Текстура черный глянец: D1 82 d0 b5 d0 ba d1 81 d1 82 d1 83 d1 80 d0 b0 d1 87 d0 b5 d1 80 d0 bd d0 b0 d1 8f d0 bf d1 80 d0 be d1 84 d0 bb d0 b8 d1 81 d1 82 картинки, стоковые фото D1 82 d0 b5 d0 ba d1 81 d1 82 d1 83 d1 80 d0 b0 d1 87 d0 b5 d1 80 d0 bd d0 b0 d1 8f d0 bf d1 80 d0 be d1 84 d0 bb d0 b8 d1 81 d1 82

Есть потребность?
Получите лучшую цену

Текстурированный глянцевый салонный коврик | Eagle Mat

Шампунь из шкуры носорога ТОЛЬКО ЧЕРНЫЙ 2 ‘x 3’ x 1/2 «	73 доллара. 75	$ 72,78
Шампунь из шкуры носорога ТОЛЬКО ЧЕРНЫЙ 2 ‘x 3’ x 7/8 «	95,00	$ 93.10
Шкура носорога ТОЛЬКО ЧЕРНЫЙ Прямоугольник 3 ‘x 5’ x 1/2 «	185,00 $	$ 181,30
Шкура носорога ТОЛЬКО ЧЕРНЫЙ 3 ‘x 5’ x 1/2 «полукруг	185,00 $	$ 181,30
Шкура носорога ТОЛЬКО ЧЕРНЫЙ Прямоугольник 3 ‘x 5’ x 7/8 «	226 долларов.25	$ 221,73
Шкура носорога ТОЛЬКО ЧЕРНЫЙ 3 ‘x 5’ x 7/8 «полукруглый	$ 226,25	$ 221,73
Шкура носорога ТОЛЬКО ЧЕРНЫЙ Прямоугольник 4 ‘x 5’ x 1/2 «	250,00 $	245,00 $
Шкура носорога ТОЛЬКО ЧЕРНЫЙ 4 ‘x 5’ x 1/2 «полукруглый	250,00 $	245,00 $
Шкура носорога ТОЛЬКО ЧЕРНЫЙ Прямоугольник 4 ‘x 5’ x 7/8 «	320 долларов. 00	313,60 долл. США
Шкура носорога ТОЛЬКО ЧЕРНЫЙ 4 ‘x 5’ x 7/8 «полукруглый	320,00 $	313,60 долл. США
Шампунь из шкуры носорога ЦВЕТА 2 ‘x 3’ x 1/2 «	$ 73,13	$ 71.66
Шампунь из шкуры носорога ЦВЕТА 2 ‘x 3’ x 7/8 «	95,00	$ 93.10
ЦВЕТА Шкуры носорога Прямоугольник 3 x 5 x 1/2 дюйма	188 долларов.75	$ 184.98
ЦВЕТА Шкуры носорога 3 ‘x 5’ x 1/2 дюйма полукруг	$ 188,75	$ 184.98
ЦВЕТА Шкуры носорога Прямоугольник 3 ‘x 5’ x 7/8 «	$ 246,25	$ 241,33
ЦВЕТА Шкуры носорога 3 ‘x 5’ x 7/8 «полукруг	$ 246,25	$ 241,33
ЦВЕТА Шкуры носорога Прямоугольник 4 x 5 x 1/2 дюйма	252 доллара.50	$ 247,45
ЦВЕТА Шкуры носорога 4 ‘x 5’ x 1/2 дюйма полукруг	$ 252,50	$ 247,45
ЦВЕТА Шкуры носорога Прямоугольник 4 ‘x 5’ x 7/8 «	$ 327,50	$ 320. 95
ЦВЕТА Шкуры носорога 4 ‘x 5’ x 7/8 «Полукруглый	$ 327,50	$ 320.95

СОВМЕСТНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ БЛЕСКА И ПОВЕРХНОСТИ

Psychol Sci.Авторская рукопись; доступно в PMC 2009 9 мая.

Опубликован в окончательной отредактированной форме как:

PMCID: PMC2679902

NIHMSID: NIHMS87886

Yun-Xian Ho

¹ Департамент психологии Нью-Йоркского университета, Нью-Йоркский университет NY

Майкл С. Лэнди

¹ Департамент психологии Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, Нью-Йорк

² Центр неврологии Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, Нью-Йорк

Лоуренс Т.Мэлони

¹ Департамент психологии Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, Нью-Йорк

² Центр нейронных наук, Нью-Йоркский университет, Нью-Йорк, Нью-Йорк

¹ Департамент психологии Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк York, NY

² Центр нейронных наук, Нью-Йоркский университет, Нью-Йорк, Нью-Йорк

Abstract

Предыдущие исследования визуального восприятия материала поверхностей были сосредоточены в основном на гладких, матовых поверхностях, не обращая внимания на поверхности с ярко выраженной трехмерной (3D) текстурой или зеркальностью. Кроме того, исследования, как правило, сосредоточены на свойствах отдельных материалов без учета возможных взаимодействий. В этом исследовании мы использовали совместный план измерения, чтобы определить, как наблюдатели представляют воспринимаемую трехмерную текстуру («неровность») и зеркальность («глянцевитость»), и смоделировали, как каждое из этих двух свойств материала поверхности влияет на восприятие другого.Наблюдатели оценивали «неровность» и «блеск» поверхностей, которые различались как по текстуре, так и по зеркальности. Мы обнаружили, что простая аддитивная модель отражает визуальное восприятие текстуры и зеркальности и их взаимодействия. Мы количественно оцениваем, как изменения в каждом свойстве материала поверхности влияют на суждения о другом. Совместное измерение потенциально является мощным инструментом для анализа восприятия материала поверхности в реалистичных условиях.

