Percezione« La capacità di creare un modello dell’ambiente che ci circonda

attraverso i nostri sensi».

G. Riva, 2011

Dott.ssa Maria Teresa Turano

Topics della lezione precedente

• Cos’è la Psicologia Cognitiva?

• Cosa ha contribuito alla nascita della Psicologia Cognitiva?

• Quali sono i metodi utilizzati in Psicologia Cognitiva?

• Qual è il suo contributo al Design?

Overview: Lezione II

• Cosa significa percepire?

• Come funziona?

• Processi bottom-up e processi top-down

La percezione visiva

• La modalità sensoriale implicata particolarmente nei processi mentali relativi al design è quella visiva.

Cosa significa percepire?

• Percepire significa catturare informazioni dall’ambiente esterno e attribuirgli un senso.

• La percezione è il risultato di una serie di processi complessi che si realizzano nel nostro cervello in modo automatico ed implicito.

Processo implicito

Percezione immediata di un prodotto finito, i cui attributi (forma, colore, movimento, significato) sono colti simultaneamente.

• L’ elaborazione degli attributi di uno stimolo visivo sono a carico di specifici sistemi cerebrali organizzati gerarchicamente sia da un punto di vista anatomofisiologico che cognitivo.

• Quando percepiamo forma, colore, significato sono colti simultaneamente anche se nel cervello ci sono sistemi distinti che sono specializzati nell’analisi delle varie proprietà contenute nell’informazione visiva.

Elaborazione stadiale

• L’attenzione è il processo cognitivo che ci consente di selezionare lo stimolo da analizzare.

• Dov’è (localizzazione spaziale) – Cos’è? (identità)

• Il cervello analizza i messaggi sensoriali e li trasforma in percezioni consapevoli, sia combinando il materiale percepito con il bagaglio di conoscenze, esperienze e aspettative dell’osservatore, sia conferendo all’oggetto non solo l’identità, ma anche ciò che a livello emotivo-affettivo esso può rappresentare per l’individuo che lo percepisce.

La trasduzione

Trasduzione: processo mediante il quale le caratteristiche di uno stimolo vengono convertite in impulsi nervosi

La vista:La luce viaggia in onde di energia elettromagnetica

Sensibilità alle lunghezze d'onda comprese tra 700 (rosso) e 400 (blu-violetto) nanometri

Il sistema visivo

• Percezione extracettiva realtà esterna al proprio corpo

• Percezione propriocettiva realtà interna e relativa al proprio corpo.

• SISTEMA: reti cerebrali che coinvolgono specifiche aree cerebrali.

Lo spettro visibile

Spettro elettromagnetico

10-6 10-2 10nm 100 nm 1micron 1mm 10cm 100km

Raggi gamma Raggi X Ultravioletti Infrarossi Microonde Onde Radio Onde TV

4 x 1014 Hz -400 nm 4 x 1014 Hz - 700 nm

Sprettro Visibile

Propagazione delle onde 300000 Km /s

La vista

Le onde luminose entrano nell'occhio attraverso la cornea

Retina tessuto a più strati, sensibile alla luce, che si trova sul retro del bulbo ocluare pieno di liquido

Contiene due tipi di fotorecettori: bastoncelli e coni

La retina

Bastoncelli: sono essenzialmente fotorecettori in bianco e nero visione scootopica

Funzionano al meglio quando la luce è scarsa(sensibili a bassi livelli di luminanza)/sono presenti in numero maggiore nella retina

Coni: recettori del colore visone fotopica

Funzionano al meglio con luce forte (sensibili ad alti livelli di luminanza)/sensibili ai dettagli/ sono presenti in numero minore nella retina

Fovea: piccola zona al centro della retina che non contiene bastoncelli, ma solo una grande densità di coni

La concentrazione dei coni diminuisce allontanandosi dal centro della retina

Campo recettivo

• Regione dello spazio nella quale deve essere localizzato uno stimolo sensoriale affinché un neurone possa rispondere. I campi recettivi di neuroni del sistema visivo e sensoriale (tattile) sono piccole zone dello spazio visivo o del corpo, mentre i campi recettivi di neuroni dei sistemi uditivo, olfattivo e gustativo sono definiti dalla frequenza del suono e dalla composizione chimica delle molecole stimolanti.

Il processo di elaborazione visiva

1. Il processo visivo:

1. Il cristallino rovescia l'immagine da destra a sinistra e dall'alto al basso quando proietta sulla retina

2. Invio dell'input visivo al cervello

3. Il cervello ricostruisce l'input visivo nella direzione corretta

Organizzazione delle vie occhio-cervello

Il nervo ottico

• Gli assoni delle cellule gangliari formano nel loro insieme il nervo ottico:

- Ramo nasale cellule delle regioni retiniche nasali (vicino al naso) / controlaterale

- Ramo temporale cellule delle regioni retiniche temporali (vicino alle tempie) / ipsilaterale

- Chiasma ottico incrocio tra i rami nasali che si dirigono negli emisferi controlaterali.

Le vie visive: magnocellulare e parvocellulare

Via dorsale e via ventrale

• L’informazione elaborata nei lobi occipitali viene trasmessa ad altre aree corticali lungo due vie distinte sul piano funzionale.

• Via ventrale (parvocellulare) «what system», percezione e riconoscimento dello stimolo V4

• Via dorsale (mgnocellulare) «where system», posizione e movimento dello stimolo V5 o MT

I colori

Fotopigmentimolecole proteiche che permettono ai bastoncelli e ai coni di tradurre le onde luminose in impulsi nervosi (idiosina –rodopsina).

