Streven. Vlaamse editie. Jaargang 57

[p. 712]

Kijken en zien op het eerste gezicht
De psychologie van de waarneming nader bekeken
Johan Wagemans

Kijken en zien zijn activiteiten die we bijna allemaal, vrijwel vanaf de geboorte, zonder problemen kunnen en ook onafgebroken doen gedurende vele uren van de vele dagen van ons leven. De enige problemen die sommige mensen hebben, lijken van zuiver lichamelijke aard (blindheid, bijziendheid, kleurenblindheid, enz.). Op het eerste gezicht kan het dan ook eigenaardig lijken dat er binnen de psychologie heel wat onderzoek wordt gedaan en er veel theorieën worden geformuleerd over de waarneming in het algemeen en de visuele waarneming in het bijzonder. Bij nader toezien is dit niet zo verwonderlijk. Kijken en zien zijn misschien wel kinderspel; verklaren hoe het allemaal precies gebeurt, zeker niet.

Natuurlijk is het proces van de visuele waarneming geïncorporeerd in een systeem dat anatomisch en fysiologisch beschreven kan worden. Er is het oog met de pupil, het netvlies, de lens, enzovoort. Er is ook het zenuwstelsel met de cellen die instaan voor het ‘opvangen’ van de lichtstralen (de zogenaamde ‘receptoren’), de cellen en verbindingen die instaan voor het doorsturen van de impulsen naar de hersenen, en de hersenen zelf met verschillende delen die instaan voor de verwerking van telkens een ander aspect van de binnenkomende prikkels, b.v. kleur, vorm, beweging, enzovoort. Maar de werking van dit systeem kan ook op een andere manier bestudeerd worden. Men kan het proces b.v. opvatten als informatieverwerking, waarbij de binnenkomende lichtstralen informatie bevatten die naar een centrale verwerkingseenheid gebracht wordt, om daar geïnterpreteerd te worden. Tussen ‘input’ (het licht) en ‘output’ (de interpretatie van wat gezien wordt) hebben er dan heel wat verwerkingsprocessen plaatsgevonden, die in zekere zin psychologisch zijn.

Een eerste voorbeeld van een typisch psychologisch proces betreft de herkenning. Om een voorwerp te herkennen, moet men ergens in het geheugen een beeld hebben opgeslagen van hoe het object eruit ziet. Een beeld dat

[p. 713]

men dan moet vergelijken met het verwerkte netvliesbeeld. Vandaar het onderscheid tussen kijken en zien. Men kan in principe ergens naar kijken zonder te zien wat het is. Men kan b.v. kijken naar de sterrenhemel met onder andere de poolster, zonder te zien dat het de poolster is. Dat dit niet enkel een woordenspel is, blijkt uit het feit dat het gedrag afhankelijk is van de manier waarop men de visuele informatie verwerkt. Als men b.v. 's nachts verdwaald is en men slaat zijn ogen uit wanhoop (of misschien juist uit hoop) op ten hemel, dan zal het ‘kijken’ naar de poolster niet helpen om zich te oriënteren. Om te weten in welke richting men moet gaan, moet men ook de poolster herkennen (b.v. op basis van de helderheid). Een ander voorbeeld is het sturen van de oogbewegingen. Dit is geen toevalsproces waarbij her en der een deeltje van het gezichtsveld ‘afgetast’ wordt. De zogenaamde ‘scanning’ is ten dele afhankelijk van wat de waarnemer interessant vindt om nader te bekijken; ook wordt de aandacht soms automatisch getrokken (b.v. door een heel snel bewegend voorwerp).

Bij nader toezien zitten er dus heel wat psychologische aspecten in het proces van kijken en zien: geheugen, interpretatie, informatieverwerking, interesse, aandacht, enzovoort. De tak van de psychologie die deze processen bestudeert, is de waarnemings- of perceptiepsychologie. Die kan verder onderverdeeld worden naargelang de waarnemingsmodaliteit die onderzocht wordt: de visuele (het gezicht), de auditieve (het gehoor), de haptische (de tast), de olfactieve (de reuk) en de gustatorische (de smaak). De psychologische verklaringen die hieronder worden beschreven, gaan in strikte zin slechts over de visuele waarnemingsmodaliteit. Meestal wordt echter verondersteld dat ze ook opgaan voor de andere zintuiglijke systemen.

