Thách thức về Thị giác và Nhận thức Thị giác

5f851bc6836925ead7cefcefd51d592c
Nghe có vẻ đơn giản quá; đón nhận một chút ánh sáng và biến nó thành sự hiểu biết về thế giới xung quanh bạn – tất cả chúng ta đều làm điều đó hàng ngày; Tuy nhiên, không có một máy tính nào trên trái đất, bất kể mạnh đến mức nào, có thể bắt chước kỳ tích của tầm nhìn ở bất kỳ mức độ thực tế nào.
Tầm nhìn đòi hỏi chúng ta phải tách tiền cảnh ra khỏi hậu cảnh, nhận ra các đối tượng được nhìn từ một phạm vi định hướng không gian đáng kinh ngạc và diễn giải chính xác các dấu hiệu không gian (hoặc rủi ro đi vào cửa hơn là đi qua chúng).

Nhận thức thị giác – Con mắt

Thị giác bắt đầu ở mắt nhận các đầu vào, dưới dạng ánh sáng, và kết thúc trong não, nơi giải thích các đầu vào đó và cung cấp cho chúng ta thông tin chúng ta cần từ dữ liệu chúng ta nhận được. Các thành phần của mắt được hình dưới đây.

5f851bc6836925ead7cefcefd51d592c
Tác giả / Đơn vị giữ bản quyền: Viện Mắt Quốc gia. Điều khoản bản quyền và giấy phép: Miền công cộng.

Mắt tập trung ánh sáng vào võng mạc. Trong võng mạc có một lớp tế bào cảm thụ ánh sáng (tiếp nhận ánh sáng) được thiết kế để thay đổi ánh sáng thành một chuỗi tín hiệu điện hóa để truyền đến não. Có hai loại tế bào cảm quang – hình que và hình nón.

Các que có xu hướng được tìm thấy ở các vùng ngoại vi của võng mạc và được thiết kế để phản ứng với mức độ ánh sáng thấp. Chúng chịu trách nhiệm về tầm nhìn ban đêm của chúng ta và do vị trí của chúng trên võng mạc – bạn có thể cải thiện tầm nhìn ban đêm của mình bằng cách học cách tập trung nhẹ vào phía bên của bất cứ thứ gì bạn đang nhìn; cho phép ánh sáng tiếp cận thành công nhất các tế bào hình que.

Tế bào hình nón được tìm thấy ở hố mắt (trung tâm của võng mạc); các tế bào hình nón xử lý các tác vụ thị lực cao như đọc và nhìn màu . Tế bào hình nón phản ứng với ánh sáng đỏ, xanh lục hoặc xanh lam và bằng cách kết hợp các tín hiệu từ ba thụ thể này, chúng ta có thể cảm nhận được đầy đủ các màu sắc.

Khi ánh sáng đã được các thụ thể quang xử lý, một tín hiệu điện hóa sau đó sẽ được truyền qua một mạng lưới các tế bào thần kinh đến các tế bào hạch trở lại võng mạc. Các tế bào thần kinh được thiết kế để giúp phát hiện sự tương phản trong một hình ảnh (chẳng hạn như bóng hoặc các cạnh) và các tế bào hạch ghi lại điều này (và các thông tin khác) và truyền tín hiệu điện hóa đã được sửa đổi, thông qua dây thần kinh thị giác, đến não.

Marcus Tullius Cicero, nhà hùng biện người La Mã, cho biết; “Khuôn mặt là hình ảnh của tâm trí với đôi mắt là thông dịch viên của nó”. Trên thực tế, đôi mắt chỉ đơn giản là bước đầu tiên để diễn giải cho trí óc – bộ não là phần thiết yếu thứ hai của quá trình này.

Nhận thức thị giác – Bộ não

Nhận thức thị giác diễn ra trong vỏ não và tín hiệu điện hóa truyền qua dây thần kinh thị giác và qua đồi thị (một vùng khác của não) đến vỏ não. Ngoài tín hiệu chính được gửi đến vỏ não – dây thần kinh thị giác truyền dữ liệu bổ sung đến hai khu vực khác của não.

Đầu tiên là tiền bảo vệ kiểm soát đồng tử và cho phép điều chỉnh kích thước đồng tử dựa trên cường độ ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy. Đó là lý do tại sao đồng tử của bạn co lại trong ánh sáng mặt trời và mở rộng trong bóng tối.

Thứ hai là colliculus cao cấp. Phần não này điều khiển chuyển động của mắt thực ra không trơn tru mà là một chuỗi các bước nhảy ngắn. Những bước nhảy này được gọi là saccades. Lý do mà mắt nhảy thay vì chuyển động theo một hành động mượt mà là một hành động mượt mà sẽ tạo ra nhòe chuyển động (giống như cách mà một bức ảnh chụp phơi sáng lâu có thể được sử dụng để tạo ra nhòe chuyển động) – các bước nhảy cho phép “thiết lập lại” của điều kiện thông tin và loại bỏ mờ đó.

Trong đồi thị, các hình chiếu từ võng mạc được xử lý trong nhân tạo hình bên. Điều này tách các kết quả đầu ra khỏi võng mạc thành hai luồng. Luồng đầu tiên xử lý màu sắc và cấu trúc tốt trong đầu ra và luồng kia xử lý độ tương phản và chuyển động được cảm nhận.

Dòng đầu tiên sau đó được gửi đến vỏ não thị giác, được hình dưới đây, đến một khu vực được gọi là vỏ não thị giác chính hoặc V1. V1 có một loạt các ô có công việc là tính toán vị trí của các đối tượng trong không gian so với chúng ta. Tín hiệu nhận được được ánh xạ trên bản đồ 2-D để xác định vị trí tổng thể của các đối tượng và sau đó chiều thứ ba được thêm vào khi bản đồ từ mỗi mắt được so sánh với mắt kia. Nói tóm lại, họ tính toán độ sâu bằng cách tam giác mọi điểm trong hình ảnh.

d10370a51bdbf86416ae72a07c1cf276
Tác giả / Người giữ bản quyền: Selket. Điều khoản bản quyền và giấy phép: CC BY-SA 3.0

Năm 1981, David Hubel và Torsten Wiesel, đoạt giải Nobel vì đã chứng minh rằng một cột tế bào định hướng bên trong V1 cho phép não xác định các cạnh của vật thể bằng cách tập trung vào định hướng không gian của các vật thể trong hình ảnh mà não nhận được.

Có những khu vực khác của vỏ não trung tâm giúp xử lý hình ảnh thêm; V2, V3 và V4. V2 giúp chúng ta kiểm soát nhận thức màu sắc của mình bằng cách giúp chúng ta tách màu của một đối tượng khỏi màu của ánh sáng xung quanh – điều thú vị là màu mà chúng ta cảm nhận một đối tượng khi quá trình này hoàn tất thường là màu mà chúng ta mong đợi để cảm nhận đối tượng. Điều này gợi ý rằng vùng V2 không chỉ xử lý xử lý màu mà còn so sánh màu của hình ảnh được xử lý với ký ức của chúng ta về các ví dụ trước đây về một đối tượng thuộc loại đó .

V3 và V4 xử lý nhận dạng khuôn mặt và vật thể và thường làm rất tốt điều này – mặc dù chúng có thể bị “chơi khăm” bằng ảo ảnh quang học.

Tất cả dữ liệu từ tất cả các khu vực này của não sau đó được kết hợp lặp đi lặp lại trong suốt cả ngày để giúp chúng ta hiểu được những gì chúng ta nhìn thấy.

Nhận thức trực quan – Yêu cầu của hệ thống

Nó không được hiểu rõ ràng chỉ có bao nhiêu dữ liệu mà hệ thống nhận thức thị giác trong con người xử lý. Chúng ta biết rằng khả năng lưu trữ của bộ não con người là rất lớn, mặc dù mạng lưới các nơ-ron chỉ có khoảng một nghìn tỷ nơ-ron, mỗi nơ-ron có khả năng kết hợp với các nơ-ron khác để lưu trữ song song nhiều thông tin hơn là chúng có thể nối tiếp.

Gần như chắc chắn có những “thủ thuật” hóa học mà não bộ sử dụng để giảm lượng dữ liệu so với việc nói rằng dữ liệu được xử lý bởi một máy ảnh hoạt động ở cùng tốc độ (như mắt và não) nhưng những thủ thuật đó là gì – chúng ta vẫn chưa hoàn toàn hiểu.

Người ta ước tính rằng 70% tất cả dữ liệu chúng tôi xử lý là trực quan nhưng một lần nữa đây không phải là “sự thật khó” mà dựa trên sự hiểu biết của chúng tôi về cách thức hoạt động của dữ liệu trong hệ thống máy tính.

Những thách thức liên quan đến nhận thức thị giác

Trong khi tầm nhìn xa và tầm nhìn ngắn đều có thể được coi là những thách thức liên quan đến nhận thức thị giác; chúng thường dễ dàng sửa chữa bằng kính và không phải là mối quan tâm lớn đối với các nhà thiết kế trong bất kỳ lĩnh vực nào. Hai thách thức phổ biến nhất mà các nhà thiết kế có thể phải đối mặt là căng thẳng thị giác và mù màu.

