Human Visual Perception and Classification of Materials

• Applicant: Professor Roland William Fleming, Ph.D.
• Subject Area: Image and Language Processing, Computer Graphics and Visualisation, Human Computer Interaction, Ubiquitous and Wearable Computing
• Term: from 2006 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 17978389

Im Alltag begegnen wir ständig einer Vielzahl von verschiedenen Materialien (z.B. Metall, Holz, Kunststoff, Wachs, Wolle), die von unterschiedlicher Bedeutung für uns sind. Mit Hilfe der Oberflächeneigenschaften können wir z.B. einschätzen, ob eine Frucht roh, reif oder verrottet ist. Ebenso können Unterschiede in der Erscheinung von Stoffen, Metallen und Juwelen den Wert von Luxusobjekten um ein Vielfaches steigern. Trotz des enormen Bedeutung von Materialeigenschaften in unserem Alltag ist bisher sehr wenig darüber bekannt, wie Menschen Materialien visuell wahrnehmen, erkennen und kategorisieren. Das Hauptziel dieses Projektes ist es herauszufinden, welche Bildeigenschaften Menschen verwenden, um Materialien zu unterscheiden und zu kategorisieren. Zu diesem Zweck setzten wir Methoden der Computergrafik (parametrische Modelle und bidirektionale Texturfunktionen) ein um parametrische Variationen von Materialien erschiedener Klassen (z.B. glänzender Kunststoff, durchsichtiges Material oder Leder) zu erzeugen. Diese Bilder benutzen wir als Stimuli in psychophysikalischen Experimenten um die Unterschiede, die Menschen zwischen verschiedenen Materialen wahrnehmen, zu messen. Anschließend verwenden wir Bildanalysemethoden um die Bildeigenschaften zu identifizieren, die mit den Antworten der Versuchspersonen korrelieren oder diese vorhersagen. Die Experimente liefern uns: 1) Erkenntnisse darüber, wie das menschliche visuelle System Materialeigenschaften erkennt, und 2) Richtlinien dafür welche Bildeigenschaften relevant sind um Materialen in Computergrafiksimulationen überzeugend darzustellen.

• DFG Programme: Research Grants