Gedurende de eerste decennia van de wetenschappelijke psychologie (1870-1950) werd er wel veel onderzoek verricht over de waarneming, maar dit gebeurde allemaal min of meer binnen een zelfde denkkader. Natuurlijk waren er wel wat controverses tussen de theorieën, b.v. over de vraag hoe belangrijk elementaire bouwstenen (zoals punten, lijnen en dergelijke) zijn. De zogenaamde ‘elementaristen’ beweerden dat het geheel (de waarneming van een volledig object, b.v. een rode driehoek) tot stand komt door combinatie van verschillende elementaire kenmerken (b.v. kleur en vorm, deze laatste opgebouwd door combinatie van verschillende lijntjes onder bepaalde hoeken). De zogenaamde ‘Gestaltpsychologie’ beweerde dat het geheel (de ‘Gestalt’) meer is dan de som van de delen en dat globale aspecten van de input soms eerder worden verwerkt dan lokale elementen (geen strikt sequentiële opbouw van deel naar geheel).

Toch deden zich pas vrij recent grote verschuivingen voor in de waarnemingspsychologie die uitmondden in erg tegenstrijdige benaderingen van

[p. 714]

het probleem van kijken en zien. Men kan de diverse theorieën in drie grote groepen onderbrengen: de cognitieve, de ecologische en de computationele benadering van de perceptie. Hoewel elk van deze drie stromingen tot op vandaag veel aanhangers kent en geen van de drie ook maar enigszins achterhaald of weerlegd is door één van de andere, is de volgorde waarin ze worden besproken toch enigszins chronologisch. De cognitieve benadering van de perceptie is eigenlijk een logische voortzetting van de oudste theorieën, die reeds op het einde van de 19e eeuw geïntroduceerd werden. De ecologische benadering is recent ontstaan uit het werk van één man, James Gibson¹. De computationele benadering is ook zeer recent en hangt, zoals de benaming doet vermoeden, samen met de opkomst van de computer als metafoor voor het menselijk informatieverwerkingssysteem.

1 J.J. Gibson, The Ecological Approach to Visual Perception, Houghton Mifflin, Boston, 1979.

De cognitieve benadering van de perceptie

Wat onder deze hoofding wordt besproken, is eigenlijk een heterogene verzameling van modellen en theorieën. Toch is er een gemeenschappelijke basisidee: waarneming is een complex proces waarbij de input serieus verwerkt, bewerkt en verrijkt moet worden voor men tot een zinvolle output kan komen. De visuele waarneming levert informatie over objecten, scènes en gebeurtenissen in een driedimensionele wereld op basis van een snelle opeenvolging van verschillende netvliesbeelden (‘snapshots’), die tweedimensioneel zijn en bovendien nog omgekeerd op het netvlies worden geprojecteerd. Tussen input en output moet de waarnemer zelf dus heel wat kennis en kunde aandragen om b.v. de derde dimensie (de diepte) toe te voegen of om b.v. de onderscheiden beelden te integreren in een continu percept. De cognitieve perceptiepsycholoog is in feite vooral geïnteresseerd in de bijdrage van de waarnemer zelf aan het waarnemingsproces: de invloed van het geheugen, de rol van verwachtingen, van redeneerprocessen en van algemene en specifieke voorkennis.