Căng thẳng thị giác

Căng thẳng thị giác là một hiện tượng đặc biệt ảnh hưởng đến một tỷ lệ phần trăm dân số nhỏ, nhưng đáng kể. Khi các họa tiết sọc (khoảng 3 chu kỳ mỗi độ) được hiển thị ở tốc độ nhấp nháy khoảng 20 Hz (chu kỳ mỗi giây), chúng có thể gây ra co giật ở những người dễ bị căng thẳng thị giác.

Quay trở lại năm 1997, một mạng truyền hình Nhật Bản đã rút phích cắm của một chương trình truyền hình gây căng thẳng thị giác cho hơn 700 trẻ em. Nó gây ra co giật và trong trường hợp nghiêm trọng – nôn ra máu.

Căng thẳng thị giác đôi khi được gọi là “chứng động kinh do mô hình gây ra” và trong khi đây là biểu hiện nghiêm trọng nhất của căng thẳng thị giác; Cần lưu ý rằng căng thẳng thị giác có thể được gây ra ở mức độ nhẹ hơn bởi các họa tiết sọc ở hầu hết mọi người.

Ngay cả văn bản bình thường (được sắp xếp theo các sọc ngang) cũng có thể gây ra sự cố cho một số người và có thể một số phông chữ nhất định làm trầm trọng thêm vấn đề. Trong trường hợp này, căng thẳng thị giác có thể làm sai lệch bản in và gây ra cảm giác mệt mỏi nhanh chóng khi đọc. Ở một số khía cạnh, ảnh hưởng của căng thẳng thị giác rất giống với cách chứng khó đọc nhìn thấy bản in, như hình dưới đây.

5f3ff8e1a370a12c9ae35ec1aa365623
Tác giả / Người giữ bản quyền: Willard5. Điều khoản bản quyền và giấy phép: Miền công cộng.

Mù màu

Bệnh mù màu bị dán nhãn sai. Đó không phải là mù mà là do thiếu thị lực màu. Đó là không có khả năng (hoặc đôi khi giảm khả năng) để nhìn thấy một số màu nhất định, hoặc cảm nhận sự tương phản màu sắc trong ánh sáng bình thường.

Vì một số lý do mà đàn ông bị mù màu thường xuyên hơn phụ nữ. Cứ 12 nam thì có 1 người bị mù màu so với 1 trong 200 nữ. Bệnh mù màu bình thường có tính chất di truyền và tính trạng này được di truyền từ mẹ nhưng trong một số trường hợp, nó có thể do bệnh tật hoặc lão hóa gây ra.

Dạng mù màu phổ biến nhất là mù màu đỏ / xanh lá cây – điều này không có nghĩa là người đó không thể nhìn thấy màu đỏ hoặc xanh lá cây mà họ nhầm lẫn giữa các màu có một số yếu tố đỏ hoặc xanh lá cây bên trong chúng. Có một số dạng mù màu khác ít phổ biến hơn cũng ảnh hưởng đến sự kết hợp các màu sắc khác nhau. Có nhiều xét nghiệm cho bệnh mù màu (một số trong hình bên dưới) nhưng tình trạng này không nên tự chẩn đoán mà nên do bác sĩ nhãn khoa hoặc chuyên gia y tế chẩn đoán ..

cc7e137618e1bd2ea44e8e6b29bbbaea

Tác giả / Người giữ bản quyền: Eddau. Điều khoản bản quyền và giấy phép: CC BY-SA 3.0

Nhận thức

Các nhà thiết kế nên biết về căng thẳng thị giác và mù màu và lý tưởng nhất là kiểm tra thiết kế của họ với những người được biết là mắc các tình trạng này để đảm bảo rằng các hiệu ứng được tắt hoặc loại bỏ hoàn toàn.

Mang đi:

Thị giác của con người phức tạp và mạnh mẽ hơn bất kỳ máy tính nào hiện nay. Quá trình tín hiệu (dưới dạng ánh sáng) được truyền qua võng mạc của mắt và sau đó được xử lý trong não rất phức tạp và vẫn chưa được hiểu hoàn toàn.

Các nhà thiết kế cần lưu ý rằng có những lỗi xử lý thường gặp và đặc biệt là phải lưu ý về hiện tượng căng thẳng thị giác và mù màu để họ có thể điều chỉnh thiết kế của mình nhằm giảm thiểu tác động của những lỗi này.

Start typing and press Enter to search

Shopping Cart