Ключевые слова: восприятие материала, блеск, мезотекстура, совместное измерение

Поверхности можно анализировать во многих пространственных масштабах.Кендеринк и Ван Доорн (1996) разграничивают три различных диапазона шкалы восприятия свойств поверхности: мегамасштабов , мезомасштабов и микромасштабов . Мегамасштабные вариации определяются различиями в общей форме, например, сферической формой апельсина в. Мезомасштаб относится к свойствам апельсиновой корки, то есть неровной и неровной поверхности (мезотекстура) апельсина, который похож на лимон, но резко отличается от гладкого резинового шара.Вариации на микромасштабном уровне включают изменения в невидимой в противном случае структуре поверхности апельсиновой корки, которые приводят к ее глянцевому виду. Чтобы визуально идентифицировать апельсин, мы учитываем геометрию по всем трем шкалам. Определенные задачи восприятия, такие как отличить апельсин от оранжевого резинового шара, требуют способности обнаруживать различия в геометрии конструкции на мезо- и микромасштабе, то есть свойства материала. Суждения о поверхностном материале делаются часто и без усилий, но на удивление мало понимается, как визуальная система представляет материалы.

Пример типичного объекта (оранжевый), который имеет (а) мегамасштабные, (б) мезомасштабные и (в) микромасштабные свойства.

Одна из трудностей в изучении восприятия материала состоит в том, что свет сложным образом взаимодействует с поверхностями. Как следствие, визуальной системе может быть трудно оценить свойства материала поверхности независимо друг от друга, а также от геометрии освещения и просмотра. Нарушения «материального постоянства» были продемонстрированы для множества поверхностей, рассматриваемых при различных условиях освещения (Pont & te Pas, 2006). Визуальные оценки шероховатости, глянца и цвета не зависят от условий просмотра или других свойств поверхности (например, Billmeyer & O’Donnell, 1987; Ferwerda, Pellacini, & Greenberg, 2001; Fleming, Dror, & Adelson, 2003; Ho, Landy, & Maloney, 2006; Ho, Maloney, & Landy, 2007; Hunter & Harold, 1987; Pfund, 1930; Sève, 1993; Zaidi, 2001; хотя см. Obein, Knoblauch, & Viénot, 2004).

Предыдущая работа в области восприятия материала рассматривала одно воспринимаемое свойство поверхности за раз; однако большинство поверхностей обладают несколькими свойствами (например,g., блеск и мезотекстура апельсина,). Было бы полезно, если бы на оценку блеска не влияла мезоструктура поверхности и наоборот. Но подсказки к одному свойству поверхности (например, размер и положение зеркальных бликов) могут повлиять на визуальное суждение о другом свойстве (например, форме). Например, глянец может влиять на восприятие глобальной формы, делая поверхности более изогнутыми (Braje & Knill, 1994; Mingolla & Todd, 1986; Todd & Mingolla, 1983; Todd, Norman, Koenderink & Kappers, 1997) и делая выпуклыми. поверхности кажутся вогнутыми (Blake & Bülthoff, 1990, 1991; но также см. Nefs, Koenderink & Kappers, 2006).Точно так же было показано, что форма может влиять на оценку отражательной способности поверхности (Nishida & Shinya, 1998). Независимо от того, улучшает ли присутствие зеркальности восприятие формы, систематические модели искажений, создаваемые зеркальными бликами на поверхности, предоставляют значительный объем информации о кривизне трехмерной поверхности, и наблюдатели используют эту информацию для получения трехмерной формы (Флеминг, Торральба, И Адельсон, 2004; Норман, Тодд и Орбан, 2004).

иллюстрирует, как взаимодействуют воспринимаемый блеск и мезотекстура.имеет те же поверхности, что и с сильно уменьшенными зеркальными бликами. Поверхности выглядят менее глянцевыми, как и следовало ожидать, но и менее неровными. Это взаимодействие не является неожиданным, учитывая недавние исследования. Были разработаны методы успешного восстановления мезотекстуры по отражениям (Chen, Goesele, & Seidel, 2006; Wang & Dana, 2006). Это говорит о том, что зеркальное содержимое поверхности может давать четкие подсказки для локальной геометрии формы, то есть мезотекстуры. Эффект уменьшения зеркальности предполагает, что два свойства — блеск и мезотекстура — взаимодействуют в оценках глянцевитости и неровности.

Примеры реальных мезомасштабных текстур (а) с и (б) без бликов. Изображения малины без зеркальных бликов были созданы с использованием поляризационного фильтра, а изображение жабы было создано путем цифрового удаления бликов с помощью программного обеспечения Adobe Photoshop CS ™.

В этом исследовании мы преследуем две цели. Во-первых, мы хотим оценить шкалы восприятия для двух свойств материала, блеска и мезотекстуры. Во-вторых, мы хотим смоделировать и понять их очевидное взаимодействие.Мы используем особый метод, совместное измерение, которое позволяет нам достичь обеих целей с помощью одного экспериментального плана (Krantz, Luce, Suppes, & Tversky, 1971, Chaps. 6,7; Luce & Tukey, 1964; Roberts, 1979, Chap. 5). Мы продемонстрируем, что аддитивная модель совместных измерений в достаточной степени описывает психофизическое отображение каждого свойства во внутренней шкале блеска и неровности. Хотя это не первое исследование, в котором изучается масштабирование восприятия свойства материала (например, блеска), Ferwerda et al., 2001), это первое исследование, в котором одновременно оценивается масштабирование восприятия для каждого из двух свойств материала данной поверхности и предоставляется простая модель их взаимодействия.

Методы

Стимулы

Стимулы представляли собой трехмерные мезотекстурные поверхности, расположенные во фронтопараллельной плоскости в 70 см перед наблюдателем. Для удобства мы будем называть мезотекстуру используемых поверхностей «неровностями». Каждому стимулу был присвоен один из пяти возможных уровней неровности (мезотекстура) и один из пяти уровней глянца (зеркальное отражение) для всего 25 возможных поверхностей.Обозначим физическое значение глянца как g _i и неровности как b _j ( i , j = 1,2,…, 5).

Мы определили стимулы, используя декартову систему координат, оси x и y лежали внутри фронто-параллельной плоскости стимула. Ось z была параллельна лучу зрения наблюдателя. Четыреста точек в плоскости стимула, образующей квадратную сетку 20 × 20 см, дрожали в направлениях x и y случайными значениями в диапазоне более ± 0.2 см. Эллипсоиды (возможно, пересекающиеся) были центрированы в каждой из этих 400 точек с главными осями, параллельными осям x -, y — и z -. Радиусы в направлениях x и y составляли 1 см. Для текстуры поверхности с уровнем неровности b ^j радиусы эллипсоидов z были выбраны случайным образом из диапазона [0, b _j ], где b _j = ( j + 1) ² /10 см.

Значение блеска г _i использовалось для установки двух параметров, связанных с зеркальным отражением в модели отражения Уорда, реализованной программным обеспечением визуализации Radiance (Ward, 1994): параметр зеркального отражения ρ _s , который управляет долей падающего света, отражающегося от поверхности под углом, близким к углу падения, и параметром микрошероховатости α, который контролирует степень размытия зеркального лепестка. Уровень блеска г ₁ соответствовал матовой (ламбертовской) отражательной способности поверхности (т. Е. Ρ _s = 0, что делает α несущественным). Уровни блеска г ₂ – г ₅ соответствовали четырем логарифмически разнесенным уровням ρ _s в диапазоне от 0,007 до 0,053 и α в диапазоне от 0,178 до 0,032. Комбинация высокого значения ρ _s и низкого значения α дала поверхность с высоким блеском и резкими бликами, в то время как низкое значение ρ _s и высокое значение α давало поверхность с низким блеском. с размытыми бликами.Эти уровни блеска были выбраны таким образом, чтобы каждый уровень блеска был примерно одинаково отличим от следующего (см. Fleming et al., 2003; Pellacini, Ferwerda, & Greenberg, 2000). Диффузная составляющая (ρ _d ) или альбедо поверхности была зафиксирована на красном = 0,1, зеленом = 0,2 и синем = 0,1, что давало темно-зеленый цвет поверхности. Все поверхности были визуализированы с взаимными отражениями (до двух отскоков окружающей среды), а также с окклюзиями и виньетированием.

Каждая поверхность была визуализирована под прямоугольным источником света с размерами 92 × 52 см, расположенным выше и слева от наблюдателя.Эти параметры сцены и объекта предоставили наблюдателю несколько подсказок к блеску, включая цвет и форму зеркальных бликов. Каждый стимул воспроизводился с точки зрения правого и левого глаза и просматривался в бинокль, обеспечивая бинокулярное несоответствие глубины. Для каждой комбинации уровней блеска и неровности были сгенерированы четыре случайные поверхности, чтобы свести к минимуму вероятность использования наблюдателями идиосинкразических паттернов в распределении эллипсоидов для помощи в своих суждениях. показывает одну стереопару стимулов и весь набор стимулов, различающихся по физическому блеску и неровности.

(a) Пример стереопары стимула. Стимулы представляли собой зеленые участки на поверхности, состоящие из 20 × 20 пересекающихся эллипсоидов. В этом примере уровень физической неровности i = 3 и уровень глянца j = 2. Пары левого и правого изображений предназначены для перекрестного и неперекрещенного просмотра соответственно. (б) Один репрезентативный набор стимулов, показывающий все комбинации уровня блеска и неровности.

Аппарат

Мы представили левое и правое изображения в соответствующие глаза наблюдателя на двух 21-дюймовых изображениях.ЖК-мониторы Dell размещены слева и справа от наблюдателя и просматриваются через зеркальный стереоскоп. Справочные таблицы использовались для корректировки нелинейностей в реакциях пистолета и для выравнивания отображаемых значений на двух мониторах на основе измерений яркости, выполненных с помощью спектрометра Photo Research PR-650. Максимальная яркость любого экрана составила 114 кд / м ² . Стереоскоп находился в коробке со стороной 124 см. Лицевая сторона коробки отсутствовала, и именно там наблюдатель сидел, упершись подбородком / подголовником. Внутренняя часть коробки была покрыта черной флокированной бумагой (Edmund Scientific, Тонаванда, Нью-Йорк) для поглощения паразитного света. Наблюдателю были видны только раздражители на экранах мониторов. Корпуса мониторов и любые другие элементы помещения были скрыты за неотражающими стенками ограждающей коробки. Дополнительные световые перегородки были размещены возле лица наблюдателя, чтобы свет от экранов не попадал непосредственно в глаза наблюдателя. Оптическое расстояние от каждого глаза наблюдателя до соответствующего экрана компьютера составляло 70 см.Стимулы создавались на расстоянии 70 см перед наблюдателем, чтобы минимизировать любой конфликт между бинокулярным неравенством и аккомодацией. Глаза наблюдателя находились примерно на одной линии с центром просматриваемой сцены.

Программное обеспечение

Экспериментальное программное обеспечение было написано на языке программирования C. Мы использовали систему X Window версии 11R6 (Scheifler & Gettys, 1996), работающую под управлением Red Hat Fedora Core 2 для графического отображения. Компьютер представлял собой рабочую станцию ​​Dell Optiplex GX 270 с графической картой Matrox G450.Отрендеренная пара стереоизображений была представлена ​​триплетами RGB с плавающей запятой для каждого пикселя изображения. Эти триплеты были относительными значениями яркости каждого пикселя. Мы преобразовали выходные значения относительной яркости в 24-битные графические коды, исправляя нелинейность в ответах мониторов с помощью измеренных справочных таблиц для каждого монитора.

Процедура

Участвовали две группы наблюдателей: первая оценивала неровность (эксперимент 1), а вторая — глянцевитость (эксперимент 2).Все наблюдатели сначала участвовали в отборочном тесте, который состоял из двух заблокированных условий, в которых от них требовалось оценить неровность или глянец в пределах каждого заданного уровня блеска или неровности, соответственно. Мы выполнили скрининговый тест, чтобы убедиться, что наблюдатели могут упорядочить стимулы в виде неровностей для фиксированного блеска и наоборот. При этом мы проверили одно из необходимых условий аддитивного совместного представления — монотонность (Krantz et al., 1971, p. 249).

Во время каждого скринингового испытания наблюдатели последовательно просматривали две поверхности и определяли, какая из них выглядела более неровной или более глянцевой, в зависимости от состояния.В состоянии, в котором наблюдатели оценивали неровность, проверялись только сравнения между стимулами с одинаковым уровнем блеска, в результате чего в общей сложности было проведено 50 испытаний (одно испытание на сравнение). Точно так же оценки глянцевитости были сделаны только для пар стимулов, имеющих одинаковый уровень неровности.

В каждом испытании основного эксперимента наблюдатели просматривали одну из 325 возможных пар (включая самосравнения) 25 поверхностей в. Как и в отборочном тесте, задача наблюдателя заключалась в том, чтобы оценить, какая из двух поверхностей в каждом испытании выглядела более рельефной (эксперимент 1) или более глянцевой (эксперимент 2). Каждая пара была представлена ​​по ¹ раз.

Пробная последовательность проходила следующим образом: сначала на 200 мс была представлена ​​центральная точка фиксации. Затем первая поверхность была представлена ​​в течение 400 мс, за которым следует межстимульный интервал 200 мс (пустой кадр). Затем вторая поверхность была представлена ​​на 400 мс. Наблюдатель указал нажатием клавиши, будет ли первая или вторая поверхность более рельефной (или более глянцевой). Следующее испытание было начато сразу после получения ответа.

Наблюдатели

Всего в этом исследовании участвовало 12 наблюдателей (по шесть в экспериментах 1 и 2).Один дополнительный наблюдатель не прошел скрининговый тест (т.е. получил менее 90% правильных ответов) и был исключен из основного исследования. Все наблюдатели не знали о цели исследования и имели нормальное или скорректированное зрение.

Аддитивная объединенная модель измерения восприятия материала

Чтобы определить, могут ли наблюдатели игнорировать признаки блеска при оценке неровностей и наоборот, мы подгоняем аддитивную объединенную модель к нашим данным. Для модели предполагалось, что уровень физического блеска g _i и уровень неровности b _j поверхности s _ij по отдельности и аддитивно влияют на воспринимаемую неровность и блеск.Мы смоделировали воспринимаемую неровность BijA для аддитивной модели как сумму вкладов («сигналов») в неровность от физической неровности B ^b ( b _j ) и физического блеска B ^g ( g _i ),

BijA = Bg (gi) + Bb (bj) = Big + Bjb.

(1)

Воспринимаемый блеск моделировался аналогично:

GijA = Gg (gi) + Gb (bj) = Gig + Gjb.

(2)

Обратите внимание, что это не типичная модель взвешенной линейной комбинации сигналов, обычно обсуждаемая в литературе (например,г., Лэнди, Мэлони, Джонстон и Янг, 1995). Мы предполагаем только, что реплики объединяются аддитивно после того, как мы масштабируем их функциями B ^g (. ), B ^b (.) И G ^g (.), G ^b ( .).

Как написано, два уравнения моделируют взаимодействия путем аддитивного «загрязнения» оценки одного свойства сигналами для другого. Если два свойства поверхности не взаимодействуют, то BigandGjb должен быть равен нулю для всех i и j .При анализе данных мы также проверяем эту простую аддитивную модель на модели, которая допускает более сложные, неаддитивные взаимодействия между свойствами поверхности.

При сравнении неровностей поверхностей S _ij и S _kl , мы предполагаем, что наблюдатель формирует загрязненную шумом переменную решения,

Δ = BijA − BklA + ε, ε ~ Gaussian (0 , σ2)

(3)

и считаетurgace S _ij более резким именно тогда, когда Δ>> 0.Параметр σ представляет точность суждения наблюдателя.