Een fenomeen dat in die termen verklaard wordt, is de zogenaamde grootteconstantie, het verschijnsel dat eenzelfde object op verschillende afstanden van het oog wel aanleiding geeft tot verschillende beeldgroottes op het netvlies, maar toch niet als krimpend of groeiend waargenomen wordt. Dit komt, zo beweren de cognitivisten, omdat de waarnemer op basis van bepaalde ‘cues’ over de afstand (b.v. door perspectief of door het kleine verschil tussen de netvliesbeelden in de beide ogen) kan ‘berekenen’ hoe groot het voorwerp echt is. Dit is als het ware een ‘vraagstukje’ dat door de waar-

[p. 715]

nemer onbewust ‘opgelost’ wordt, waarbij een bepaalde grootte in het netvliesbeeld en een bepaalde afstand tussen het object en het oog gegeven zijn en de ware grootte van het voorwerp gezocht moet worden. Bovendien kan de kennis van het object ook helpen. Als men op basis van bepaalde typische kenmerken (b.v. een krullende slurf) kan uitmaken dat het voorwerp in het beeld zeker een olifant moet zijn, dan zal men ook weten hoe groot het ongeveer is. Meer nog, men zal dan ook weten dat het niet kleiner is dan een ander voorwerp dat op het netvlies nochtans veel groter geprojecteerd is (denk b.v. aan een muis op de voorgrond en een olifant op de achtergrond in een scène).

Sommige theorieën gaan hierin heel ver en beschouwen de waarneming als een soort probleemoplossing of hypothesetoetsing. Gegeven een bepaald element in het beeld (b.v. een rechte hoek), formuleert de waarnemer snel en onbewust een hypothese over wat het voorwerp kan zijn (b.v. een stoel) en probeert dan het beeld van het voorwerp dat in het geheugen opgeslagen zit, in overeenstemming te brengen met het beeld op het netvlies (de zogenaamde ‘matching’). Als dit dan niet klopt (b.v. de rugleuning blijkt niet aanwezig te zijn in het beeld), dan moet men weer een nieuwe hypothese genereren (b.v. tafel), die opnieuw toetsen, en zo verder tot de goede oplossing wordt gevonden en het voorwerp dus herkend is. De cognitieve waarnemingspsychologen gaan, met andere woorden, op zoek naar de logica van de perceptie².

Typisch voor deze benadering is dat men meestal onderzoek doet met erg eenvoudig stimulusmateriaal (b.v. lijntekeningen) dat tevens in erg beperkte omstandigheden wordt aangeboden. De apparatuur die ontwikkeld werd, heeft meestal als bedoeling de input sterk te beperken, om daardoor de bijdrage van de waarnemer zelf, waarvoor men vanuit de theorie het meest belangstelling heeft, duidelijker naar voren te laten treden. Men werkt b.v. heel vaak met een tachistoscoop (een toestel waarmee men een bepaald beeld heel kort, vaak slechts honderdsten van een seconde, kan aanbieden), een reductiescherm (waarmee men het gezichtsveld kan beperken), een hoofd- en kinsteun (waarmee men hoofdbewegingen kan verhinderen), enzovoort. Een ander stokpaardje van de cognitieve perceptietheorieën betreft de zogenaamde visuele illusies. Dit zijn fenomenen waarbij het percept niet met de werkelijkheid overeenkomt. Men vindt die visuele illusies bijzonder interessant, omdat de bijdrage van de waarnemer zelf hierbij heel sterk op de voorgrond treedt. Heel bekend zijn de Müller-Lyer illusie (zie figuur 1.1) en de Ponzo-illusie (zie figuur 1.2): A wordt meestal als korter

2 I. Rock, The Logic of Perception, MIT Press, Cambridge, 1983.

[p. 716]

Figuur 1.1: De Müller-Lyer illusie

[p. 717]

Figuur 1.2: De Ponzo illusie
De cognitieve waarnemingspsychologen verklaren het feit dat A als korter gezien wordt dan B door een soort automatische dieptetoevoeging (figuren 1.1 & 1.2).

