Die Sinne des Menschen

Allgemeine Eigenschaften der Sinne

Stufen der Wahrnehmung: physiologisch

Kanalkapazität: Übertragungskapazität jeder Zelle $\times$ Übertragungskapazität jeder Zelle

• Der Sehsinn hat die höchste Kanalkapazität.
• Zweiter in der Anzahl der Zellen ist der Geruchssinn
• Das Gehör hat die niedrigste Schwellenenergie

Der Sehsinn

Verteilung der Rezeptoren (Sehzellen) im Auge

• Die Zapfen
  • sind in der Fovea konzentriert.
  • Sie können Farben unterscheiden, brauchen aber viel Licht (photopisch)
    • Bevorzugte Farbe in Dunkelräumen: blau, in Hellräumen: gelb
  • sprechen eher träge auf Helligkeitsänderungen an.
• Die Stäbchen
  • auf die Peripherie der Netzhaut außerhalb der Fovea verteilt.
  • Sie können nur Helligkeitswerte (Grauwerte) unterscheiden, brauchen dafür aber wenig Licht (skotopisch)
  • sprechen schnell auf Helligkeitsänderungen an.

Hell-/Dunkeladaption des menschlichen Auges

• Der Pupillenreflex sorgt für eine schnelle Adaption.

• Der Hauptteil der Adaption geschieht aber in den Sehzellen. “Hell –> dunkel” ist wesentlich langsamer als “dunkel –> hell”

• Hell-/Dunkeladaption in der Fovea (Zapfen).

  • Bevorzugte Farbe in Dunkelräumen: blau, in Hellräumen: gelb.

Umfelderkundung durch Blickbewegung

• Fixation

  Zur Informationsaufnahme verweilt das Auge für 150 – 600 ms auf einer Stelle (das Auge ruht auf einem Punkt)

• Sakkade

  • Das Auge vollführt zwischen den Fixationen Sprünge, um Objekte auf der Fovea scharf abzubilden (das Auge springt von Punkt zu Punkt)
  • keine Informationsübertragung an das Gehirn

Sehfeld

Die normale Sehachse

Das vertikale Gesichtsfeld

Das horizontale Gesichtsfeld

Das horizontale Blick-Gesichtsfeld

Das horizontale Umblick-Gesichtsfeld

Der Hörsinn

Hörfläche

SPL: Sound Pressure Level (Schalldruckpegel)

• angegeben in db (Dezibel): $20 \log\_10 \frac{p}{p\_0}$ ($p\_0 = 20 \mu Pa$)

Gehörminderung im Alter

Richtungshören

Frequenzabhängigkeit des Richtungshörens (interauraler Pegelunterschied)

Grund für das schlechtere Richtungshören bei niederer Frequenz: vermutlich die stärkere Schallleitung durch den Schädelknochen bei tiefereren Tönen, aber auch die großen Wellenlängen.

Weitere Sinne: Tastsinn und Propriozeption

Summary

• Die Sinnesorgane reagieren besonders stark auf Reizänderungen

  ➡️ Wichtige Information zeitlich bzw. örtlich kontrastreich darstellen

• Die Sinne unterscheiden sich in ihrer Relation von Reizstärke zu Empfindungsintensität

  ➡️ Die Sinne entsprechend ihrer Fähigkeit nutzen, Information differenziert aufzunehmen

• Das Auge ist ein Erkundungsorgan

  • Visuelle Information so einsetzen, dass jede Fokussierung in der Regel Hinweise auf die Folgefokussierung liefert
  • Hochstrukturierte visuelle Information im optimalen Gesichtsfeld darstellen

• Die Empfindlichkeit des Ohrs ist frequenzabhängig

  ➡️ Akustische Information innerhalb der Hörflächen präsentieren und akustische Richtungshinweise mit eher hoher Frequenz darbieten

• Das somatosensorische System liefert örtlich niedriger aufgelöste Information

  • Somatosensorische Information ergänzend zu Seh- und Hörsinn einsetzen
  • Den Tastsinn durch Eigenbewegung unterstützen

• Die Empfindlichkeit des sensorischen Systems ist von Erwartung und Motivation abhängig

  ➡️ Erwartung und Motivation der Benutzer analysieren (so gut, wie möglich)