Если мы одновременно масштабируем все значения BijA и σ на положительную константу или добавляем константу ко всем значениям BijA, это не повлияет на прогнозы модели. Для удобства мы закрепляем шкалы, задав B1b = B1g = 0, и масштабируем их так, чтобы σ = 1. Затем мы оцениваем оставшиеся 8 свободных параметров B2g,…, B5gandB2b,…, B5b, используя оценку максимального правдоподобия (Mood, Graybill, & Boes, 1974). Подходит аналогичная модель сравнения глянца.

Наша модель не делает никаких предположений о направлении эффекта реплики, т. Е. Увеличивает или уменьшает блеск неровности; предполагаемые параметры могут быть положительными или отрицательными. Действительно, в отличие от обычной аддитивной объединенной модели (Krantz et al., 1971, гл. 6) мы не заставляем B ^g (.), B ^b (.) И. G ^g (.), G ^b (.), Чтобы быть монотонными функциями.

Результаты

Суждения о неровности и блеске от двух типичных наблюдателей для 25 стимулов, используемых в экспериментах 1 и 2, соответственно, показаны на левой панели.Правые панели показывают прогнозируемые результаты идеального наблюдателя с суждениями о неровности и блеске, не загрязненными сигналами от несущественного свойства. Обратите внимание: хотя работа наблюдателей довольно близка к идеальной, есть очевидные отклонения. Мы оценили воспринимаемые параметры BijA неровности и блеска GijA по максимальному правдоподобию аддитивной модели для определения взаимосвязи (если таковая имеется) между блеском и мезотекстурой. показывает усредненные оценки параметров для всех наблюдателей в эксперименте 1 (верхняя панель) и 2 (нижняя панель).Оценки параметров для наблюдателей, показанных на рис. 4a и 4b, показаны светлыми кружками. Обратите внимание, что оценки параметров сначала были нормализованы до максимального значения Bjb (или Gig) для каждого наблюдателя, чтобы лучше всего проиллюстрировать относительную величину загрязнения реплики. Монотонно увеличивающаяся форма B ^b (.) Показывает, что воспринимаемая неровность увеличивается с увеличением уровня неровности. Точно так же воспринимаемый блеск увеличивается с увеличением уровня блеска. Это неудивительно, учитывая, что наблюдатели были проверены заранее, чтобы убедиться, что их порядок неровности и блеска был близок к достоверному. Что является удивительным, так это то, что функции воспринимаемой неровности и блеска были поразительно похожи для всех наблюдателей в каждом соответствующем эксперименте (данные не показаны, за исключением косвенных), что позволяет предположить, что наблюдатели использовали одну общую шкалу восприятия для неровности и одну для блеска в каждом эксперименте. . Функция B ^b (.) Увеличивается приблизительно линейно с увеличением уровня неровности, а G ^g (.) Имеет сигмоидальную форму. Таким образом, внутреннее масштабирование неровности и глянцевитости можно описать довольно простыми преобразованиями соответствующих физических свойств.

Результаты экспериментов 1 и 2. (a) Суждения о неровностях, сделанные одним типичным наблюдателем RK в эксперименте 1 (левая панель), и предсказанные суждения о неровностях, не затронутых изменениями физического блеска, для идеального наблюдателя (правая панель). Уровень серого в каждом квадрате матрицы представляет собой долю времени, в течение которой поверхность B воспринималась более неровной, чем поверхность A для каждого попарного сравнения. (b) Оценки глянцевитости, сделанные одним типичным наблюдателем FC в эксперименте 2 (левая панель), и предсказанные оценки глянцевитости без изменений физической неровности для идеального наблюдателя (правая панель).(c) Усредненные нормированные оценки параметров аддитивной модели для всех наблюдателей показаны для экспериментов 1 (верхняя панель) и 2 (нижняя панель). Оценки параметров для оценки неровности или глянцевитости в зависимости от уровня блеска — BigorGig, соответственно, — показаны серым, а в зависимости от уровня неровности — BjborGjb соответственно — показаны черным. Оценки параметров для наблюдателей RK и FC обозначены светлыми кружками на каждом соответствующем графике. Стандартные ошибки наблюдателей нанесены на график для каждого эксперимента (N = 6).

Прогнозы полной и аддитивной модели и остаточные различия для всех наблюдателей в экспериментах 1 и 2. (a) Оценки воспринимаемой неровности на основе соответствия полной (BijF, пунктирные кривые) и аддитивной (BijA, сплошные кривые) моделей нанесены на график следующим образом: функция уровня блеска с уровнем неровности в качестве параметра. Соответствующие остаточные различия BijA-BijF показаны в виде графиков в градациях серого в нижнем ряду. (b) Аналогичные графики воспринимаемых оценок блеска из полной (GijF, пунктирные кривые) и аддитивной (GijA, сплошные кривые) моделей в зависимости от уровня неровности с уровнем блеска в качестве параметра.И снова соответствующие остаточные разности GijA-GijF показаны в нижней строке. Существенные различия между аддитивной и независимой моделями посадки обозначены символом ♦. Существенные различия между полной и аддитивной моделями указаны символом ❖. (Примечание: остатки были вынуждены иметь среднее значение 0; аддитивный сдвиг значений шкалы оставляет прогнозы обеих моделей неизменными.)

Были ли суждения наблюдателей о неровности и блеске загрязнены признаками нерелевантного свойства? Очевидно, что все оценки параметров BjgandGib были больше нуля для i , j = 2,…, 5 для двух типичных наблюдателей, выделенных в.Мы проверили, имело ли место значительное искажение суждений о неровности изменением блеска и наоборот для всех наблюдателей, используя тест вложенных гипотез (Mood et al. , 1974, p. 440 ff.).

Для этого мы подобрали модель с независимыми свойствами , в которой эти несущественные для задачи вклады (BigandGjb) были зафиксированы на нуле. Таким образом, для воспринимаемой неровности модель независимых свойств имеет только четыре параметра (B2b, B3b, B4b и B5b), как и для модели глянца. Подгонки этих моделей с независимыми свойствами сравнивались с подгонками аддитивной модели с помощью того же теста отношения правдоподобия.Модель независимых свойств была отклонена для четырех из шести наблюдателей в обоих экспериментах 1 и 2 на уровне с поправкой Бонферрони (χ ² ≥ 0,089, p <0,008). Другими словами, большинство наблюдателей не могли игнорировать намёки на блеск при вынесении суждений о неровности, и точно так же не могли игнорировать признаки неровности при вынесении суждений о лоске. Увеличение глянца увеличивало воспринимаемую неровность в среднем для всех наблюдателей на целых 11% от диапазона уровней неровности, который мы использовали. Точно так же оценка глянца для поверхностей с более высоким уровнем неровности увеличилась на целых 27% от диапазона уровней глянца, используемого здесь.

Мы строим те же кривые, которые показаны в форме, обычно используемой при анализе дисперсии (верхние строки, сплошные линии) для всех наблюдателей в экспериментах 1 и 2, соответственно. Сплошные линии соответствуют аппроксимации аддитивной модели. Аддитивная модель заставляет эти контуры уровней быть параллельными. Четкое разделение контуров подтверждает, что воспринимаемая неровность увеличивалась с физической неровностью, а воспринимаемый блеск увеличивался с физическим блеском для всех наблюдателей (идентично верхним кривым на).Почти все наблюдатели заметили увеличение неровности с увеличением уровня блеска, о чем свидетельствует небольшая тенденция к повышению почти на всех контурах уровня неровности (). Точно так же большинство наблюдателей не могли игнорировать неровность при оценке глянцевитости (), хотя в этом случае тенденция была менее монотонной, снова подтверждая тенденцию, наблюдаемую в.

Затем мы проверили, может ли взаимодействие между неровностями и блеском в достаточной степени описываться простой аддитивной моделью «загрязнения», определенной в формуле.1 и уравнение. 2. Мы сравнили соответствие аддитивной модели и полной модели , которая допускает нелинейные взаимодействия между двумя сигналами. В полной модели мы моделируем воспринимаемую неровность BijF как неограниченное значение

и аналогично моделируем воспринимаемый блеск,

Как и раньше, мы предполагаем, что при сравнении воспринимаемой неровности поверхностей S _ij и S _kl , наблюдатель формирует загрязненную шумом переменную решения

Δ = BijA − BklA + ε, ε ~ Gaussian (0, σ2)

(6)

и оценивает поверхность S _ij как более рельефную. когда Δ> 0.Опять же, без ограничения общности, мы закрепляем шкалу, задав B11F = 0 и полагая σ = 1. Затем мы оцениваем оставшиеся 24 значения BijF. Аналогично подходим к суждениям о глянцевитости.

Полные оценки параметров модели BijFandGijF показаны пунктирными линиями соответственно. Мы выполнили тест вложенной гипотезы (Mood et al., 1974, стр. 440 и далее), чтобы определить, приводит ли полная модель к значительно лучшему соответствию данным выбора, чем более ограниченная аддитивная модель. Проверка вложенной гипотезы показала, что аддитивная модель работает так же хорошо, как и полная модель для пяти из шести наблюдателей в Эксперименте 1 и трех из шести наблюдателей в Эксперименте 2 на уровне с поправкой Бонферрони (χ ² ≥ 32.61, p <0,008). сообщает о логарифмической вероятности и соответствующих значениях p . Мы также регрессировали предсказания аддитивной модели по сравнению с предсказаниями полной модели. R ² значения варьировались от 0,97 до 0,99 (медиана 0,98) для шести наблюдателей в Эксперименте 1 и от 0,83 до 0,99 (медиана 0,96) для Эксперимента 2, предполагая, что предсказания аддитивной и полной модели были подобны. Наконец, мы вычислили остаточные различия между двумя моделями для обоих суждений (т.е., BijF-BijA и GijF-GijA), и нормализовали остатки для каждого субъекта, чтобы получить среднее значение 0. Графики нормализованных остатков в градациях серого показаны в нижних строках. Остаточные значения невелики и не демонстрируют очевидной общей закономерности. Таким образом, мы делаем вывод, что аддитивная модель подходит для моделирования данных.

Таблица 1

Сравнение моделей. Значения логарифма правдоподобия для различных моделей и p -значения для вложенных тестов гипотез для выбранных сравнений моделей. ( Полужирный шрифт обозначает p -значений, которые были значимыми на альфа-уровне с поправкой Бонферрони, 0.008.)