[p. 718]

gezien dan B, hoewel ze in feite even lang zijn. Men brengt dit soms in verband met het feit dat ons visueel systeem steeds onbewust een soort diepte toevoegt aan een patroon, uit pure gewoonte eigenlijk (zie de foto's in figuur 1.1 en 1.2). Dat de waarneming soms faalt, is volgens de cognitieve psychologie heel normaal omdat de bijdrage van de waarnemer zelf zo groot is. Er wordt bij de waarneming heel wat gevergd van de kennis en het redeneervermogen en dat kan soms wel wat te veel gevraagd zijn, zeker als de input danig verarmd is.

De ecologische benadering van de perceptie

Tot voor kort was de cognitieve benadering zowat de enige ruim verspreide. Volgens James Gibson is die benadering alleen relevant voor de verklaring van enkele curiosa uit het laboratorium, maar zeker niet voor het alledaags proces van de waarneming waarbij mens of dier zich aan zijn omgeving aanpast. Wat elke perceptietheorie zou moeten verklaren, is niet waarom het af en toe mis kan gaan, maar wel hoe het komt dat de waarneming meestal een voldoende basis is voor adaptief gedrag. Het feit dat waarneming onproblematisch kinderspel lijkt, wijst er immers op dat het meestal goed gaat.

In normale omstandigheden beschikt de waarnemer over veel meer informatie dan door de cognitieve perceptiepsychologie wordt verondersteld. Een object komt immers meestal niet in isolatie voor maar in de context van een scène, waarbij b.v. de grond, dit is het oppervlak waarop de voorwerpen zich bevinden, door zijn textuur (b.v. tegels of zandkorrels) informatie verschaft over de afstanden en de relatieve groottes van de voorwerpen. Een bewegende waarnemer krijgt b.v. informatie over de posities van voorwerpen doordat er in het beeld continu veranderingen optreden. Ondanks deze veranderingen blijven sommige aspecten toch onveranderd en deze zogenaamde ‘invarianten’ kunnen belangrijke informatie verschaffen³. Als men auto rijdt, ziet men in zijn nabije gezichtsveld (b.v. de autoweg naast de auto) een stroom van elementen in de tegenovergestelde richting bewegen. De richting van deze stroom (optic flow genoemd, zie figuur 2) geeft informatie over de eigen bewegingsrichting. De relatieve snelheid van deze stroom geeft informatie over de afstanden van de voorwerpen (heel nabij is de beweging veel groter dan veraf). Het punt in het gezichtsveld waar geen beweging is, geeft informatie over de positie waarnaar men zich beweegt. De expansieratio van het gezichtsveld geeft informatie over

3 J. Wagemans, Een inleiding tot de directe perceptietheorie, in Psychologica Belgica, 26, 1986, pp. 77-98.

[p. 719]

de snelheid waarmee men een bepaald voorwerp nadert. Het feit dat ook lagere diersoorten van dit soort informatie gebruik maken (b.v. vogels die vanop grote hoogte naar vis duiken, apen die van de ene tak naar de andere slingeren), doet vermoeden dat hiervoor geen geavanceerde kennis nodig is of ingewikkelde redeneringen hoeven gemaakt te worden, maar dat ons perceptueel systeem, in de loop van zijn evolutie, een speciale gevoeligheid voor dit soort informatie heeft ontwikkeld. Op basis van dit soort vaststellingen komt Gibson tot de conclusie dat de waarneming niet moet worden opgevat als een proces waarbij de arme informatie verrijkt moet worden (door kennis, geheugeninformatie en redenering), maar als het direct opnemen (direct pick-up) van de informatie die rijkelijk aanwezig is voor een waarnemer die zich beweegt in zijn normale omgeving.

Figuur 2: Een voorbeeld van ‘optic flow’, veroorzaakt door de beweging van de waarnemer zelf, i.c. een piloot bij het landen van een vliegtuig.

