Kees van Overveld B i g I m a g e s – Visuele Communicatie -1- De vormenlaag: vormen, randen en dimensie ontvanger: detecteren van randen en andere singulariteiten detecteren van singulariteiten op verschillende schalen het segmentatieprobleem zender: natuurlijke systemen: de oorzaak van randen in beelden het realiseren van gekleurde vormen in computer graphics een korte weg naar betekenis: vormen als visuele symbolen

B i g I m a g e s – de vormenlaag beelden die op elkaar lijken in de textuurlaag en/of samplinglaag kunnen sterk verschillen in de vormenlaag, en omgekeerd Kees van Overveld erg gelijkend op de samplinglaag; erg gelijkend op de textuurlaag; erg verschillend op de vormenlaag erg verschillend op de sampling laag; Erg gelijkend op de textuurlaag erg gelijkend op de vormenlaag -2-

B i g I m a g e s – de vormenlaag poging om “vorm” te definiëren Kees van Overveld vorm is een invariant die gedefinieerd is door textuurverschillen maar niet alle textuurverschillen introduceren een vorm. -3- probleem 1: de overgang tussen twee texturen hoeft niet discreet te zijn probleem 2: een gegeven textuur bestaat slechts over een beperkt schaalinterval

B i g I m a g e s – de vormenlaag vormen, randen en dimensie Kees van Overveld -4- P Q P heeft in zijn omgeving alleen maar punten met één textuur. P kan zich in 2 onafhankelijke richtingen bewegen: {P} vormt een 2- dimensionale verzameling Q heeft in zijn omgeving punten met 2 verschillende texturen. Q kan zich in 1 ‘onafhankelijke’ richting bewegen: {Q} vormt een 1- dimensionale verzameling

B i g I m a g e s – de vormenlaag detectie van randen met detectoren van de samplinglaag Kees van Overveld In 1-D, randen scheiden ‘convexe’ en ‘concave’ gebieden Randen treden op bij nuldoorgangen van de 2 e afgeleide. -5-

B i g I m a g e s – de vormenlaag detectie van randen met detectoren van de samplinglaag Kees van Overveld Toepassen van de Mexicaanse hoed detector op een signaal geeft nuldoorgangen waar de 2 e afgeleide van teken omslaat -6-

B i g I m a g e s – de vormenlaag detectie van randen met detectoren van de samplinglaag Kees van Overveld De breedte van de Mexicaanse hoed bepaalt de breedte van de features waarvoor de convex-concaaf omslag gezien wordt Een Mexicaanse hoed met breedte  negeert convex-concaaf overgangen die veel smaller of veel breder zijn dan . -7-

B i g I m a g e s – de vormenlaag detectie van randen met detectoren van de samplinglaag Kees van Overveld Conclusie voor 1-D: segmenten zijn gedefinieerd d.m.v. randen randen kunnen optreden op willekeurige schalen de plaats van nuldoorgangen van de Mexicaanse hoed met breedte  geeft de plaats aan van een rand op schaal . -8- Open problemen: generalisatie naar 2D werkt niet: bij 3- landenpunten komen 3 gebieden bij elkaar, maar convex-concaaf-overgangen vergen een even aantal incidente segmenten de interactie tussen de textuur-feature vectoren en de nuldoorgangen is niet helder

B i g I m a g e s – de vormenlaag de oorzaak van randen d 2 E retina =  P cos  i cos 4  l A P d 2 R / 32  3 r i 2 b 2 cos  u Alle randen zijn 1-dimensionale zijn singulariteiten tussen 2-dimensionale reguliere gebieden van gereflecteerd licht. Wat veroorzaakt die singulariteiten? Het wiskundige verschil tussen ‘continu’ en ‘niet-continue’ betekent weinig. ‘Singulier’of ‘regulier’ … …is alleen maar een kwestie van s ch a a l ) Het wiskundige verschil tussen ‘continu’ en ‘niet-continue’ betekent weinig. ‘Singulier’of ‘regulier’ … …is alleen maar een kwestie van s ch a a l ) in  : golflengte-afhankelijke verschillen in reflectiviteit hoek-afhankelijke verschillen in reflectiviteit in P: schaduwen caustics (partiële) occlusie in  i : (“discrete” sprongen in) plasticiteit in  u : silhouetten -9-

