Psychofysica F.Smulders College blok Waarnemen 4/5/2017 Gegeven: 1999-2000 16-11-99 2000 – 2001 20-11-00 2001 - 2002 20-11-01 Notes bij College Psychofysica

die is op woensdag 28/11 om 9.30 - 11.00 in UNS40 - 3.749a 4/5/2017 Toetsinzage M&T1 die is op woensdag 28/11 om 9.30 - 11.00 in UNS40 - 3.749a

Introductie Wat is psychofysica Klassieke methoden van de psychofysica 4/5/2017 Introductie Wat is psychofysica Klassieke methoden van de psychofysica Wet van Weber Wet van Fechner Wet van Stevens

Waarnemen als projectie 4/5/2017 Waarnemen als projectie Waarnemen: Binnenwereld funktie van: - de buitenwereld (B) - ervaring (E) - toestand waarnemer (T) Subjectieve ervaring (S) is een projectie van omgeving S = f(B,E,T) Buitenwereld: gelukkig maar Ervaring: denk aan plaatje van de Dalmatier vorige week: als je weet dat het er een is, en je hebt hem ooit ontdekt, zie je hem katter onmiddellijk weer. Toestand: invloed van middelen, b.v.

Vragen van de psychofysica: 1 4/5/2017 Vragen van de psychofysica: 1 buitenwereld komt binnen via zintuigen hun beperkingen begrenzen onze ervaring (vb golflengte licht, geluidfrequenties, reukloze gassen) Vraag 1: wat zijn de grenzen van de gevoeligheid zintuigen? Antw. zonder kennis fysiologische mechanismen Prestaties: Detectie threshold values (drempelwaarden): Licht: Een kaarsvlam op 30 mijl afstand in een donkere heldere nacht. Een foton genoed om een cel in de retina te doen ontladen, 3 a 10 genoeg voor een waarneming. Geluid: Tikkend horloge op 20 voet (6 meter): nog wat gevoeliger, en je hoorde de individuele luchtmoleculen tegen je trommelvlies botsen. Smaak: 1 theelepel suiker in 1 gallon water Reuk: 1 druppel parfum in het volume van een 3-kamer appartement (1 molecuul is genoeg) Touch: De vleugel van een bij die van 1 cm afstand op je wang valt.

Vragen van de psychofysica: 2 4/5/2017 Vragen van de psychofysica: 2 De funktie die waarneming is: eerst intensiteit als simpele dimensie. Eerst neem je niets waar, daarna: hoe loopt de funktie op? Vraag 2: Hoe loopt de psychofysische funktie? Antw. zonder kennis fysiologische mechanismen

Stimulus with intensity I eye nerve thalamus striate cortex ... ... “experience” with intensity S

Vraag 1: Grenzen Waarnemingsdrempel 4/5/2017 Vraag 1: Grenzen Waarnemingsdrempel Absolute drempel en statistische drempel verschildrempel Absoluut: zoals voorgesteld door Fechner. Statistisch: zoals voorgesteld in de modernere signaal detectie theorie.

Gustav Theodor Fechner 4/5/2017 Gustav Theodor Fechner Hier ziet u Gustav Fechner

Klassieke methoden voor drempelbepaling 4/5/2017 Klassieke methoden voor drempelbepaling Method of limits Method of constant stimuli Method of adjustment Moderner methode voor drempelbepaling Adaptive: staircase tracking Drie methoden die door Fechner voorgesteld zijn.

Method of Limits Crossover point 4/5/2017 Kolommen zijn aparte bepalingen. Drempels worden met elkaar gemiddeld.

Method of Limits: nadelen 4/5/2017 Method of Limits: nadelen neiging tot dezelfde respons (=error of perseveration, habituation) neiging tot verandering respons (=error of expectation) langdurig: veel stimuli ver van de drempel

Method of constant stimuli 4/5/2017 Method of constant stimuli vaste waarden tevoren bepaald random afgewisseld, herhaald langdurig: veel stimuli ver van de drempel Terug naar SHEET: Vraag 1: Grenzen

Method of adjustment langzame, continue toe- of afname 4/5/2017 Method of adjustment langzame, continue toe- of afname pp. geeft zelf aan wanneer drempel bereikt is Middelen over verschillende bepalingen Nadeel: subjectief, geen ‘catch’ trials Minder objectief, wel snel

Adaptive: Staircase tracking 4/5/2017 Adaptive: Staircase tracking Startintensiteit Bij detectie: zwakker Bij niet-detectie: sterker Na een tijdje: Intensteit varieert rond de drempel Minder objectief, wel snel

Drempelbepaling: De Gouden Standaard 4/5/2017 Drempelbepaling: De Gouden Standaard Staircase tracking + Forced choice een interval bevat het signaal, het andere niet subject moet kiezen welk interval het signaal bevatte drempel bij 75% correct Objectief: niet afhankelijk van rapportage subject of hij / zij iets gezien heeft Minder objectief, wel snel