De taak die de ecologische benadering zich dan ook stelt, is in de eerste plaats te onderzoeken welke informatie beschikbaar is voor een bepaalde taak. Dit vereist dan wel dat men de informatie niet in enge zin opvat als een lichtstraal die via de lens aanleiding geeft tot een puntige en momentane prikkel op het netvlies, maar in ruime zin als een complex optisch veld van

[p. 720]

weerkaatst licht met in elkaar geneste stralenbundels. In zo'n optisch veld zit b.v. informatie over randen van objecten, over het soort oppervlak van een voorwerp (b.v. ‘zwart’ wil zeggen dat het oppervlak veel licht absorbeert), over bewegende voorwerpen (dit geeft aanleiding tot samen bewegende stralenbundels), enzovoort. De studie van dit complex informatieveld wordt ecologische optica genoemd. De term ‘ecologisch’ wijst erop dat het niet gaat om de enge fysische notie van licht (als een straal of een golf). maar om de bron van informatie over de omgeving.

Het onderzoek dat binnen deze ecologische benadering verricht werd over de waarneming van menselijke bewegingsvormen, kan misschien verduidelijken hoe belangrijk het onderscheid tussen statische, eenvoudige informatie en dynamische, zogenaamd complexe informatie wel is. Een in het zwart geklede acteur met enkele lichtpuntjes bevestigd aan de belangrijkste gewrichten (nek, schouders, ellebogen, polsen, heup, knieën en enkels) werd in het duister gefilmd. Zolang die acteur stationair blijft, ziet men niets anders dan een toevallige verzameling stippen. Wanneer hij echter beweegt (wandelt, fietst of danst), dan wordt onmiddellijk duidelijk dat de stippen aan een menselijk lichaam vastzitten en ook welke bewegingen gemaakt worden. Hoewel de wiskundige beschrijving van de betreffende bewegingspatronen enorm complex is, lijkt het toch dat soort informatie te zijn dat door het menselijk waarnemingssysteem gebruikt wordt. Wat complex is voor een wiskundige, kan heel eenvoudig zijn voor het perceptueel systeem. Hoe gevoelig dit systeem wel is voor zelfs subtiele verschillen, blijkt uit het feit dat men b.v. zeer gemakkelijk het verschil ziet tussen een bewegende vrouw en man, dat men het gewicht van een getilde doos kan schatten op basis van enkel maar de bewegende lichtpuntjes op de gewrichten, en zelfs dat men het verschil ziet tussen het tillen van een echt zware doos en het doen alsof. Dit alles bewijst dat de afzonderlijke statische lichtpuntjes (de ‘informatie’ volgens sommige cognitieve psychologen) niet belangrijk zijn, maar wel de complexe relaties tussen de puntjes en de veranderingspatronen in heel het optisch veld.

Een belangrijke eigenschap van de ecologische benadering is ook dat men de waarneming bestudeert in functie van het gedrag. Wat men b.v. bij het bekijken van een tijger zal verwerken is afhankelijk van de situatie. Als men in het oerwoud wandelt en men hoort plots een ritseling achter zich, is het voldoende zich om te draaien, een beweging in zijn richting vast te stellen en te gaan vluchten. Of het een tijger is of een leeuw, een kleine of een grote, maakt dan eigenlijk niet veel uit. Als men daarentegen in de zoo wandelt, kan men rustig de tijd nemen om ook de vorm, de kleur, de grootte en dergelijke te bekijken.

[p. 721]

