.










.
   

חקר התפיסה החזותית

ההיסטוריה של הענין שבני האדם גילו בתפיסה החזותית קדומה מאוד. כבר במאה החמישית לפניה"ס הפילוסופים והמלומדים סברו שהראייה היא החוש הנעלה ביותר משום שהיא המפתח להבנת הטבע ולפיענוח סודות היקום.

הפילוסופים של יוון ורומי העתיקה פיתחו את האופטיקה, תורת האור והראייה כאחד מענפי מדעי- הטבע החשובים. דמוקריטוס, אפיקורוס, אפלטון, אריסטו, אויקלידס, תלמי, וגלן העלו השערות מופלאות על הקשרים ההדדיים האפשריים בין העולם החיצוני לבין התמונה המצטיירת; עליו בתודעתנו.

בימי הביניים חקר תורת האור והראייה עבר לארצות האיסלם ופריצת הדרך התרחשה כאשר אלהאזן - אבי האופטיקה - מלומד פרסי, גדול המדענים של דורו - פרסם בשנת 1021 את יצירתו המונומנטלית, בת שבעה כרכים Kitab al-Manazir. "ספר האופטיקה" מדורג כאחת היצירות בעלות ההשפעה הגדולה ביותר על התפתחות הפיזיקה, שהחדירה את שיטת החקירה המדעית וחוללה מהפכה בתורת האור והראייה.

בתקופה העתיקה הראייה הוסברה על-ידי שתי תורות. האחת - שנתמכה על-ידי אויקלידס ותלמי - סברה שהראייה מתבצעת בעזרת קרני אור שנשלחות מהעיניים אל הסביבה. התורה השנייה - של אריסטו וחסידיו -טענה שצורות החפצים חודרות לתוך העין ויוצרות את הראייה. אלהאזן סירב לקבל את שני ההסברים משום שהם סתרו את ההגיון של התצפיות - כיצד ייתכן שהאור המוקרן מהעיניים מגיע לכוכבים הרחוקים באותה שנייה שבה פוקחים אותן ?- והציע הסבר משלו - על יסוד הוכחות פיזיקליות וגיאומטריות - לתהליך הראייה. הראייה מתממשת בזכות קרני אור שנשלחות מכל נקודה בסביבת הצופה אל עיניו.

אלהאזן טען שהראייה מתרחשת במוח ולא כפי שחשבו עד אז, בעיניים. הוא היה הראשון שציין שהראייה והתפיסה נבנות על התנסות אישית ולכן הן אינן אובייקטיביות. תורת אלהאזן הייתה מהפכנית כל-כך שהקהילייה המדעית התעלמה ממנה ורק במאה ה-1819 היא התגלתה מחדש.

בתקופת התחייה מדענים רבים - קפלר, ליאונרדו דה וינצי, דקרט, ניוטון ואחרים, מכל קשת המדעים, עסקו בחקר האופטיקה ובחידת התפיסה החזותית המיסתורית.

בתקופה המודרנית החוקר הבולט ביותר של תורת האופטיקה הוא Hermann von Helmholtz רופא ופיזיקאי גרמני דגול.

הלמהולץ יסד את המתמטיקה של העין, העלה תיאוריות על הראייה, על התפיסה החזותית של המרחב, על קליטת צבעים ותנועה ועל החישה והתפיסה של הצליל.

הלמהולץ בחן את התפקוד החזותי והגיע למסקנה שעל יסוד המידע הדל שחודר לעיניים צילום העולם החיצוני אינו אפשרי. מכך הוא הסיק שחייבת להתרחש מעין "unconscious inferences" התערבות בלתי-מודעת שבמהלכה המוח משלים, מתקן ומסדר את המידע החסר על יסוד ידע והתנסויות קודמות שקיימות בו. תמונת העולם ההגיונית והעקבית שמצטיירת בתודעתנו אינה השתקפות של המציאות האובייקטיבית הסובבת אותנו כי אם יצירה סובייקטיבית של מוחנו.

במחצית המאה ה- 19 הלמהולץ המציא מכשיר לבדיקה של פנים העין ששינה באורח מהפבני את רפואת העיניים. ספרו - Handbook of Physiological Optics - שבו הוא העלה תיאוריות אמפיריות על ראיית ותפיסת צבעים, תנועה ומרחב הפך לספר לימוד האופטיקה במהלך המחצית השנייה של המאה ה-19.

התחנה הבאה בתולדות האופטיקה מביאה אותנו לתורת הגשטלט Gestalt שקמה בגרמניה בראשית המאה ה-20. תורת הגשטלט טוענת שאנו תופסים את האוביקטים במרחב כתבנית, כשלמות מאורגנת ולא כאוסף של חלקים.

לפי תורה זו, התפיסה החזותית בנוייה על מספר עקרונות של ארגון laws of perceptual organization

עקרון הסגירות - closure - הנטייה לראות חלל התחום על ידי קווי מיתאר כצורה סגורה. גם כאשר קווי המיתאר לא שלמים הדמיון שלנו משלים את החסר ואנו תופסים תמונה של צורה סגורה.

עקרון הסמיכות - proximity - עצמים שנמצאים קרובים זה לזה נתפסים כקשורים זה בזה

עקרון ההמשכיות - continuity - פריטים שיוצרים צורה המשכית נתפסים כשייכים זה לזה.

עקרון הדמיון - similarity - פריטים דומים נתפסים כשייכים זה לזה

עקרון המרקם - texture - הנטייה לאגד פריטים בעלי מרקם זהה לקבוצה אחת

עקרון הפשטות - simplicity - הנטייה לאגד פריטים בדרך הפשוטה ביותר

עקרון הגורל המשותף - common fate - פריטים שנעים באותו כיוון נתפסים כמקובצים יחד

תרומה חשובה נוספת של תורת הגשטלט לפסיכולוגיה של התפיסה היא הרעיון שהתפיסה מתרחשת ב"שדות" שכוללות "דמות" - שמקבלת את מירב הקשב של הצופה - ו"רקע". דמות ורקע אינם יכולים להתקיים בנפרד, ללא הקונטרס שהם מעניקים זו לזה. הם מהווים שלמות אחת שהיא גדולה יותר מסכום חלקיה.

מדעני המחשב, הרובוטיקה והבינה המלאכותית החלו לגלות ענין, בשנות ה-70 בהענקת התפיסה החזותית למכונה.

מראשוני הגישה החישובית computational approach לתפיסה החזותית הוא המדען הבריטי David Marr. מר ראה את המוח כמחשב מורכב מאוד והציע דרכים להעתיק את התפיסה החזותית האנושית למכונה. הוא העלה שלושה שלבים לביצוע המטלה. התפיסה החזותית היא עיבוד מידע לכן השלב הראשון הוא זיהוי וניתוח המידע שיש לדלות מהתמונות שמגיעות לחוש הראייה. בשלב השני יש לבנות מודל מתמטי של הדרך בה המידע הזה יוחדר למכונה ולבסוף שלב היישום על חומרה מתאימה.

מערכת הראייה האנושית קולטת צבעים, אור, זויות הסתכלות שונות, ניגודים ועוד. היא ממלאת את מקומם של פרטים חסרים, מחדדת תמונה עמומה, מתקנת תמונה משובשת כל זאת על סמך היזכרות במידע ובהתנסויות קודמות שקיימות בזיכרון.

למרות המשאבים הכבירים שהושקעו בהכשרת המחשב, המכונה המשוכללת ביותר טרם הגיעה בכושר זיהוי - האם זה חתול או כלב, למשל - לרמת תפקוד של ילד צעיר.

 

.
ד"ר אילנה מודלינגר
Copyright ©
הבאפרקביתקודם