Drempels: resultaten Visueel Gehoor Smaak Geur 4/5/2017 Drempels: resultaten Visueel Kaarsvlam: zichtbaar op 48 km in nacht 1 foton: reaktie cel netvlies 3 fotonen: detectie Gehoor Polshorloge: hoorbaar op 6 m nog beter: luchtmoleculen tegen trommelvlies Smaak Theelepel suiker in 7.5 l. water Geur 1 molecuul is genoeg Minder objectief, wel snel

Signaaldetectietheorie 4/5/2017 Signaaldetectietheorie Trials met signaal / trials zonder signaal Respons: ja, er was signaal / nee geen signaal 4 combinaties: signaal / ja : hit signaal / nee: miss geen signaal / ja: false alarm geen signaal / nee: correct rejection 2 parameters: - d’ perceptuele sensitiviteit: de gevoeligheid van waarnemer voor het signaal - Beta: het kriterium dat de waarnemer aanhoudt om te beslissen: ja of nee Minder objectief, wel snel

Grenzen drempels voor detectie (er is iets) 4/5/2017 Grenzen drempels voor detectie (er is iets) drempels voor detectie verschillen (A verschilt van B) Tot nu toe: het verschil tussen het waarnemen van iets en het waarnemen van niets: de drempel. Volgend onderwerp: het verschil tussen iets en iets groters, of zwaarders, of harders, etc. Vervanging zilveren rijksdaalder door nikkelen. Verwarring alom: half Nederland begon plakkertjes op de rijksdaalders te plakken. Kamervragen werden gesteld. Antwoord: het verschil tussen dubbeltje en kwartje is ook 4 mm. Piet Vroon: zie je het verschil tussen auto van 4000 en 4004 mm.?

Wet van Weber: rijksdaalders 4/5/2017 Wet van Weber: rijksdaalders Zilveren rijksdaalder (33 mm) vervangen door nikkelen (29 mm) Verwarring met gulden (25 mm.) Dubbeltje en kwartje verschillen ook 4 mm. Zie je het verschil tussen auto’s van 4000 mm en 4004 mm? Tot nu toe: het verschil tussen het waarnemen van iets en het waarnemen van niets: de drempel. Volgend onderwerp: het verschil tussen iets en iets groters, of zwaarders, of harders, etc. Vervanging zilveren rijksdaalder door nikkelen. Verwarring alom: half Nederland begon plakkertjes op de rijksdaalders te plakken. Kamervragen werden gesteld. Antwoord: het verschil tussen dubbeltje en kwartje is ook 4 mm. Piet Vroon: zie je het verschil tussen auto van 4000 en 4004 mm.?

Wet van Weber JND / S = K JND = Just Noticeable Difference 4/5/2017 Wet van Weber JND / S = K JND = Just Noticeable Difference S = magnitude van de standaard stimulus K = konstante: Weber fractie

4/5/2017 Wet van Weber: data

Wet van Weber: kritiek niet geldig bij extreme waarden 4/5/2017 Wet van Weber: kritiek niet geldig bij extreme waarden Michon (1964) in: Van Leyden, p. 69 Vooral aan de onderkant: in de buurt van de drempel, varieert Weberfractie sterk. Maar ook halverwege Michon (1964): tempodiscriminatie. Oversteeklicht met tikken (rood: 900 ms, groen: 80 ms, knipperend: 450 ms tussen groepjes van 3 a 4 tikken, binnen zo’n groepje 80 ms tussen de tikken). Onderzoek Michon: Is dat veilig? Standaardstimuli op 67, 100, 143, 200, 250, 333, 500, 667, 1000, 1430, 2000, en 2700 ms. Voor elk daarvan de JND bepaald. M.a.w. hoeveel sneller of langzamer moest de klok tikken om in 50% van de gevallen te detecteren dat het tempo veranderd was. B.v. bij 1000 ms was de Weber -fractie 0.018, dus delta S / S = 0.018, dus delta S = 0.018 * S = 0.018 * 1000 = 18 Hz, dus 1018 hoor je in 50% van de gevallen als verschillend tempo. (ΔT / T = JND / Interpuls interval)

W>F: Van Weber naar Fechner 4/5/2017 W>F: Van Weber naar Fechner Fechner: 1 JND is ook altijd een gelijke mate van toename van subjectieve magnitude zwak geluid: G1 / welke is net sterker: G2 hard geluid: G3 / welke is net sterker: G4 subjectief is G4 - G3 = G2 - G1 hoeveel sterker is X dan Y? -> bepaal het aantal JNDs tussen X en Y stapel de JNDs: goede meetschaal

W>F: Van Weber naar Fechner 4/5/2017 W>F: Van Weber naar Fechner Fechner: 1 JND is ook altijd een gelijke mate van toename van subjectieve magnitude Zo ja: S vermenigvuldigen met X om toename van subjectieve magn. Y te krijgen. Weber: JND / S = Wf <=> JND = Wf * S Als we uitgaan van S, welke verschilt daar dan net van: S + JND = S + Wf * S = S * (Wf+1)

W>F: JND eenheid van subjectieve magnitude telkens als de intensiteit 1 JND wordt opgehoogd, wordt subjectieve magnitude met konstante opgehoogd Daarvoor moet S vermenigvuldigd worden met Wf+1 Zoek: de psychofysische funktie P = f(M) waarvoor geld dat vermenigvuldiging van M met konstante leidt tot optelling bij P. log(a*b) = log(a) + log(b)

Fechner: P=K*log(M) Psychofysische funktie: P = k * log M voldoet De net onderscheidbare P2 = k*log(M+JND) = k*log(M*(Wf+1)) = k*log(M) + k*log(Wf+1) = P + een constante

4/5/2017 Fechner: P = K * Log (M)

De Wet van Fechner P = K * log(M) voldoet aan Weber’s Wet 4/5/2017 De Wet van Fechner P = K * log(M) voldoet aan Weber’s Wet aanname: alle JNDs zijn gelijke subjectieve toename Fechner: Hoeveel sterker ervaar je S1 dan S2? ‘Bepaal het aantal JNDs ertussen’ ‘gestapelde’ JNDs

4/5/2017 Fechner over zijn Wet The Tower of Babel was never finished because the workers could not reach an understanding on how they should build it; my psychophysical edifice [bouwwerk] will stand because the workers will never agree on how to tear it down. (Fechner, G.T. (1877). In Sachen der Psychophysik. Leipzig)

Wet van Fechner: kritiek 4/5/2017 Wet van Fechner: kritiek Weber’s wet ongeldig voor extreme stimuli absolute drempel: problemen niet alle JNDs zijn gelijk

Magnitudeschatting ‘direct estimation’ 4/5/2017 Magnitudeschatting ‘direct estimation’ magnitude schatting (noem dit 100, hoeveel is ..?) magnitude produktie (noem dit 100, maak nu zelf 50) consistente antwoorden houdt zich aan: S = k * Ip p = exponent, verschilt tussen soorten stimuli Draai licht half. “Noem dit 100”. Schrijf op: hoe sterk is het licht. Draai naar 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, 7/8, 1, etc.

4/5/2017 S = k * Ip

Stevens in Log-Log plot 4/5/2017 Stevens in Log-Log plot Log(S) = Log(k * Ip) = Log(k) + p * Log(I)

4/5/2017 Power law: data

4/5/2017 Exponenten:1

4/5/2017 Exponenten:2

4/5/2017 Exponenten:3

4/5/2017 Exponenten:4

4/5/2017 Exponenten:5

Compressie en expansie 4/5/2017 Compressie en expansie p<1: compressie (licht, geluid) p=1: lijn-lengte p>1: expansie (shocks)

P = 1: lijnlengte - gebleken: nummers lineair met echte lengte - dan ook: ‘maak deze lijn die net zo lang is als dat deze toon hard is’

Cross modality matching 4/5/2017 Cross modality matching niet: “deze stimulus is 100, hoeveel is die andere?” afhankelijk van begrip bij pp. van getallen “Maak luidheid toon gelijk aan helderheid licht” p = P(licht) / P(geluid)

Lijnlengte (lineair): Visual Analogue Scale 4/5/2017 Lijnlengte (lineair): Visual Analogue Scale ‘Geef op een lijn aan hoe boos je bent’ onverschillig razend

Wet van Stevens volgens anderen 4/5/2017 Wet van Stevens volgens anderen combinatie van - simple fit (simpele formule), - close fit (lijn past goed), - generality (veel situaties) een der sterkste wetten van de psychologie

psychofysiche funktie van toepassing 4/5/2017 psychofysiche funktie van toepassing prothetische continua: er is een additief mechanisme waarbij excitatie in een fysiologisch mechanisme wordt opgeteld: dimensie: meer versus minder bv: helderheid, saturatie, luidheid, warmte, druk op de huid, pijn eigenlijk: variaties op: intensiteit

psychofysische funktie niet van toepassing 4/5/2017 psychofysische funktie niet van toepassing metathetische continua: er is een substitie-mechanisme op fysiologisch niveau: dimensie: niet meer of minder, maar: anders bv: visueel: hue (kleur), positie; auditief: toonhoogte, plaats op de huid

Literatuur Goodwin: te weinig Coren, Ward, & Enns Chapter 2 4/5/2017 Literatuur Goodwin: te weinig Coren, Ward, & Enns Chapter 2 niet signaal detectie theorie, multidimensonal scaling

Addendum *formulering Fechnesr naar Stevens: zie TI0001 Experiment magn. Est. tovoegen (.ppt) Formulieren maken magn. Est. Exp. Weber toevoegen (.ppt) *Stroomschema waarn. als projectie *Extensie lijnlengte naar VAS-schalen: hoe boos ben je?