Zelfs objectherkenning wordt in de ecologische benadering anders opgevat dan in de cognitieve. De redenering dat een voorwerp herkend wordt door het verwerkte inputbeeld te vergelijken met een vroeger in het geheugen opgeslagen beeld, vindt men in de ecologische benadering onhoudbaar. Vaak kan men immers onmiddellijk zeggen of men iets al eerder gezien heeft of niet. Dit zou uitgesloten zijn als men het volledige geheugenbestand zou moeten aftasten. Volgens de ecologische benadering ziet men van een voorwerp eerst wat dit impliceert voor het gedrag. Men gaat van een stoel b.v. niet eerst, op basis van het netvliesbeeld, een soort weergave construeren van de vorm en vervolgens in een soort catalogus opzoeken met welke gekende vorm dit overeenkomt. Men ziet van een stoel onmiddellijk dat het iets is om op te zitten. Wat van een voorwerp direct gezien wordt, is de zogenaamde affordance (een neologisme door James Gibson geïntroduceerd), d.w.z. wat het aan de waarnemer verschaft of toelaat (b.v. de ‘siton-ability’, de ‘be-zit-baarheid’ van een stoel). Volgens de ecologische benadering is er hogere-orde informatie (zeer complexe ‘invarianten’) in het optisch veld aanwezig, die de implicaties van een object voor het gedrag specificeert. Dit is een heel andere benadering van objectherkenning die in andere theoretische stromingen vaak als heel gek wordt afgeschilderd. Dat ze misschien niet zo gek is, blijkt uit onderzoek over de waarneming van trappen door kleine kinderen. Die kiezen vrijwel allemaal de ideale trap overeenkomstig hun eigen beenlengte. Er is een duidelijke relatie tussen de tredehoogte en de kniehoogte, die de ‘be-klim-baarheid’ van een trap specificeert en die door ons perceptueel systeem gehaald wordt uit de informatie in het optisch veld.

De computationele benadering van de perceptie

Beide tot nu toe besproken benaderingen hebben stevige wortels in de psychologie. De cognitieve perceptietheorieën zijn zuiver psychologisch en de ecologische benadering is ontstaan uit het werk van een psycholoog, hoewel de implicaties ervan voor andere wetenschapsdomeinen zoals de filosofie (b.v. het lichaam-geest probleem, het dualisme in het westerse denken, empirisme-rationalisme), de biologie, de fysica (b.v. complexe dynamische systemen), enzovoort, steeds duidelijker worden. Bij de computationele benadering is het een beetje andersom gegaan. De stroming vindt duidelijk zijn oorsprong in de toegepaste wetenschappen en er werd pas later gekeken naar de psychologische consequenties. In de loop van de jaren '70 werd in ingenieurskringen (b.v. het ‘Massachusetts Institute of Technology’) hard

[p. 722]

gewerkt aan het uitdenken en bouwen van wat men kijkmachines kan noemen, robots met uitgebreide visie-mogelijkheden.

Vroeger (vanaf de jaren '50) trachtte men in de zogenaamde computer- of robotvisie de computer zoveel mogelijk kennis over specifieke objecten (b.v. blokken) mee te geven, zodat hij vanuit zijn modellen kon toetsen wat in het beeld aanwezig was (min of meer zoals de boven beschreven hypothesetoetsing). Men kwam echter al snel tot de vaststelling dat dit enkel werkte voor een zeer beperkte set van beelden (de zogenaamde blokkenwereld) en dan nog onder strikte omstandigheden van belichting, kijkhoek, enzovoort. Als men de robot in een iets minder beperkte omgeving wou laten opereren, liep alles fout. Steeds maar het geheugen uitbreiden om meer en meer objectmodellen te kunnen stockeren, zou duidelijk geen oplossing bieden. Daarom ging men in de jaren '70 uit van het omgekeerd standpunt. In plaats van te vertrekken van de kennis van specifieke objecten van waaruit dan, als het ware van bovenaf (‘top-down’), hypothesen gegenereerd werden over het beeld, trachtte men nu te vertrekken vanuit het beeld zelf (‘bottom-up’). Hoe ver kan men het beeld analyseren zonder dat men objectspecifieke kennis moet toevoegen? David Marr, een ingenieur met een opleiding in de anatomie en de fysiologie van het visueel systeem en met een ruime belangstelling voor psychologie, heeft de resultaten van het onderzoek met dat vertrekpunt samengebracht in zijn boek Vision⁴. Hij pleit er ook voor dat men bij het bouwen van een kijkmachine steeds het menselijk visueel systeem voor ogen moet houden. Dit systeem is immers het bestaansbewijs van een algemeen en flexibel werkende kijkmachine (‘nature's own perceiving machine’). Zelf heeft hij en zijn medewerkers er ook voortdurend op gewezen dat de programma's van de robot beschouwd kunnen worden als zeer specifieke en dus toetsbare modellen van de manier waarop mensen bepaalde perceptuele taken oplossen. Dat de computationele benadering van perceptie dan ook per definitie sterk interdisciplinair is, hoeft geen betoog⁵.