Produzione di una reazione chimica che fa variare il rilascio del neurotrasmettitore

La percezione del colore

• Le radiazioni elettromagnetiche che sono riflesse dagli oggetti stimolano i fotorecettori retinici

• Colore attribuzione di un nome alla sensazione cromatica

Processi fisiologici: i Coni

430 nm: blu/violetto 530 nm verde-giallo 560 nm rosso

10 milioni di tonalità!!!!

•Teoria della visione a colori tricromatica di Young-Helmholtz: •La percezione del colore risulta dallamescolanza additive dei coni, che sonosensibili a blu, verde e rosso

La percezione dei colori

La teoria tricromatica

• Mescolanza additiva: un raggio di luce di unaspecifica lunghezza d’onda diretto su unasuperficie bianca viene percepito come ilcolore che corrisponde a quella lunghezzad’onda nello spettro visibile• Blu, verde e rosso

• Mescolanza sottrattiva: mescolando pigmentio tinte si producono nuovi colori per sottrazione, ovvero eliminando (assorbendo) altre lunghezze d’onda• Blu, giallo e rosso

• La mescolanza additiva e la mescolanzasottrattiva dei colori sono due processi diversi

La teoria tricromatica

• Teoria dei processi opponenti di Hering:• Ciascuno dei tre tipi di coni risponde a due diverse

lunghezze d’onda• Rosso-verde

• Blu-giallo

• Nero-bianco

La teoria dei processi opponenti

La percezione dei colori

La teoria della doppia analisi nella trasduzione del colore• Teoria dei doppi processi: combina l’esperienza tricromatica e quella

dei processi opposti per spiegare il processo di trasduzione del colore

• Teoria tricromatica: i coni sono più sensibili alle lunghezze d’ondacorrispondenti a blu, verde e rosso

• Le cellule gangliari della retina rispondono come in un processo oppostoalternando il tasso di frequenza di attivazione

Doppi processi di visione del colore

Il daltonismo

• Tricromatica: persona con una normale visione del colore

• Dicromatico: persona che non vede solo uno dei due sistemi (blu-giallo o rosso-verde)

• Monocromatico: persona sensibile solo al sistema bianco-nero e completamente cieca ai colori

Il dizionario dei colori

• Studi antropologici

• Basic color terms; 12 per l’italiano

• Le nostre esperienze visive risultano grandemente arricchite dalla visione dei colori. la visione dei colori riveste notevole importanza per il riconoscimento di oggetti e strutture

• L’occhio umano riesce a distinguere + 7 milioni di gradazioni di colore

• Il colore di una luce o di un corpo non è una proprietà intrinseca ma è un aspetto che il nostro sistema visivo attribuisce loro

• Il colore è il risultato di processi che avvengono nel nostro occhio e nel nostro cervello, è una qualità della nostra sensazione e dipende da proprietà fisiche della sorgente che illumina e dei corpi che vengono illuminati

Acromatopsia

•La percezione è la creazione dell’esperienza

La percezione: la creazione dell’esperienza

• Percezione: attribuire un “senso” a quello che ci dicono i nostri sensi. È ilprocesso attivo di organizzare l’input dato e attribuirgli un significato

• Elaborazione basso-alto (bottom-up): il sistema riceve i singoli elementidello stimolo e li combina in un’unica percezione

• Elaborazione alto-basso (top-down): le informazioni dei sensi vengonointerpretate alla luce di conoscenze, idee e aspettative esistenti

La percezione: la creazione dell’esperienza

Le percezioni hanno organizzazione e struttura: percezione della forma

• I principi della Gestalt:• Gli insiemi che percepiamo sono di frequente

qualcosa di più (e spesso di diverso) della sommadelle loro parti

• Relazioni figura-sfondo: la tendenza a organizaregli stimuli in una figura centrale, o in primo piano, e in uno sfondo

Goodale & Milner, 1992

• Dissociazione tra il sistema what e where

• La via del what elabora la forma e l’identità

• La via del where elabora la localizzazione spaziale e la rappresentazione nello spazio

• Controllo visivo delle azioni dirette verso un oggetto

FormaColoreOrientamentoIdentità

Informazioni per afferrareLa visione controlla l’azione.

La teoria della forma

• Scuola tedesca della Gestalt forma, configurazione, pattern

• Come avviene la percezione?

• Il singolo è più della somma delle sue parti

• Max Wertheimer, Wolfgang Kohler, Kurt KoffKa

• Movimento stroboscopico il “fenomeno phi” (1911). Esso consiste nel fatto che, presentando due luci proiettate su uno schermo a una certa distanza l'una dall'altra, e separate da un breve intervallo temporale, il soggetto non percepisce due luci immobili, ma un'unica luce in movimento dalla prima alla seconda posizione.

Le leggi dell’organizzazione percettiva

• Modalità di raggruppamento dei singoli in configurazioni che vengono percepite come unitarie, staccandosi dal resto degli altri stimoli.

• Figura/Sfondo

• Innate

• Isomorfismo

Figura-Sfondo

• Le configurazioni unitarie vengono percepite staccandosi dal resto degli altri stimoli.

• Esse rappresentano una figura significativa rispetto allo sfondo.

Marianne Brandt , Teiera MT 49(1924)

Vicinanza

• Gli elementi più vicini tra loro tendono a raggrupparsi in unità percettive distinte

Somiglianza

• Gli elementi simili per forma o colore tendono a raggrupparsi (in base al colore o forma)in unità percettive distinte

Destino comune

• Gli elementi che si muovono simultaneamente sono percepiti come appartenenti a uno stesso insieme.

