El display óptimo
¿Por qué las impresoras imprimen a 1200dpi=460 puntos por centímetro?
Aliasing y superagudezas.
Niveles de gris
256 niveles de gris precisa cuadrados de 16×16 píxeles.
1200 dpi se alcanza en imágenes blanco y negro. Para patrones de gris, la resolución es mucho menor.
Línea, aliasing y antialiasing
Puede ser bueno ver esto para distinguir fácilmente si la línea es horizontal o no.
niveles de gris
(Gp:) 6 8 4
1 0 3
5 2 7
model human processor
Los sentidos
“capacidades fisiológicas que operan como entradas para la percepción”.
cinco aristotelianos: visión, oído, gusto, olfato y tacto,
además: termocepción, nociocepción, propiocepción, cinestesia, y equilibriocepción
además: cronocepción, magnetocepción (direccional débil).
introspectivos vs. extrospectivos
El modelo aristoteliano difiere del actual, sobre todo en el tacto.
Sentidos no humanos: electrocepción, magnetocepción, ecolocación, presión del agua…
Procesamiento del sonido
El sonido es el cambio o vibración de la presión del aire. El oído puede distinguir:
Frecuencia 20 Hz a 15 kHz
Diferencias de frecuencia de hasta 1.5Hz.
Volumen (intensidad, “velocity”)
Timbre (tipo de sonido, forma de la onda)
Localización del sonido.
Filtro de sonidos (aislar ruidos o fuentes sonoras, ignorar ruidos de fondo, etc.).
Raramente utilizado en diseño de interfaces, pero extremadamente potente.
Sí se usa en la tele.
El oído
Consta de tres partes
Oído Externo
Oído Medio
Oído Interno
El oído
Oído Externo: Las ondas sonoras llegan al pabellón auricular y son dirigidas hacia el conducto auditivo externo, donde ciertas frecuencias resultan amplificadas. Finalmente llegan a la membrana timpánica, a partir de la cual, las vibraciones se transmiten por medio sólido.
Oído Medio: Incluye la trompa de Eustaquio, un conducto que comunica directamente el oído medio con la faringe, igualando la presión entre las dos bandas del tímpano. Por otro lado también está formado por una cadena de huesitos (martillo, yunque y estribo), que son el camino de las vibraciones mecánicas hacia la ventana oval.
La ventana oval es otra membrana que provoca una vibración en el líquido contenido dentro del caracol transformando un estímulo del medio aéreo a uno líquido.
El oído
Oído interno: La cóclea o caracol contiene el órgano de Corti, que en humanos consta de entre 24.000 y 30.000 células ciliadas que descansan sobre la membrana basilar. Las regiones de esta membrana vibran a distintas frecuencias características (en humanos, entre 0.02 y 20 kHz aproximadamente), en función de la distancia desde la ventana oval. Las células ciliadas se activan y transmiten información nerviosa cuando vibra la parte de la membrana basilar sobre la que se encuentran. Este es el principio fundamental de la tonotopía (organización de las neuronas en los diversos núcleos del sistema auditivo, en función de la frecuencia del sonido al que responden mejor) del sistema auditivo.
Finalmente la información nerviosa llega al cerebro, cada oído por separado.
El oído
Sistema de protección Tenemos dos músculos (estapedio y tensor del tímpano) que tensan o relajan el tímpano y la cadena de huesos automáticamente, en función de la intensidad del sonido, limitando así la cantidad de energía transmitida hasta la cóclea (cuyas células ciliadas son muy sensibles).
El principal inconveniente de este sistema es el tiempo de adaptación, durante el cual el oído puede padecer daños serios.
Además el canal auditivo externo puede segregar cerumen como barrera protectora ante la llegada de sonidos fuertes.
El oído
Umbrales de la audición: Los umbrales o límites de la audición considerados estándar corresponden a intensidades de 0 dB (umbral de audición) a 140 dB (umbral de dolor) donde ya hay una molestia o dolor físico.
El margen de frecuencias audibles oscila entre 18 a 28000 Hz.
A lo largo de todo este espectro de audiofrecuencias varía la sensación de intensidad o sonoridad. Para determinar esta sonoridad se emplea el gráfico de Fletcher-Munson (curvas isofónicas).
La unidad de sonoridad es el fonio o fon.
El oído
Sonoridad: La sonoridad es una medida subjetiva de la intensidad con la que un sonido es percibido por el oído humano. Es decir, la sonoridad es el atributo que nos permite ordenar sonidos en una escala del más fuerte al más débil.
La sensación sonora de intensidad (sonoridad) se agudiza para sonidos débiles, y disminuye para sonidos fuertes, lo que se debe a que la audición humana no es lineal, sino logarítmica.
Las curvas isofónicas son curvas de igual sonoridad.
Estas curvas calculan la relación existente entre la frecuencia y la intensidad (en decibelios) de dos sonidos para que éstos sean percibidos como igual de fuertes, con lo que todos los puntos sobre una misma curva isofónica tienen la misma sonoridad.