Bij de computationele benadering vertrekt men van de vragen: (1) welke informatie is beschikbaar?, (2) welke informatie zou nodig moeten zijn voor het oplossen van een bepaald perceptueel probleem?, en (3) hoe kan men in principe (2) afleiden uit (1)? Meestal komt men tot de vaststelling dat er inderdaad veel informatie aanwezig is in het beeld (zoals de ecologische benadering ook steeds beweert), maar slechts impliciet. Men zal die

4 D. Marr, Vision: A Computational Investigation into the Human Representation and Processing of Information, Freeman, San Francisco, 1982.

5 J. Wagemans, Modules in Vision: A Case Study of Interdisciplinarity in Cognitive Science, in Acta Psychologica, 67, 1988, pp. 59-93.

[p. 723]

informatie trapsgewijs moeten expliciteren. Er zijn m.a.w. meerdere tussenstappen nodig om van input naar output te geraken (zoals de cognitieve benadering ook steeds beweert). In zekere zin is de computationele benadering dus een soort synthese tussen beide andere. De algemene basisidee is dat het beeld bewerkt moet worden aan de hand van algoritmes. Dit zijn voorschriften (recepten) voor het in een bepaalde volgorde uitvoeren van bewerkingen met het oog op meer expliciete representaties. Kortom, het waarnemingsproces is een opeenvolging van computaties op representaties. Er zijn volgens Marr drie grote tussenstappen tussen beeld en percept (b.v. herkenning van een object). Ten eerste, een filtering van het beeld, zodat de kleine helderheidsovergangen (die vaak het gevolg zijn van irrelevante details, zoals de positie van de lichtbron ten opzichte van het voorwerp) eruit worden verwijderd en de grote helderheidsovergangen (die meestal overeenkomen met echte objectranden in de scène) sterker worden beklemtoond. De voorstelling van de belangrijkste helderheidsovergangen wordt primaire schets genoemd, omdat men op basis hiervan reeds min of meer de ruwe trekken van een object (namelijk de randen) kan bepalen.

Op basis van de relaties tussen de primitieve kenmerken in deze eerste representatie tracht men in de tweede fase de relatieve positie en oriëntatie van verschillende oppervlakken af te leiden. Dit gebeurt door verschillende algoritmes die onafhankelijk van elkaar en los van enige cognitieve kennis kunnen werken. Ze worden daarom ‘modules’ genoemd en ze hebben allemaal leuke namen, zoals vorm-uit-schaduwing, structuur-uit-beweging, vorm-uit-stereo, enzovoort, die erop wijzen dat aspecten van vorm uit verschillende informatiebronnen gehaald kunnen worden. De representatie waarin de resultaten uit deze zogenaamde ‘shape-from’ methoden worden samengebracht, wordt 2,5-D schets genoemd, omdat die reeds enige informatie over diepte bevat (dus meer dan tweedimensioneel), maar slechts vanuit het standpunt van de waarnemer (dus niet echt driedimensioneel).

De derde stap is dan het construeren van een echt 3-D objectmodel, op basis waarvan men kan trachten een overeenkomst te zoeken met in het geheugen opgeslagen objectmodellen. Dit is een waarnemeronafhankelijke voorstelling van de belangrijkste objectdelen door middel van cylinderachtige primitieve bouwstenen die uit de vorige representatie afgeleid worden op basis van b.v. de lengte-as of de symmetrie van een component. Deze voorstelling is bovendien hiërarchisch, zodat, afhankelijk van de vereisten van de taak, steeds meer en meer details expliciet gemaakt kunnen worden. Voor de herkenning van een menselijke figuur kan men in sommige gevallen volstaan met een zestal cylindertjes, terwijl b.v. voor het bepalen van het verschil

[p. 724]

tussen een bouwvakker en een violist al een heel nauwkeurige weergave van de verschillende vingerkootjes vereist is (zie figuur 3).

Figuur 3: Een voorbeeld van een hiërarchische objectvoorstelling, zoals die in de computationale benadering van objectherkenning gebruikt wordt. Van een mens kan men zowel de globale vorm als de details van arm en hand voorstellen.

Evaluatie en besluit

De perceptiepsychologie is de laatste decennia tot een echt levendige discipline uitgegroeid, waarin veel verschillende modellen, theorieën en benaderingen naast elkaar kunnen bestaan. De diversiteit van benaderingen wordt algemeen als een goede zaak beschouwd en als een teken van bloei. Een evaluatie maken in dit stadium van de evolutie is dan ook voorbarig en vrij subjectief.

De cognitieve benadering heeft als grote verdienste dat enorm veel detailonderzoek verricht is over het optreden van bepaalde fenomenen (zoals constanties en illusies) in nauwkeurig gecontroleerde omstandigheden. Dit biedt een ruime schat aan gegevens. Het grote nadeel is dat er zoveel theorietjes bestaan als onderzoekers. Dit schijnt op lange termijn weinig vruchtbaar te zijn.

De ecologische benadering heeft als grote verdienste dat men de onderliggende assumpties in de cognitieve traditie duidelijk aan het licht heeft gebracht (b.v. dualisme tussen waarnemer en omgeving) en dat men een volwaardig alternatief formuleert. Met name de veronderstelling dat de waarnemer in zijn normale omgeving over voldoende informatie beschikt, is verleidelijk. Bovendien wordt ook degelijk onderzoek verricht naar wat kan dienen als bron van informatie (b.v. ‘optic flow’, complexe bewegingspa-

[p. 725]

tronen). Het grote nadeel is dat men vaak stopt waar het voor de psycholoog juist interessant wordt. Als men heeft aangetoond dat bepaalde informatie aanwezig en bruikbaar is, moet men ook nog aantonen dat die inderdaad gebruikt wordt en liefst ook hoe. Een vage formulering zoals ‘direct pickup’ lijkt geen echt gedetailleerde verklaring.

De computationele benadering geeft wel een precieze uitwerking van de processen die instaan voor de verwerking van de beschikbare informatie. In die zin is zij een compromis tussen de twee andere benaderingen. Het feit dat (sommige van) deze algoritmes en representaties in werkende computers geïmplementeerd zijn, bewijst bovendien hun logische mogelijkheid. De psychologische realiteit is echter nog wat anders. Recent tracht men te testen of deze algoritmes en representaties ook door het menselijk perceptueel systeem worden gebruikt. De voorlopige conclusie van dit zeer boeiend en vaak spitsvondig onderzoek is dat ons waarnemingssysteem sommige van die processen inderdaad kan uitvoeren, maar het hoegenaamd niet altijd zo doet. De fysische beperkingen (‘constraints’) die in de computervisie algoritmisch gebruikt worden om de wiskundig ondergedetermineerde vergelijkingen op te lossen, kunnen door de menselijke kijkmachine blijkbaar vaak worden omzeild. Het menselijk perceptueel systeem lijkt in die zin meer op een biologische trucdoos dan op een geoliede industriële machine. Wanneer het door omstandigheden gedwongen wordt (b.v. door beperkte input), komt ons waarnemingssysteem altijd wel met een oplossing op de proppen. Er kunnen blijkbaar steeds alternatieve routes gevolgd worden op de weg van probleem (input-beeld) naar oplossing (output-percept). De flexibiliteit van de menselijke machine is veel groter dan men in de computationele benadering wil doen geloven. Kortom, hoewel kijken en zien op het eerste zicht kinderspel lijken, blijkt de psychologie van de waarneming bij nader toezien nog heel wat werk voor de boeg te hebben bij de verklaring ervan.