Big Images Visuele Communicatie De vormenlaag vormen randen

Big Images – Visuele Communicatie 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 Kees van Overveld -1 -

Big Images – de vormenlaag beelden die op elkaar lijken in de textuurlaag en/of samplinglaag kunnen sterk verschillen in de vormenlaag, en omgekeerd 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 Kees van Overveld -2 -

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

Big Images – de vormenlaag vormen, randen en dimensie 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 P Kees van Overveld Q Q heeft in zijn omgeving punten met 2 verschillende texturen. Q kan zich in 1 ‘onafhankelijke’ richting bewegen: {Q} vormt een 1 dimensionale verzameling -4 -

Big Images – de vormenlaag detectie van randen met detectoren van de samplinglaag In 1 -D, randen scheiden ‘convexe’ en ‘concave’ gebieden Kees van Overveld Randen treden op bij nuldoorgangen van de 2 e afgeleide. -5 -

Big Images – de vormenlaag detectie van randen met detectoren van de samplinglaag Toepassen van de Mexicaanse hoed detector op een signaal geeft nuldoorgangen waar de 2 e afgeleide van teken omslaat Kees van Overveld -6 -

Big Images – de vormenlaag detectie van randen met detectoren van de samplinglaag 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 . Kees van Overveld -7 -

Big Images – de vormenlaag detectie van randen met detectoren van de samplinglaag 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 . Open problemen: • generalisatie naar 2 D werkt niet: bij 3 landenpunten komen 3 gebieden bij elkaar, maar convex-concaaf-overgangen vergen even aantal incidente segmenten • de interactie tussen de textuur-feature vectoren en de nuldoorgangen is niet helder Kees van Overveld -8 -

Big Images – de vormenlaag de oorzaak van randen Alle randen zijn 1 -dimensionale zijn singulariteiten tussen 2 -dimensionale reguliere gebieden van gereflecteerd licht. Wat veroorzaakt die singulariteiten? d 2 Eretina= P cos i cos 4 l AP d 2 R / 32 3 ri 2 b 2 cos u in : • golflengte-afhankelijke verschillen in reflectiviteit • hoek-afhankelijke verschillen in reflectiviteit Het wiskundige verschil tussen ‘continu’ en ‘niet-continue’ betekent weinig. ‘Singulier’of ‘regulier’ … • schaduwen …is alleen maar een kwestie in P: • caustics • (partiële) occlusie van schaal ) in i : • (“discrete” sprongen in) plasticiteit in u : • silhouetten -9 -

Big Images – de vormenlaag de oorzaak van randen golflengte-afhankelijke verschillen in reflectiviteit: schilderen, drukken, materiaal kleuren, … Kees van Overveld -10 -

Big Images – de vormenlaag de oorzaak van randen hoek-afhankelijke verschillen in reflectiviteit: discrete verschillen tussen grote en kleine randen tussen twee reflectiviteiten kleine (diffuse reflectie) grote (spiegelende reflectie) Kees van Overveld -11 -

Big Images – de vormenlaag de oorzaak van randen het mechanisme van schaduwen Kees van Overveld -12 -

Big Images – de vormenlaag de oorzaak van randen caustics: gekromde reflecterende of brekende oppervlakken werken als ‘lenzen’ die meerdere, scherp begrensde beelden van lichtbronnen op een oppervlak projecteren Kees van Overveld -13 -

Big Images – de vormenlaag 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) Waarom zijn er wel halfschaduwen maar geen ‘ half’ silhouetten? Kees van Overveld -14 -

Big Images – de vormenlaag de oorzaak van randen silhouette helderheids singulariteit scherpe rand helderheids sprong scherpe rand glad helderheidsverloop ronde ‘rand verwarring ontstaat als randen meerdere interpretaties toestaan Kees van Overveld -15 -

Big Images – de vormenlaag 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 1 object 2 Kees van Overveld -16 -

Big Images – 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)

Big Images – de vormenlaag intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen zender ontvanger voorbeeld 1 Alle vormen zijn natuurlijk en daarom extensioneel Evolutionair voordeel van visueel zintuig: alleen intentioneel Insecten aangetrokken door kleurcombinaties bij bloemen 2 Alle 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 3 Eerste kunstmatige (intentionele? ) vormen De primitieve mens begrijpt wellicht niet het verschil tussen intentioneel en extensioneel. Afbeeldingen zijn magisch geïdentificeerd met het afgebeelde. Prehistorische rotsschilderingen 4 Kunstmatige 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) 5 Non-figuratieve kunst daagt Verwarring en afwijzing voor de grens tussen extensioneel afbeeldingen die buiten de standaard en intentioneel uit conventies vallen (ca 1900) Wassily Kandinsky, Picasso 6 Hybriden worden opzettelijk Systematische Relatie tussen intentionele en -18 -

Big Images – de vormenlaag intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen Kees van Overveld -19 -

Big Images – de vormenlaag intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen 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? Kees van Overveld -20 -

Big Images – de vormenlaag intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen Kees van Overveld -21 -

Big Images – de vormenlaag intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen ceci n’est pas une peinture de René Magritte ceci n’est past un paradox Kees van Overveld -22 -

Big Images – de vormenlaag intentionele vs. extensionele vormen; visuele symbolen Kees van Overveld -23 -