Buona continuazione

• Gli elementi che sono allineati vengono percepiti come la continuazione l’uno dell’altro.

Chiusura

• Gli elementi che danno origine a una figura chiusa tendono a essere raggruppati insieme, dando luogo alla percezione di una figura completa, sebbene manchino alcuni elementi.

Pregnanza

• (Buona forma) Gli elementi che danno origine a una figura semplice, regolare, simmetrica, vengono raggruppati insieme.

La percezione della forma è l’unità primaria dal punto di vista percettivo• I fattori formali -> fattori che consentono la segregazione figura

sfondo.

• I fattori formali guidano la percezione a partire dall’organizzazione figurale e consentono alle forme di stagliarsi dallo sfondo ed essere percepite nei loro significati.

La tendenza alla gestalt guida l’atto percettivo

• Il completamento: triangolo di Kanizsa

L’ambiguità

• Equilibrio tra i fattori formali presenti, tali da non consentire l’emergere di una sola figura, bensì da creare un bilanciamento che possa dar luogo ad almeno due soluzioni percettive.

Frutta

Face

Le tassellazioni

• Coesistenza, in una perfetta e matematica quadratura dello spazio, significati diversi ma presenti nello stesso momento.

L’incongruità

• Contraddizione degli schemi mentali, attraverso elementi che non possono esistere nella realtà, ma che sono rappresentabili a livello percettivo.

Il mascheramento

• E’ un processo che presuppone elementi nascosti in una configurazione, che tuttavia possono individuati in una ricerca attiva.

Il risalto

• Processo opposto al mascheramento, viene impiegato per evidenziare un elemento o una figura che si vuole porre al centro dell’attenzione dell’osservatore

La percezione del contrasto

• Registrazione dell’attività dei singoli neuroni del sistema visivo

• Qual è il meccanismo fondamentale in base al quale uno stimolo diventa tale per il sistema visivo?

Quando il suo valore di luminanza differisce in modo sufficiente dalle aree adiacenti del campo visivo in cui questo stesso stimolo compare.

• La differenza di luminanza tra un’area e l’altra è denominata contrasto.

Il contrasto è dato dalla differenza tra la luminanza massima di un’area e la luminanza minima di un’area adiacente, in rapporto alla somma dei due valori di luminanza.

Le frequenze spaziali

• Proprietà fisica dello stimolo

• Numero di variazioni complete chiaro-scuro (cicli, c) nell’unità di angolo visivo (grado, g)

Gibson e la teoria ecologica della visione

• Il concetto di affordance

• La percezione è un processo che consente un rapido adattamento all’ambiente.

• Gli oggetti sono ideati e realizzati per svolgere funzioni specifiche

• Il designer deve progettare oggetti e contesti che diano il massimo di affordance, garantendo allo stesso tempo il massimo di funzionalità.

• Affordance percepita ciò che conta nell’interazione tra l’osservatore e l’oggetto è l’affordance percepita

• Quindi piuttosto il designer deve realizzare prodotti che rendano più percepibile l’affordance dell’oggetto, ma tale finalità si scontra con gli obiettivi estetici e di originalità

Il contrasto simultaneo

• Realtà fisica / Realtà fenomenica (psichica - gestalt)

• Differenza apparente o fenomenica dipende dal contrasto con lo sfondo

Costanza percettiva

• Differenza tra la realtà fisica e la realtà psichica (ciò che percepiamo)

• Fenomeno per cui percepiamo gli oggetti come dotati di invarianza, a fronte del continuo mutare delle stimolazioni retiniche che essi producono al loro variare nel mondo esterno.

• Fenomeno principale: forma, grandezza, profondità

Costanza della forma

• Teoria vista dipendente la percezione dipende direttamente dal riconoscimento dell’oggetto visto in una determinata prospettiva

• Teoria vista indipendente analisi delle sole proprietà fondamentali dello stimolo.

Costanza della profondità

• Stimoli sulla retina: bidimensionali

• Percetti: organizzati sulle tre dimensioni (larghezza, lunghezza, profondità)

• Distanza assoluta/distanza relativa

Costanza della profondità

• Valutazione della profondità: disparità binoculare

- Differenza che è presente tra le immagini retiniche prodotte separatamente tra i due occhi

Stereopsi: integrazione di immagini retiniche

Indizi

• Trasparenza

• Ombra

• Parallasse

• Prospettiva aerea/lineare

Le illusioni

• Leggi, anche se ti sembra bizzarro!

• Seocndo uon stiduo di uan univretisà inlegse l‘oridne dlele letetreall‘intreno di uan praola nno è improtatne, ciò ceh improta è al pirmae l‘utliam letetra. Il retso nno improta motlo in qulael oridne si trvoa, lo leeggrai comnuque sezna prbloema.

Teorie empiriste e cognitive

• La percezione di configurazioni ambigue è guidata da tracce contenute in memoria relative a esperienze precedenti.

Il riconoscimento visivo di oggetti

• Il riconoscimento degli oggetti avviene attraverso un confronto matching fra lo stimolo esterno e la sua rappresentazione conservata in memoria.

• Elaborazione stadiale: dalla sensazione al riconoscimento.

• L’identificazione avviene quando a ciascuna figura è assegnato un nome.

Riconoscimento di pattern

• Processo attraverso il quale una persona utilizza frammenti dellastimolazione sensoriale per identificare ciò che ha esperito.