Модель / тест	Кол-во параметров	Наблюдатели
Эксперимент 1.		BM	Класс	NB ​​	RK	SG
I. Полная модель	24	−241,95	−182,05	−236,88	−230,77	−258,31	−370,78
II.Добавка	8	−248,857	−188,56	−254,30	−238,24	−267,17	−380,73
Модель
I vs. 0,671	0,004	0,528	0,340	0,225
III. Модель независимых свойств	4	−267,11	−239,92	−267.75	−250,06	−273,67	−385,27
II по сравнению с III	—	<0,0001	<0,0001	<0,000121	<0,000121	0,011	0,059
Эксперимент 2.		AT	FC	IZ	KK	LV	SF
								24	−337,27	−259,48	−277,45	−177,17	−479,28	−322,36
II. Присадка	8	−340,71	−273,73	−302,84	−250,38	−495,82	−337,49
Модель
I по сравнению с II	— 0,028	<0,0001	<0. 0001	0,007	0,017
III. Модель независимой собственности	4	−379.09	−335.90	−308.10	−278,37	−544,04	−343,08
II по сравнению с III	—		<0,0001	0,033	<0,0001	<0,0001	0. 024

Обсуждение

В этом исследовании мы использовали совместное измерение, чтобы получить шкалы для восприятия коррелятов двух свойств материала поверхности, блеска и неровности. Идеальный наблюдатель, оценивающий глянцевитость, должен игнорировать вариации текстуры поверхности, и наоборот. Напротив, люди-наблюдатели воспринимали физически более глянцевые поверхности как более неровные, а физически более рельефные — как более глянцевые, предполагая, что признаки мезомасштабных и микромасштабных свойств неразрывно связаны.Что касается оценочных шкал восприятия, мы обнаружили, что можем моделировать взаимодействие двух свойств как простое дополнительное «загрязнение» друг друга. Степень загрязнения, хотя и значительная, в среднем невелика для всех наблюдателей: около 11% для загрязнения неровностей блеском и 27% для загрязнения блеска неровностями по отношению к диапазону, производимому соответствующей репликой.

Чем можно объяснить эти взаимодействия? Двусмысленность барельефа (Belhumeur, Kriegman, & Yuille, 1999), возможно, способствовала наблюдаемым ошибочным оценкам неровности. Но наличие бинокулярного несоответствия должно было помочь наблюдателям преодолеть эту двусмысленность, а также сохранить постоянство блеска при вариациях мезотекстуры (Blake & Bülthoff, 1990, 1991; Norman et al., 2004). Что касается неверных оценок глянцевитости, предыдущие исследования восприятия глянца предполагают, что изменения в признаках глянца, таких как форма, размер и распределение бликов, влияют на суждения о глянцевитости (например, Beck & Prazdny, 1981; Berzhanskaya, Swaminathan, Beck , & Mingolla, 2005).Таким образом, возможно, что на суждения наблюдателей о глянцевитости поверхностей, использованных в этом исследовании, повлияли локальные изменения на каждой неровности поверхности, вызванные изменениями физической неровности.

Появляется все больше свидетельств того, что зрительная система человека использует простые статистические данные, основанные на изображениях, для оценки свойств материалов. Нишида и Шинья (1998) обнаружили, что визуальные оценки отражательной способности поверхности можно смоделировать с помощью алгоритма сопоставления гистограммы яркости. Точно так же Флеминг, Дрор и Адельсон (2003) обнаружили, что, хотя отдельные блики могут использоваться для различения матовых и глянцевых поверхностей, воспринимаемый блеск является функцией статистики реакции полосовых пространственных фильтров на изображение.Недавно Motoyoshi, Nishida, Sharan, & Adelson (2007) обнаружили, что визуальные оценки блеска хорошо коррелируют с перекосом распределения значений яркости и что изменение асимметрии распределения влияет на восприятие как светлоты, так и глянца поверхностей. Точно так же Ho et al. (2006; 2007) обнаружили, что на оценки шероховатости поверхности, сделанные наблюдателями, влияет статистика изображения, такая как доля пикселей в тени.

Суждения о глянцевитости, неровности и общей форме дают информацию о структурных свойствах апельсина в очень разных пространственных масштабах.Процедура совместного измерения, которую мы использовали здесь, позволила нам одновременно оценить соответствие между информацией в двух из этих шкал и оценить, как информация в одном масштабе влияет на восприятие в другом. Мы обнаружили, что как полученные шкалы восприятия, так и взаимодействие можно смоделировать в удивительно простой форме. Совместное измерение — это один из типов процедуры масштабирования, который потенциально является мощным инструментом для анализа восприятия материала поверхности и, в более общем плане, восприятия более сложных визуальных сцен.

Благодарности

Это исследование было поддержано грантами EY16165 и EY08266 Национальных институтов здравоохранения. Мы благодарим Викторию Сконзо за помощь в этом исследовании.

Footnotes

¹ Это значение было рассчитано как наименьшее количество повторений, необходимое для получения надежных оценок параметров блеска и неровности на основе моделирования аддитивной объединенной модели.

