視覺、神經與藝術

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目錄

[編輯] 視覺、神經與藝術

複習

  • 視覺神經系統
  • 彩色視覺

恆常性 藝術家的表現

視覺進入點

  • Retina
  • Network運作
  • Receptive Fields
    • 接受區
      • filter(過濾器)
      • computation計算
    • lateral inhibition
      • 側抑制

Receptive Fields (cont.)

  • ON-center vs OFF-center (亮中心與暗中心)

Optic Nerve(視神經)

  • Optic chiasm(視交叉)
  • Optic tracts(視束)
  • Maps in LGN

Visual cortex

  • occipital lobe(枕葉)
  • topographic maps(地形圖)
  • Topographic map in cortex

cortical magnification

Structure of visual cortex

  • Primary visual cortex
  • V1
  • Area 17
  • Striate cortex
    • 1.5~2.0mm thick
    • 100million cells in V1 each hemisphere
    • 6 layers
      • Layer 4 input from LGN

response of single cell

  • Hubel and Wiesel

Function of V1 cell

  • orientation selectivity(傾斜選擇性)
  • simple cells

orientation selectivity

  • preferred orientation(傾斜的喜好)

Hypercolumn超柱型組織

  • column的組合體

color

  • blobs cell泡泡細胞

Columns and hypercolumns 3

  • Hypercolumn by De Valois and De Valois

beyond V1超複雜系統

  • parietal stream顱頂
  • dorsal stream背側
  • M pathway
  • temporal stream顳
  • ventral stream腹側
  • P pathway

V1 之後

  • 簡化圖 Image:Tanigawa-Nature-Neuroscience-10.11.23-Fig.1.jpg

[編輯] blob cell

  • 一個讓Hubel實驗室抓狂的東西
    • 不合原來的模型
    • 很難控制刺激
      • isoluminance 問題
      • 對比強度在不同顏色時差異大
    • 大範圍的問題
      • long range computation

Image:Cafewall3.png

Image:Blobcell.jpeg

[編輯] 腦造影中的情況

V4 Image:Nihms-256526-f0006.jpg Image:Fmri.h2.gif Image:Images.jpeg

  • 色彩邊界
    • 也是在造影下

Image:Tanigawa-Nature-Neuroscience-10.11.23-Fig.2.jpg

[編輯] 色彩怎樣來

複習上週的

  • 牛頓

增加新的

  • Helmholtz
  • Hering
  • DeValois and DeValois
  • E. H. Land

Newton's experiment 1

  • Dark room and a prism

Newton's experiment 2

  • Pure vs composite light (純與混合光)

Newton說

  • Color is subjective(色彩是主觀的)
    • Red sweater -> incorrect
    • Correct -> sweater, which when seen in daylight, evokes a sensation most humans call 'red'.

Newton's color circle

  • 舊到新的變化


[編輯] Trichromatic Theory

Thomas Young (1773-1829)

  • 英國人
  • 博物學(以前的科學家是多能的)醫學、物理
  • 首先提出三種顏色可以組合所有顏色的看法

Hermann von Helmholtz (1821-1894)

  • 德國人
  • 博物學:生理學、物理學
  • 更系統性研究,並推廣至解釋辨色力異常

Color matching

  • 在顏色配對實驗(color-matching experiment)中,要求受試者混合不同色光來配成與標準刺激相同的色

Cone pigments吸收光譜

  • 人類的cones有三種,分別對不同波長
  • 有最高的吸收率分別是:S cone 419nm;M cone 531nm;L cone 558nm

對立說(Opponent-Process Theory)Hering

另一個關鍵

  • color constancy
  • 在不是極端情境,對物體色彩之知覺是穩定的
    • 其實所有知覺現象均有某一些程度的constancy
    • 因為地球上的東西會變,但基本上不會變得很快、很多
  • 但實際上其光譜當中的能量分佈是不同的!

Color constancy

  • Spectrum of common object
  • Adaptation complementary(適應互補色)
  • Color contrast
  • constancy的極限


[編輯] Land的實驗

  • Edwin Land 傳奇人物
  • 一生未屬學術機構
  • 兩個重大實驗
    • 黑白幻燈片+紅、綠濾鏡
    • Retinex


[編輯] Retinex

  • Retina to cortex
    • Land, E. H. (1964)
  • 使用Mondrian材料
    • 提出彩色知覺可能是「長矩離運算」

Image:MondrianLand.jpg Image:ColorconstantLand.jpg Image:ColMond.jpg


[編輯] 藝術家的表現

秀拉(Seurat) Image:369px-Seurat-La Parade detail.jpg

Image:800px-A Sunday on La Grande Jatte, Georges Seurat, 1884.png

Image:759px-Georges Seurat - Les Poseuses.jpg