• I processi cognitivi della memoria sensoriale e dell’attenzionecostituiscono le componenti di base di questo processo.

Il problema della percezione

• Sopravvivenza percepire e reagire agli oggetti del mondo che ci circonda!

• Ciò che percepiamo non è una copia perfetta di oggetti!

Percepire

• La percezione non è una copia degli oggetti

• Percepire vuol dire diventare consapevoli di qualcosa attraverso i nostri sensi.

• Inferenza a partire dalla stimolazione.

Il riconoscimento visivo di oggetti

• Come avviene l’identificazione???

Il riconoscimento visivo di oggetti

• Il riconoscimento degli oggetti avviene attraverso un confronto matching fra lo stimolo esterno e la sua rappresentazione conservata in memoria.

• Elaborazione stadiale: dalla sensazione al riconoscimento.

• L’identificazione avviene quando a ciascuna figura è assegnato un nome.

Matching

• 1) Estrazione delle caratteristiche fondamentali.

• 2) Confronto con pattern di stimolazione già noti e immagazzinati nella memoria a lungo termine.

• ELABORAZIONE BOTTOM-UP

Parte da elementi di base per formulare ipotesi

Il riconoscimento visivo di oggetti

• Il processo di riconoscimento riduce la gamma di alternative possibili attraversi la selezione delle caratteristiche di basso livello.

• 3) IDENTIFICAZIONE

• ELABORAZIONE TOP-DOWN

Il riconoscimento visivo di oggetti

• Ogni identificazione o «esperienza percettiva» è il risultato del contributo combinato di elaborazione bottom-up e top-down.

L’effetto del contesto

• Durante il riconoscimento di pattern non siamo consapevoli delle caratteristiche percettive elementari degli oggetti (contorni, luminosità, frequenze spaziali, etc.)…

Le illusioni dimostrano che la percezione non è una registrazione sensoriale o una fotocopia della realtà, come sostiene il senso comune, ma una complessa interpretazione della realtà.

• La percezione è un processo cognitivo e non solo sensoriale. Le illusioni sono percezioni di oggetti costruiti mentalmente, ma in realtà inesistenti.

Perché percepiamo quello che percepiamo anche se sappiamo che le cose stanno diversamente?

Secondo lo psicologo Von Helmotz:

La percezione visiva avviene per confronto dinamico fra l’informazione sensoriale fornita dall’occhio e le immagini precedentemente percepite e conservate in memoria.

Elaborazione bottom-up & top-down

• Elaborazione BOTTOM-UP dal basso verso l’alto

Guidata dai dati : analisi delle parti presenti nello stimolo

Analisi fisica guidata dai dati sensoriali.

• Elaborazione TOP-DOWN dall’alto verso il basso

Guidata da concetti, conoscenze e dal contesto, si fonda sulle rappresentazioni mentali,cioè sulle tracce contenute in memoria

• Qualsiasi percezione richiede un’interazione tra l’informazione sensoriale e le conoscenze possedute relativamente allo stimolo

• Nell’ elaborazione top-down si utilizzano le conoscenze acquisite in precedenza. Sulla base di queste, l’osservatore formula un’ipotesi in relazione a quali oggetti hanno maggiore probabilità di essere presenti in quel momento

• Nell’elaborazione bottom-up invece l’identificazione avviene dopo che sono state colte e analizzate le informazioni contenute nello stimolo

Percepire le forme

• La percezione visiva è l’elaborazione cognitiva dell’informazione sensoriale che perviene ai nostri organi di senso.

• È il risultato di una serie di processi complessi che si realizzano in modo automatico e implicito

• Ciò che percepiamo sono dei “prodotti” cognitivi che, pur fondati sull’informazione sensoriale vanno al di là di questa stessa informazione di base.

Percepire le forme

• L’identificazione di un oggetto visivo implica una descrizione strutturale (analisi della forma) e il confronto («matching») del risultato di tale descrizione con le tracce depositate in memoria.

Confronto Rappresentazione in memoria: presente.Riconoscimento!

Rappresentazione in memoria: non presente.Solo elaborazione percettiva!

RAPPRESENTAZIONE STRUTTURALE

(è nero, ha le gambe, etc…)

RAPPRESENTAZIONE SEMANTICA

(è uno strumento, si suona, etc…)

RAPPRESENTAZIONEFONOLOGICA

(è un pianoforte!)

Elaborazione Stadiale

• Stadio 1: elaborazione primaria

analisi delle proprietà fisiche:

L’oggetto emerge dallo sfondo

Adottando regole proposte da varie teorie (ad esempio la teoria della Gestalt)

Si opera sull’input visivo indipendentemente dal suo significato

• Stadio 2: elaborazione cognitiva

Matching tra l’input con la rappresentazione (relativa!) depositata in memoria.

Stadio primario: la costruzione dell’oggetto

• Analisi delle caratteristiche primarie dello stimolo

Forma (frequenze spaziali) / Orientamento / Colore / Movimento

• Organizzazione percettiva

Differenziazione figura-sfondo / Segmentazione / Integrazione delle caratteristiche

Esito: rappresentazione percettiva dell’oggetto

- configurazione-stimolo unitaria, distinta dallo

- sfondo, indipendente dal suo significato

Riconoscere = Ardua sfida!!!

• Dipendenza dal punto di vista

• Infinite angolazioni e distanze, infinite dimensioni e orientamenti

- Dal bidimensionale al tridimensionale…

Riconoscere = Ardua sfida!!!

• Distanza dal prototipo: Ogni categoria di oggetti è composta da diversi possibili esemplari.

- Confronto di template combina l’immagine reale con una rappresentazione dell’oggetto

- Confronto di caratteristiche prevede l’estrazione di caratteristiche rilevanti dall’immagine e la loro combinazione con caratteristiche conosciute degli oggetti

- Riconoscimento per componenti rappresenta la struttura tridimensionale degli oggetti (parti e relazioni spaziali)

- Modelli configurazionali si basano sul prototipo

Riconoscimento e punti di vista

La costanza dell’oggetto

• Nonostante le immagini retiniche cambiano in continuazione per forma, grandezza e intensità luminosa, la percezione dell’ambiente rimane stabile

• Invarianza e stabilità

• La costanza dell’oggetto è essenziale perché vi sia la percezione, ciò permette di riconoscere un oggetto

• Da qualsiasi prospettiva Il nostro sistema percettivo è esperto nel distinguere i cambiamenti causati dalla variazione del punto di osservazione da quelli che dipendono da qualità intrinseche agli oggetti stessi

La Categorizzazione

• Fenomeno per cui di fronte ad una variazione continua di una dimensione o di una proprietà fisica dello stimolo, l’osservatore percepisce regioni discontinue o discrete e discriminazione tra oggetti relativamente simili sul piano fisico ma che vengono distinti in base a caratteristiche cognitive.

Riconoscimento: l’informazione viene confrontata con il contenuto della nostra memoria

• Come avviene questo confronto?

• Diverse teorie:

- Teoria delle sagome

- Teoria delle analisi delle caratteristiche

- Teoria della descrizione strutturale

- Teoria del prototipo

Modello di confronto template

• Come vengono identificati gli stimoli ambientali con qualcosa di già noto per l’individuo?

Sagoma-template

• La lettera» A»

Tratti distintivi

L’elaborazione bottom-up:Teoria delle caratteristiche distintive• Le persone riconoscono i pattern basandosi sulle caratteristiche

percettive individuali di base.

• Tutti gli stimoli percettivi sono caratterizzati da attributi distintivi e separabili di base caratteristiche

• Indizi che permettono di distinguere un oggetto da un altro

Teoria delle sagome

• La rappresentazione percettiva è confrontata con le tracce conservate in memoria, ciascuna delle quali rappresenta in una forma schematica esatta (una sagoma) un oggetto noto all’osservatore.

• Tanto più lo stimolo corrisponde alla sagoma in memoria tanto più rapida e accurata è l’identificazione.

Quanti templates?

Teoria delle sagome:critiche• Le lettere hanno in comune molte caratteristiche critiche, quindi è

molto difficile discriminarle.

P R

Teoria delle analisi delle caratteristiche

• Feature analysis

Uno stimolo viene riconosciuto in base all’analisi e al confronto basato sulle sue caratteristiche e proprietà che lo distinguono.

Com’è possibile che oggetti diversi, composti dalle stelle caratteristiche, siano riconosciuti come diversi?

Teoria delle caratteristiche distintive

• Gli osservatori compiono errori!

• Non tutte le caratteristiche sono egualmente riconoscibili

Caratteristiche globali e locali

• Scene composte da un numero illimitato di caratteristiche

Teoria delle caratteristiche distintive

• Dal globale al locale…

• Navon (1977, 1922)

• Le figure di Navon

Teoria delle caratteristiche distintive

Dal globale al locale…

• Navon (1977, 1922) le caratteristiche di basso livello non influenzano il giudizio complessivo; per accedere alle caratteristiche locali bisogna ignorare quelle globali.

• Le caratteristiche globali vengono elaborate per prime.

Teoria del riconoscimento attraverso componentiLa teoria suggerisce che un oggetto viene identificato come una identità grazie ai suoi contorni.

La descrizione dell’oggetto è basata sulle sue componenti e sulla loro relazione spaziale.

Teoria del riconoscimento attraverso componenti (RBC)

La teoria delle caratteristiche distintive si focalizza sul modo in cui gli esseri umani riescono a riconoscere i pattern facendo attenzione alle caratteristiche di basso livello degli oggetti.

• Teoria recognition by components di Biederman, 1987 processo di riconoscimento di oggetti tridimensionali attraverso l’identificazione delle caratteristiche fondamentali.

I geoni - Irving Biederman (1990)

- Riconoscimento degli oggetti

• Un oggetto risulta definito dalla peculiare combinazione dei geoni che lo costituiscono e dalle loro reciproche relazioni spaziali

• Modello basato sulla descrizione strutturale

• RBC: recognition by components

Modello di Biederman

• PNA: proprietà non accidentali altamente diagnostiche della presenza di una certa struttura

I geoni

• Processo analitico che dalle parti risale al tutto

• Qualunque oggetto può essere descritto come un particolare configurazione di un numero limitato di parti

• Alfabeto percettivo: solidi geometrici

• Geoni sono le forme elementari che consentono il riconoscimento

I geoni forniscono la base della percezione degli oggetti.

Teoria dell’identificazione per componenti: geoni/relazioni esistenti tra essi

Teoria dell’integrazione delle caratteristiche(Treisman and Gelade, 1992)

• Individuazione delle caratteristiche primarie

Non richiede risorse attentive

• Integrazione delle caratteristiche

Processo controllato dall’attenzione

Pandemonium di Selfridge

• Neuroni specializzati nell’analisi delle caratteristiche

• Organizzazione gerarchica

Modello di Marr

• Modello basato sulle descrizioni strutturali delle parti dell’oggetto(Rappresentazione dei contorni / frequenze spaziali Integrazione di tali contorni con le informazioni sulla profondità Descrizione della struttura tridimensionale)

• La rappresentazione a due dimensioni è dipendente dal punto di vista dell’osservatore

• La descrizione 3D è invece indipendente

Riesenhuber and Poggio, 2000

Teoria del prototipo

• Non esiste una copia perfetta di un oggetto….

• Media?

• Immaginate un cane…

Teoria del Prototipo

Teoria del prototipo

• L’utilizzo di prototipi per riconoscere un pattern non richiede una sovrapposizione perfetta fra l’oggetti e il prototipo, né l’immagazzinamento preventivo di tutte le prospettive.

• sovrapposizione di tutte le caratteristiche centrali

• In questo modo, un pattern basati su un prototipo può identificare lo stesso oggetto a prescindere dalle specifiche prospettive

• Prototipo & Design

La costanza dell’oggetto

Livelli di categorizzazione

Teoria del prototipo: validità ecologica(Neisser, 1976)Il mondo reale….

Elaborazione top-down

• La percezione umana non si basa solamente sui dati sensoriali in entrata (elaborazione bottom-up), ma è anche il risultato di aspettative e fattori contestuali (elaborazione top-down).

Elaborazione top-down

• Tantissime caratteristiche riconoscimento di pattern in una frazione di secondo!

Topics della lezione precedente

• Cosa significa percepire?

• Come funziona?

• Teorie della percezione

• Processi bottom-up e processi top-down

Overview: Lezione IV

• La mente e gli artefatti

• Oggetti, artefatti e strumenti

• La percezione

• Ergonomia cognitiva: la percezione e

l’esempio dei siti web

La mente e gli artefatti

• Cos’è un artefatto? […]

Alla base della progettazione e costruzione di oggetti c’è la necessità di soddisfare i bisogni.

Il progettista deve avere ben chiaro un modello dell’essere umano e delle sue esigenze.

Design centrato sulle persone

« Progettare per le persone »

ossia realizzare prodotti, ambienti e servizi, capaci di offrire benessere psico-fisico agli individui garantendo

al tempo stesso elevati livelli di prestazione.

• User-Centered Design (UCD)

la pratica di progettare prodotti che possano essere utilizzati dagli utenti per gli obiettivi e l’uso richiesti, con la massima efficienza, la massima soddisfazione e il minimo stress fisico e mentale (Rubin, 1994)

L’individuo - utente è il centro di interesse e obiettivo specifico dell’intervento ergonomico

Bisogni e design

• Gli artefatti soddisfano molti bisogni primari;

• Gli artefatti possono soddisfare contemporaneamente più bisogni di livello differenziale;

• Un oggetto può caricarsi, nel corso del suo sviluppo storico, di bisogni nuovi

La determinazione dei bisogni

• Chiedere al cliente

• Cosa va migliorato o cambiato?

Il progettista ha il compito di capire qual è il bisogno/problema e risolverlo.

Il compito del buon designer è andare in certi casi oltre ciò che un committente pensa sia il problema reale, e stabilire se le cause dell’insoddisfazione stanno altrove attraverso un’attenta osservazione della situazione, del comportamento del cliente e degli utenti, dell’esperienza passata.

Escalation e regressione = tendenze

Escalation tendenza ad allargare il raggio di considerazione di un problema

Regressione tendenza ad approfondire un problema in maniera eccessiva

Eccesso nel design = artefatto troppo disegnato

L’iperprogettazione di un artefatto

Il buon design = minimizzare il conflitto tra i bisogni

Oggetti, artefatti e strumenti

Oggetti naturali Oggetti d’uso

Non è un artefatto E’ un artefatto

Mezzo primario di

Strumentalità

Oggetti come strumenti

Uno strumento per essere tale deve avere una funzione

Ogni oggetto è costruito con lo scopo di apportare qualche cambiamento nell’ambente

La costruzione dell’oggetti e delle forme nella percezione… La percezione è un complesso processo di ricezione di dati sensoriali, di trasformazione, ricostruzione, completamento, combinazione (Arnheim 1969; Kanizsa 1980).

Un oggetto è un’identità fisica indipendente dall’osservatore, le cui proprietà vengono solo in parte colte dai nostri sensi.

Realismo ingenuo

Comprendere come gli individui percepiscono e si rappresentano qualcosa è rilevante per capire come essi si comporteranno nei confronti di quell’oggetto.

Nel caso di costruzioni architettoniche o di artefatti la divergenza tra reale e percepito coinvolge ovviamente anche gli aspetti funzionali.

Due tipi di discrepanze….

Si percepisce ciò che non c’è

Non si percepisce ciò che c’è

Variazioni interpretative

• Le nostre percezioni possono essere ambigue

Rapporto figura/sfondo

La costruzione fenomenica degli oggetti

Proprietà gestaltiche degli oggetti

Quali sono i fattori che determinano l’organizzazione degli stimoli in unità percettive?

I principi dell’organizzazione percettiva….

Categorie e tipi di oggetti

• Prototipi

Conoscere gli oggetti significa poterli inserirli in diverse categorie

Le categorie in cui un oggetto appartiene stanno in diverse relazioni gerarchiche tra di loro.

Un oggetto può essere dunque definito come un insieme di categorie che definiscono le sue proprietà essenziali.

• Un pastore tedesco può essere definito come un caso particolare della categoria “cani”, la quale a sua volta è un elemento dell’insieme superiore “mammiferi” ed infine dell’insieme degli “animali”.

• Eleanor Rosch (1973; Rosch et al. 1978)

Il prototipo

• Man mano che la forma di una sedia si allontana dal suo prototipo orginale, ad un certo punto avremo l’impressione che l’oggetto non è più una “sedia atipica”, quanto piuttosto una “poltrona atipica”.

Prospettiva e riconoscibilità degli oggetti

Ogni oggetto ha una sua propria “prospettiva canonica”, ovvero un punto di vista da cui viene riconosciuto con la massima facilità e rapidità. La prospettiva canonica di un oggetto, si suppone, è quella che permette più rapidamente di discernere le proprietà dell’oggetto e di distinguerlo da altri oggetti più o meno simili.

• La facilità di riconoscimento di un oggetto da angolature inusuali dipende anche dal grado di familiarità con l’oggetto stesso.

Le parti di un oggetto

• La percezione delle parti di un oggetto è un processo automatico e non arbitrario.

• L’esperienza e la conoscenza di un oggetto non sembrano essere determinanti per la nostra capacità di suddividere in parti un oggetto. Anche un’entità mai incontrata prima d’ora viene facilmente percepita come composta di parti definite, e non aribitrarie o variabili da persona a persona.

L’algebra o grammatica delle forme

L’idea di una grammatica in grado di descrivere e generare le rappresentazioni prodotte da architetti e designer è stata sviluppata sin dall’inizio degli anni ’70 con lo scopo di indagare i principi “algebrici” elementari alla base della creazione di forme.

Possiamo individuare tre scopi nello sviluppo di una grammatica delle forme.

In primo luogo essa svolgerebbe una funzione semplificante e sistematizzante, con cui gli oggetti della realtà percepita verrebbero schematizzati in forme elementare e regole limitate di combinazion

Un secondo scopo consiste nella sistematizzazione della forma degli artefatti, in particolare architettonici, così come si sono sviluppati storicamente nelle differenti culture: in questo caso è meglio parlare di “grammatica”, piuttosto che di algebra, delle forme esistenti, perché non ha solo lo scopo di generare forme possibile, ma deve anche discriminare tra forme “valide” e “non valide”.

Un terzo e ultimo scopo, più teorico, è mostrare che anche la percezione umana funziona secondo queste regole. È un’idea ches’ispira alle teorie sulla grammatica del linguaggio, in particolare a quelle di Chomsky, secondo cui la produttività infinita di una lingua (possiamo creare un numero di frasi e testi illimitato) è fondata su un numero definito di elementi base e regole di combinazione e trasformazione. Quest’idea era già stata proposta da studiosi della percezione visiva (Marr 1982, Marr e Nishihara 1978, Biederman 1987) che hanno sviluppato delle teorie sui componenti fondamentali della percezione delle forme. In queste teorie le forme vengono concepite come composte da un vocabolario finito di figure base

Trasformazioni conservative e non conservative • Le operazioni su oggetti e forme possono essere suddivise in due tipi

generali di trasformazioni, quelle conservative e quelle non conservative. Una trasformazione conservativa è quella che, applicata ad un oggetto o una forma, non ne modifica la natura essenziale. Pitturando una villa di un colore nuovo, ad esempio, otteniamo alla fine sempre una villa. Una trasformazione non conservativa cambia o fa perdere l’identità dell’oggetto iniziale: un triangolo in cui viene “aperto” un vertice e poi viene posto un segmento per chiudere la figura non è più un triangolo, ma un quadrilatero.

Ergonomia cognitiva: la percezione e

l’esempio dei siti web

La progettazione di interfacce uomo-computer

• La progettazione dell'interfaccia più rivoluzionaria della breve storia del computer derivava diversi principi dalla psicologia cognitiva (Bewley, Roberts, Schroit, Verplank, 1983): si trattava dell' interfaccia della Xerox 8010 Star, che poi divenne l'interfaccia di Apple Lisa ed infine Apple Macintosh.

Percezione visiva: forma, colore e leggi della gestalt

Percezione della forma:

Frequenza spaziale = la variazione periodica e regolare nello spazio del livello di luminanza presente in uno stimolo; le frequenze spaziali si misurano in cicli per grado di angolo visivo (c/g). Un ciclo è dato dall’alternanza di una regione a luminanza minore con una a luminanza maggiore. Le frequenze basse definiscono i contorni e la forma globale, quelle alte i dettagli

Contrasto = rapporto tra la differenza fra la massima e la minima intensità delle barre e la somma delle stesse. Se il contrasto si colloca al di sotto di un certo valore, definito soglia della visibilità, le barre non sono più visibili per l’occhio umano ed il reticolo appare all’osservatore come una configurazione a luminosità omogenea ed uniforme; il reciproco della soglia rappresenta la sensibilità al contrasto.

ERGONOMIA COGNITIVA

Percezione Visiva: Frequenze Spaziali e Contrasto

Segregazione Figura/ Sfondo: Dal momento che gli oggetti vengono delineati in base al contrasto posso dar risalto a certe immagini grafiche aumentando la differenza figura-sfondo

ERGONOMIA COGNITIVA

The ergonomic view

Leggi della Gestalt nel web

• RAGGRUPPAMENTO

• il principio di prossimità = dal momento che gli elementi vicini tendono ad essere percepiti come parte di un unità, è importante raggruppare gli elementi concettualmente simili distanziandoli da quelli dissimili (questo facilita sia la scansione ottica della pagina sia la reperibilità delle informazioni importanti)

• il principio della similitudine = dal momento che gli elementi simili tendono ad essere raggruppati assieme, sarebbe importante raggruppare le informazioni correlate attraverso l’uso di colori e/o simboli simili.

ERGONOMIA COGNITIVA

Principio di prossimità - principio della similitudine

ERGONOMIA COGNITIVA

Percezione del colore

Lunghezza d’onda (400-700 nm) e recettori (coni)

• Blu = 400-450 nm

• Verde = 500-550 nm

• Rosso = 650-700 nm

ERGONOMIA COGNITIVA

Percezione visiva e siti web: il colore

I colori e le variazioni di colore dovrebbero essere utilizzate per comunicare e per facilitare la navigazione, il reperimento delle informazioni, aumentare la leggibilità, evidenziare, ottenere uniformità o difformità informativa, cercare le associazioni emotive…

Di solito in una composizione tipo web non dovrebbero esserci più di 4 o 5 colori. Se il sito è per un’azienda occorrerà ovviamente privilegiare quelli aziendali del logo.

ERGONOMIA COGNITIVA

Il significato dei colori: significato culturaleERGONOMIA COGNITIVA

ROSSO – stimolante. Associato ad aggressività, rabbia, vitalità, passione e amore.

ARANCIONE – energetico, trasmette senso di calore ed ottimismo

MARRONE – è un arancione scurito. Si associa ad un senso di stabilità (terra).

GIALLO – energetico, trasmette buon umore ed allegria.

VERDE – rilassante per la vista, trasmette senso di tranquillità e si connette all’idea di natura e di speranza (primavera)

VIOLA – trasmette senso di regalità, misticismo, solitudine e tristezza e decadenza.

NERO – molte connotazioni negative: lutto, morte, ignoto, odio. Anche colore associato all’eleganza.

GRIGIO – trasmette senso di calma, conservatorismo, ma anche passività e noia.

BIANCO – rappresenta la luce, la purezza, il bene, la pace, l’ordine e la pulizia. Nei paesi asiatici è il colore del lutto a simboleggiare un nuovo inizio.

Rendere accessibile e “vedibile” il sito anche per ipovedenti e “daltonici” (palette RGB)

ERGONOMIA COGNITIVA

Rendere accessibile e “vedibile” il sito anche per ipovedenti e “daltonici” (palette RGB)

Normal Protanopia Deutanopia Tritanoptia

255 255 255 255 250 250 255 232 239 244 240 255

255 255 051 255 233 117 255 213 148 255 229 243

255 204 051 236 212 053 255 200 087 255 191 202

255 153 000 200 179 023 223 170 000 255 148 156

255 102 204 130 160 246 160 159 195 248 121 129

255 051 000 154 139 035 174 134 000 255 051 049

204 051 102 112 115 135 133 111 095 202 061 063

153 051 204 000 122 246 000 115 194 136 093 100

102 255 051 250 224 042 255 207 124 146 237 255

102 204 000 202 181 000 224 172 046 130 190 205

051 153 000 149 134 000 165 134 000 081 143 154

ERGONOMIA COGNITIVA

Percezione visiva e siti web: tessitura e colore dello sfondo

• Sfondo e scrittura (Hill & Scharf, 1999)

Compito: ricercare parole target (quadrato, cerchio, ecc. ) scritte in nero su sfondi che variavano per:

• Colore:

• Saturazione tessitura: chiara vs. scura

• Tipologia tessitura:

• Plain = tinta unita

• Small = ad elementi piccoli

• Medium = ad elementi medi

• Large = ad elementi grandi

ERGONOMIA COGNITIVA

Sfondo e scrittura (Hill & Scharf, 1999)ERGONOMIA COGNITIVA

Da evitare

- Uso contemporaneo di colori saturi all’estremo dello spettro (rosso-blù)

- Uso del blu per le scritte importanti (acuità visiva inferiore rispetto a rosso e verde)

- Colori con stesso grado di luminanza (= poco contrasto)

- Colori come rosso e verde (1. Problemi di daltonismo; 2. Problemi di contrasto)

- Sfondi con tessitura variabile

ERGONOMIA COGNITIVA

E’ bene

- Usare pochi colori contemporaneamente

- Associare in modo costante ai colori i diversi significati

- Usare lo stesso colore per raggruppare oggetti simili

- Usare colori brillanti e saturi (che catturano attenzione e sono meglio percepiti)

- Tenere conto della differente valenza dei colori caldi e freddi. I primi (percepiti come “sporgenti”) evocano: urgenza, necessità di risposta, vicinanza

- Per i link usare mapping classico: link bluastri che diventano violacei o rossi dopo cliccati

ERGONOMIA COGNITIVA

Carattere e lettura

TIPO DI CARATTERE E LETTURA

Tutti gli studi confermano che l’aumento della grandezza del carattere si associa a tempi di lettura più rapidi (soprattutto per anziani e bambini)

Anche il tipo di carattere ha un effetto importante…

mentre la presenza di serif facilita la lettura su carta, rallenta quella su schermo (comunque più “affaticante”)

sono quindi da preferirsi fonts semplici e stilizzati (prevalentemente sans serif), come ad esempio il Verdana o il Georgia = (screen-font per Microsoft).

se si utilizzano caratteri grandi (dal 14 in poi) l’uso dei serif non rallenta la prestazione

gli stili calligrafici sono piacevoli ed originali ma rallentano molto la velocità di lettura

sono inoltre da preferire i fonts con spaziatura intercarattere proporzionale (Arial) rispetto a quelli con spaziatura fissa (Courier)

ERGONOMIA COGNITIVA

Serif (grazie)

ERGONOMIA COGNITIVA