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld de oorzaak van randen golflengte-afhankelijke verschillen in reflectiviteit: schilderen, drukken, materiaal kleuren, … -10-

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld de oorzaak van randen hoek-afhankelijke verschillen in reflectiviteit: discrete verschillen tussen grote en kleine  kleine  ( diffuse reflectie ) grote  ( spiegelende reflectie ) randen tussen twee reflectiviteiten -11-

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld de oorzaak van randen het mechanisme van schaduwen -12-

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld de oorzaak van randen caustics: gekromde reflecterende of brekende oppervlakken werken als ‘lenzen’ die meerdere, scherp begrensde beelden van lichtbronnen op een oppervlak projecteren -13-

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld de oorzaak van randen occlusie ontstaat als lichtstralen (gedeeltelijk) geblokkeerd worden, tussen de lichtbron en het reflecterend oppervlak: slagschaduwen tussen het reflecterend oppervlak en de detector: verborgen oppervlakken “gedeeltelijk” kan betekenen: een gedeelte van de energie van de lichtstraal wordt geabsorbeerd, of een gedeelte van de lichtstralen wordt geabsorbeerd (halfschaduwen – penumbrae) -14- Waarom zijn er wel halfschaduwen maar geen ‘ half’ silhouetten?

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld de oorzaak van randen silhouette helderheids sprong  scherpe rand glad helderheidsverloop  ronde ‘rand’ helderheids singulariteit  scherpe rand verwarring ontstaat als randen meerdere interpretaties toestaan -15-

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld de oorzaak van randen silhouetten: gereflecteerde lichtstralen (=zichtlijnen) loodrecht op oppervlakte normaal intern silhouet (I): correspondeert niet met dieptesprong (singulier geval!) intern silhouet (II): correspondeert met dieptesprong extern silhouet: correspondeert met dieptesprong object object 1 object

B i g I m a g e s – de vormenlaag intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen Vorm draagt betekenis; te onderscheiden in cultuur-onafhankelijke en cultuurgebonden betekenis; onderscheid denotatie en connotatie (resp. formele betekenis en associatieve betekenis)

B i g I m a g e s – de vormenlaag intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen zenderontvangervoorbeeld 1Alle vormen zijn natuurlijk en daarom extensioneel Evolutionair voordeel van visueel zintuig: alleen intentioneel Insecten aangetrokken door kleurcombinaties bij bloemen 2Alle vormen zijn natuurlijk, behalve lichaamstekens Hogere dieren ontwikkelen neuraal systeem om een schijnbaar extensionele wereld te reconstrueren uit hun zintuiglijke waarnemingen Primaten die onder een steen kijken om insecten te zoeken 3Eerste kunstmatige (intentionele?) vormen De primitieve mens begrijpt wellicht niet het verschil tussen intentioneel en extensioneel. Afbeeldingen zijn magisch geïdentificeerd met het afgebeelde. Prehistorische rotsschilderingen 4Kunstmatige vormen; extensioneel tot en met fotorealistische schilderkunst; intentioneel: alfabetten, symboolsystemen Verwarring tussen extensionele kunstmatige vormen en de afgebeelde objecten wordt (impliciet) opgelost Onderscheiden ontwikkeling van beeldende kunst en beeldende taal (schrift) 5Non-figuratieve kunst daagt de grens tussen extensioneel en intentioneel uit Verwarring en afwijzing voor afbeeldingen die buiten de standaard conventies vallen (ca 1900) Wassily Kandinsky, Picasso 6Hybriden worden opzettelijk geconstrueerd Relatie tussen intentionele en extensionele beelden is ontdekt als onderwerp van studie door artiesten en filosofen. Systematische ontwikkeling van optische illusies, perceptie research -18-

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen -19-

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld flowers’shapes and colors develop in co-evolution process with sensory systems in insects … … even primitive visual detectors (say, few Mexican hat detectors with “correct” spectral sensitivity) can detect appropriate radial contrasts did flowers develop round shapes because mexican hat detectors exist, or did mexican hat detectors develop because round flowers exist, or is this all just coincidence? -20- intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld -21- intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld ceci n’est pas une peinture de René Magritte ceci n’est past un paradox -22- intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen

B i g I m a g e s – de vormenlaag Kees van Overveld -23- intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen