Neue Einblicke in die menschliche Wahrnehmung befördern graphische Datenverarbeitung und Design-Branche
Sehen ist ein hochkomplexer Prozess. Zur visuellen Wahrnehmung von Formen, Materialeigenschaften und Beleuchtung lieferte nun ein EU-finanziertes Projekt neue Erkenntnisse, die für viele Branchen interessant sein dürften – angefangen bei der Erzeugung von Computergrafiken bis hin zur Herstellung von Autolacken. Auch neue Maßgaben für die Beleuchtung von Räumen und Gebäuden sind denkbar. So könnten mit den Ergebnissen des PRISM-Projekts grundlegende Sicherheitsanforderungen etwa bei der Beleuchtung von Treppen und Türen ermittelt und Lichtästhetik bei Produktausstellungen eingesetzt werden, um z.B. Schmuck durch raffinierten Lichteinfall besser zur Geltung zu bringen. Über die gesamte Projektdauer untersuchten die Forscher, wie das menschliche Auge besondere Zusammenhänge erkennt, wenn es Formen, Materialeigenschaften und Licht wahrnimmt. So wurden mehrere visuelle Merkmale identifiziert, mit denen Menschen Rückschlüsse auf die physikalischen Eigenschaften ihrer Umgebung ziehen. Beispielsweise kann man allein durch Beobachtung auf die Eigenschaften verschiedener Flüssigkeiten schließen, und zwar indem Fließverhalten und Bewegung beim Fließen, Schäumen oder Spritzen wahrgenommen werden. "Wir zeigten Probanden in experimenteller Simulation Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Viskosität, die durch mehrere virtuelle Szenarien fließen. Dann verglichen wir die Sicht des Betrachters mit Computeranalysen der Modelle und fanden spezifische geometrische Merkmale, anhand derer das Urteil gefällt wird", sagt Roland Fleming, Projektkoordinator von PRISM. PRISM ermittelte auch, wie Menschen die Lichtverteilung komplexer Szenarien in Computersimulationen, echten Szenen und auch bei Gemälden wahrnehmen. Dies ergab, dass der Mensch unglaublich viele Aspekte der Lichtverteilung im Raum wahrnimmt, und zwar nicht nur die Menge an Licht, sondern auch Einfallswinkel und Lichtqualität. "Sehen ist ein komplexer Prozess, weil auf der Netzhaut erst durch das raffinierte Zusammenspiel von Lichteinfall, Oberflächeneigenschaften, Form und Perspektive ein Bild entsteht. Um die Bilder, die die Netzhaut liefert, interpretieren und damit Außenwelt wahrnehmen zu können, muss das visuelle System verschiedene physikalische Aspekte beim beobachteten Bild dechiffrieren", erklärt Fleming. Von vielen Ergebnissen, die PRISM lieferte, könnte somit direkt die Computergrafikbranche wie auch die Farb- und Druckindustrie profitieren. Sind die visuellen Signale beschrieben, die der Mensch zum Sehen benötigt, können Designer Computergrafiken verschlanken, indem nur solche Aspekte des Bildes reproduziert werden, die für die menschliche Wahrnehmung relevant sind. Auch die Wahrnehmung von Materialeigenschaften wie Glänzen ist für die Farb- und Druckindustrie enorm von Bedeutung. Im Lauf des Projekts kombinierte PRISM eine Reihe innovativer Techniken aus Psychologie, Neurowissenschaft, Informatik und Industriedesign. "Beispielsweise untersuchten wir mittels modernster Computergrafik-Simulation komplexe Materialeigenschaften unter kontrollierten, aber physikalisch plausiblen Bedingungen", wie Fleming erklärt. Um Zusammenhänge zwischen verschiedenen Gehirnbereichen zu enthüllen und zu erklären, wie damit verschiedene visuelle und Lernaufgaben gelöst werden, setzte PRISM auf innovative Gehirn-Scan-Techniken wie Diffusions-Tensor-Imaging (DTI). Nach Projektende planen die Industriepartner nun die Umsetzung der Ergebnisse in der Computergrafik-, Automobil-, Architektur- und Designbranche. So wurden von den Forschern bereits neue Standards für Industriepartner bei der Herstellung und Qualitätskontrolle von Autolacken erarbeitet.
Schlüsselbegriffe
PRISM, Computergrafik, Licht, visuelle Wahrnehmung, Form, Materialien, Farbe, Schmuck