Así, si 0 fon corresponden a una sonoridad con una intensidad de 0 dB con una frecuencia de 1 kHz, también una sonoridad de 0 fon podría corresponder a una sonoridad con una intensidad de 60 dB con una frecuencia de 70 Hz.
Localización sonora
Es una tarea computacionalmente muy compleja.
Se utiliza una combinación de claves biaurales, monoaurales y dinámicas para realizarla con suma facilidad.
Cuando un sonido alcanza la cabeza es interceptado primero por una oreja, luego la cabeza distorsiona la onda sonora y la onda distorsionada es recibida por la segunda oreja.
La distorsión introducida por la oreja es determinada unívocamente por el ángulo de incidencia de la onda.
Localización sonora
Temprano en el desarrollo humano, el cerebro aprende a computar las diferencias entre las dos ondas procesadas por los oídos y utiliza esa información para detectar la localización del sonido.
El cerebro crea una “función de transferencia relacionada a la cabeza”: head related transfer function o HRTF, la cual describe la relación entre las ondas sonoras en función del origen del sonido.
Cuando se escucha un sonido, el cerebro analiza las dos ondas y computa la inversa de la HRTF para localizar el sonido.
Experimento para comprender la naturaleza de la HRTF.
Se envía al sujeto un sonido alterado utilizando una HRTF estándar, simulando un sonido con determinada ubicación espacial.
sistema tradicional de reproducción.
verificación de la distorsión producida por la cabeza.
Sistema con simulación espacial (HRTF)
Localización sonora
Una forma de simular sonido espacial es hacer que los sujetos escuchen sonido biaural. El sonido biaural es una técnica utilizada para crear el efecto de sonido espacial utilizando únicamente un par de auriculares estero.
El sonido es grabado utilizando dos o más micrófonos. El sonido grabado es luego mezclado y editado para luego ser emitido por dos canales separados.
Para generar sonidos biaurales más realistas se montan dos micrófonos omnidireccionales sobre una cabeza artificial.
Luego, convolucionando la HRTF de la cabeza humana promedio en el sonido, se pueden derivar los canales del sonido esterofónico.
Localización sonora
Además de las claves biaurales (HRTF), cada oído dispone de herramientas que le ayudan a localizar la fuente sonora.
La oreja refleja las ondas sonoras en diferentes direcciones como una función de la frecuencia y la dirección de incidencia.
Otra clave monoaural que cada oído puede utilizar, consiste en interpretar las demoras en los ecos producidos por el entorno.
Localización sonora
Además de las claves biaurales y monoaurales existen claves dinámicas.
El movimiento de la cabeza puede mejorar drásticamente la precisión de la localización sonora. Al tomar múltiples conjuntos de datos, el cerebro puede interpolar y triangular la localización de un sonido.
Se utiliza mucho cuando un sonido proviene del frente o de la espalda, porque la mayoría de las claves biaurales y monoaurales dejan de funcionar.
Localización sonora
Tacto (percepción háptica)
En la piel existen tres grupos de receptores (clasificación funcional):
termoreceptores (calor y frio)
nocioceptores (presión intensa, calor y dolor)
mecanoreceptores (presión)
Rápidamente adaptables
Lentamente adaptables.
Existen áreas con una sensibilidad mucho mayor que otras.
hay sentido del tacto externo e interno.
Tacto (percepción háptica)
Podemos clasificar los receptores por sus características fisiológicas
Corpúsculos de Meissner y discos de Merkel.
miden entre 50 y 100 micras.
dedos y punta de la lengua.
Ruffini: temperatura alta.
Krause: temperatura baja y dolor.
localizados en lo profundo de la hipodermis.
son unos 260k, por todo el cuerpo.
Paccini: presión alta.
Terminaciones nerviosas.
Receptoras de dolor ramificadas.
En los lugares más sensibles hay unas 200 unidades por cm2.
Tacto (percepción háptica)
Cinestesia (o kinestesia) o propiocepción: conciencia de la posición del cuerpo y extremidades (por receptores en las articulaciones).
Existen tres tipos de sensores:
Rápidamente adaptables (movimientos en una dirección particular)
Lentamente adaptables (movimiento y posición estática)
Receptores posicionales (extremidad en una posición estática)
Movimiento
Tiempo del movimiento depende de las características de las personas (edad y salud).
Tiempo de reacción depende a su vez del sentido a través del cual un estímulo es recibido.
Señal audible 150ms
Señal visual 200ms
Dolor 700ms
Señal combinada es aún más rápida
Práctica, entrenamiento y fatiga varían estos valores.
Movimiento
Exactitud:
¿La velocidad de reacción resulta en exactitud reducida?
Tiempo del movimiento depende de las características de las personas (edad y salud).
Ley de Fitts
Mecanógrafos rápidos escriben dos veces más rápido y cometen 10 veces menos errores que mecanógrafos casuales.
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