Список литературы

• Бек Дж., Праздный К. Мелирование и восприятие глянцевитости.Восприятие и психофизика. 1981; 30: 407–410. [PubMed] [Google Scholar]
• Belhumeur PN, Kriegman D, Yuille A. Двусмысленность барельефа. Международный журнал компьютерного зрения. 1999; 35: 33–44. [Google Scholar]
• Бержанская Дж., Сваминатан Дж., Бек Дж., Минголла Э. Отдаленное влияние бликов на восприятие блеска. Восприятие. 2005; 34: 565–575. [PubMed] [Google Scholar]
• Биллмейер Ф.В., О’Доннелл FXD. Визуальное масштабирование блеска и многомерное масштабирование окрашенных образцов.Приложения для исследования цвета. 1987. 12: 315–326. [Google Scholar]
• Blake A, Bülthoff H. Знает ли мозг физику зеркального отражения? Природа. 1990; 343: 165–168. [PubMed] [Google Scholar]
• Блейк А., Бюлтхофф Х. Форма от зеркальности: вычисления и психофизика. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1991; 331: 237–252. [PubMed] [Google Scholar]
• Брайе ​​В.Л., Книл, округ Колумбия. Видимая форма поверхности влияет на воспринимаемое зеркальное отражение изогнутых поверхностей. Дополнение по исследовательской офтальмологии и визуальным наукам.1994; 35: 1628. [Google Scholar]
• Chen T. , Goesele M, Seidel H-P. Мезоструктура от зеркальности. Труды IEEE, компьютерного зрения и распознавания образов; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. 2006. С. 1825–1832. [Google Scholar]
• Ferwerda JA, Pellacini F, Greenberg DP. Психофизическая модель восприятия блеска поверхности. Труды SPIE Human Vision and Electronic Imaging. 2001: 291–301. [Google Scholar]
• Fleming RW, Dror RO, Adelson EH. Освещение в реальном мире и восприятие свойств отражения поверхности.Журнал видения. 2003; 3: 347–368. [PubMed] [Google Scholar]
• Fleming RW, Torralba A, Adelson EH. Зеркальные отражения и восприятие формы. Журнал видения. 2004; 4: 798–820. [PubMed] [Google Scholar]
• Ho YX, Landy MS, Maloney LT. Как направление освещения влияет на визуально воспринимаемую шероховатость поверхности. Журнал видения. 2006; 6: 634–648. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Ho YX, Maloney LT, Landy MS. Влияние точки зрения на воспринимаемую визуальную грубость.Журнал видения. 2007; 1: 1–16. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Хантер Р.С., Гарольд Р.В. Измерение внешнего вида. 2-е изд. Нью-Йорк: Уайли; 1987. [Google Scholar]
• Кендерик Дж. Дж., Ван Дорн А. Текстура освещенности, обусловленная мезоструктурой поверхности. Журнал Оптического общества Америки A. 1996; 13: 452–463. [Google Scholar]
• Кранц Д.Х., Люс Р.Д., Суппес П., Тверски А. Основы измерения, Том. 1: Аддитивные и полиномиальные представления. Нью-Йорк: Academic Press; 1971 г.[Google Scholar]
• Лэнди М.С., Мэлони Л.Т., Джонстон Э.Б., Янг М. Измерение и моделирование комбинации сигналов глубины: в защиту слабого слияния. Исследование зрения. 1995; 35: 389–412. [PubMed] [Google Scholar]
• Люс Р.Д., Тьюки Дж. У. Одновременное совместное измерение. Журнал математической психологии. 1964; 1: 1-27. [Google Scholar]
• Mingolla E, Todd JT. Восприятие твердой формы от штриховки. Биологическая кибернетика. 1986; 53: 137–151. [PubMed] [Google Scholar]
• Mood AM, Graybill FA, Boes DC. Введение в теорию статистики. 3-е изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл; 1974. [Google Scholar]
• Motoyoshi I., Nishida S, Sharan L, Adelson EH. Статистика изображения и восприятие качества поверхности. Природа. 2007; 446 в печати. [Google Scholar]
• Nefs HT, Koenderink JJ, Kappers AML. Форма-от-штриховки для матовых и глянцевых объектов. Acta Psychologica. 2006; 121: 297–316. [PubMed] [Google Scholar]
• Нисида С., Шинья М. Использование информации на основе изображений при оценке свойств отражения поверхности.Журнал Оптического общества Америки A. 1998; 15: 2951–2965. [PubMed] [Google Scholar]
• Норман Дж. Ф., Тодд Дж. Т., Орбан GA. Восприятие трехмерной формы от зеркальных бликов, деформаций затенения и других типов визуальной информации. Психологическая наука. 2004; 15: 565–570. [PubMed] [Google Scholar]
• Обейн Г., Кноблаух К., Виено Ф. Шкала разности блеска: нелинейность, бинокулярность и постоянство. Журнал видения. 2004; 4: 711–720. [PubMed] [Google Scholar]
• Pellacini F, Ferwerda JA, Greenberg DP. К психофизической модели отражения света для синтеза изображений. Компьютерная графика. 2000; 34: 55–64. [Google Scholar]
• Pfund AH. Измерение блеска. Журнал Оптического общества Америки A. 1930; 20: 23–26. [Google Scholar]
• Pont SC, te Pas SF. Неоднозначность материала-освещения и восприятие твердых предметов. Восприятие. 2006; 35: 1331–1350. [PubMed] [Google Scholar]
• Робертс Ф.С. Теория измерений. В: Rota G-C, редактор. Энциклопедия математики и ее приложений.Vol. 7. Ридинг, Массачусетс: Эддисон-Уэсли; 1979. [Google Scholar]
• Scheifler RW, Gettys J. X Window System: Core Library and Standards. Бостон: цифровая пресса; 1996. [Google Scholar]
• Сев Р. Проблемы, связанные с понятием глянца. Исследование и применение цвета. 1993; 18: 241–252. [Google Scholar]
• Тодд Дж. Т., Минголла Э. Восприятие кривизны поверхности и направления освещения по образцам затенения. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность.