiem umożliwiającym diagnostykę wielu narządów zmysłów, w tym wzroku.

https://vimeo.com/288523509

Drugim kierunkiem badań jest opracowanie testów widzenia barwnego, w szczególności siatek z izoluminantną sinusoidalną modulacją chromatyczną,  do przedsymptomatycznej diagnostyki schorzeń oka, w szczególności jaskry. Poniższy rysunek wyjaśnia jak należy rozumieć sinusoidalną modulację chromatyczną oraz ukazuje prosty przykład siatki z taką modulacją. Izoluminantność oznacza, że każdy punkt siatki charakteryzuje się fotometrycznie (nie radiometrycznie) tą samą jasnością.

 

 

Twórcą psychofizyki był Gustav Theodor Fechner, znany głównie dzięki sformułowanemu wraz Weberem prawu Webera-Fechnera o logarytmicznej zależności między wielkością bodźca i wywołanego nim wrażenia. Prawo W-F zostało uogólnione przez Stanleya Stevensa.

[MacKay, D. M. Psychophysics of perceived intensity: A theoretical basis for Fechner's and Stevens' laws. Science, 1963, 139, 1213-1216]

Fechner urodził się Żarkach Wielkich. Obecnie na jego domu rodzinnym znajduje się tablica pamiątkowa z tekstem "Tu urodził się i mieszkał Gustaw Teodor Fechner (19.04.1801 – 18.11.1887). Twórca psychologii doświadczalnej, fizyk, filozof, literat." Tekst jest w trzech językach: polskim, dolnołużyckim(!) i niemieckim.

https://ewamaria2013texts.wordpress.com/2014/11/25/gustav-theodor-fechner-odkrywca-nowych-ladow/

 

 

Przykładowe monografie.