Studio dell'integrazione di texture e disparità binoculare nell'elaborazione dell'orientamento di superfici 3D

Abstract

In questa tesi affronto il concetto di percezione visiva e i meccanismi di integrazione delle informazioni di profondità, focalizzandomi su texture e disparità binoculare che sono cue fondamentali per la stima dell’orientamento di superfici tridimensionali. Il sistema visivo umano è uno strumento dinamico in grado di adattarsi in base all’affidabilità delle cue e delle interazioni con l’ambiente, per questo è molto importante il concetto di percezione-azione. Descritto lo stato dell’arte sull’argomento, tenendo in considerazione il modello di integrazione statistica che segue la stima di massima verosimiglianza e il concetto di metamero percettivo, ho studiato come il cervello umano integra la cue di texture e la cue di disparità. Ho sottoposto dieci soggetti al mio esperimento. Gli stimoli somministrati ai partecipanti, generati in ambiente Unity e visualizzati tramite schermo 3D, erano superfici orientate le cui informazioni visive di texture e disparità binoculare fornivano informazioni conflittuali. L’esperimento era volto all’aggiustamento di superfici 3D consistenti con l’obiettivo di eguagliare l’orientamento della superficie con cue conflittuali. I risultati mostrano che l’affidabilità delle cue varia al variare del grado di tassellatura di Voronoi (jitter). Quando la tassellatura è regolare (jitter a 0) i soggetti tendono ad affidarsi maggiormente alla cue di texture, invece, con l’aumentare dell’irregolarità della tassellatura, l’affidabilità della cue di texture diminuisce e cresce quella della cue di disparità. In sintesi, la mia ricerca analizza i processi di integrazione nella percezione della profondità con particolare attenzione al concetto di percezione-azione.

In this thesis, I examine the concept of visual perception and the mechanisms of depth information integration, focusing on texture and binocular disparity, which are fundamental cues for estimating the orientation of three-dimensional surfaces. The human visual system is a dynamic tool capable of adapting according to the reliability of the cues and interactions with the environment. For this reason, the concept of perception–action is particularly important. After describing the state of the art on the topic, taking into account the statistical integration model based on maximum likelihood estimation and the concept of perceptual metamers, I investigated how the human brain integrates the texture cue and the disparity cue. I tested ten participants in my experiment. The stimuli presented to them, generated in Unity and displayed on a 3D screen, consisted of oriented surfaces whose visual information from texture and binocular disparity provided conflicting cues. The purpose of the experiment was to adjust consistent 3D surfaces in order to match the orientation of the surface under conflicting cue conditions. The results show that cue reliability varies with the degree of Voronoi tiling (jitter). When the tiling is regular (jitter at 0), participants tend to rely more on the texture cue; on the other hand, as the irregularity of the tiling increases, the reliability of the texture cue decreases, while that of the disparity cue increases. In summary, my research analyzes the processes of integration in depth perception with particular attention to the concept of perception–action.