Raumwahrnehmung

Ähnlich einer Kamera erzeugt die Augenlinse ein zweidimensionales Abbild der Umwelt auf der Netzhaut. Dennoch ist eine Raumwahrnehmung, also das Sehen von räumlicher Tiefe, möglich. Sie beruht auf zwei Prinzipien: Zum einen wird die Entfernung eines Objektes von den Augen wahrgenommen, zum anderen erfolgt über die Kenntnis der Welt und der darin vorkommenden Objekte eine Interpretation der räumlichen Tiefe.

Weiteres empfehlenswertes Fachwissen

Tägliche Sichtkontrolle der Laborwaagen

Leitfaden zu den grundlegenden Laborkenntnissen

Was ist der richtige Weg, um die Wiederholbarkeit bei Waagen zu überprüfen?

Binokulare Raumwahrnehmung

Parallaxe

Der Mensch und viele Tiere besitzen zwei nebeneinander liegende Augen, mit denen gleichzeitig derselbe Punkt im Raum angeschaut werden kann und ein stereoskopisches Sehen möglich ist. Durch den kleinen seitlichen Abstand ist das Bild der beiden Augen aus einer leicht unterschiedlichen Perspektive gesehen, wodurch sich seitliche Verschiebungen (sog. Querdisparation) zwischen verschiedenen Punkten im Raum ergeben. Bis zu einer Entfernung von ca. 10m kann diese Parallaxe vom Gehirn als räumliche Tiefeninformation interpretiert werden.

Akkommodation

Um einen Punkt im Raum scharf sehen zu können, wird die Krümmung der Augenlinsen variiert (Akkommodation). Mit der Zeit lernt man, welche Entfernung mit welcher Stärke der Krümmung zusammenhängt, sodass auch umgekehrt aus der Änderung der Linsenkrümmung ein Rückschluss auf die räumliche Tiefe möglich ist. Hier ist die Entfernung auf ca. 10m beschränkt.

Konvergenz

Zur Betrachtung naher Gegenstände werden die Augen von den nasal gelegenen Augenmuskeln nach innen gedreht, während die Augen bei der Betrachtung weit entfernter Objekte parallel stehen. Bis zu einem Abstand von etwa 2 Metern kann das Gehirn aus der Konvergenz der Blickachsen Informationen über die Entfernung entnehmen.

Monokulare Raumwahrnehmung

Ist eine stereoskopische Betrachtung nicht möglich oder betrachtet man eine Abbildung, wie beispielsweise eine Fotografie oder ein Gemälde, muss aus den abgebildeten Objekten die räumliche Zuordnung rekonstruiert werden. Umgekehrt werden die monokularen Hinweisreize von Malern usw. eingesetzt, um eine räumliche Wirkung zu erzielen.

Linearperspektive

Jeder kennt das Beispiel der Eisenbahnschienen oder einer Straße, die sich scheinbar am Horizont zu einem Punkt vereinigen. Dieser Effekt der stürzenden Linien zeigt sich bei allen geraden Kanten und Grenzen von Körpern, die räumlich parallel zueinander liegen. Wir wissen, dass sie parallel verlaufen, und kommen nicht in Versuchung tatsächlich anzunehmen, dass sie sich am Horizont vereinigen – stattdessen lesen wir auch deren Abbild als das einer räumlichen Situation.

In der Renaissance erlebten die geometrischen Verfahren der Linearperspektive eine hohe Blüte und brachten eine Fülle an gemalten Trompe l’oeils hervor. Im Zeitalter des Barock wurde diese Gesetzmäßigkeit auch eingesetzt, um beeindruckende architektonische Wirkungen auf kleinstem Raum zu erzeugen, wie dies meisterhaft Bernini am Vorplatz des Petersdoms in Rom vollzog und geradezu virtuos in dem kleinen Treppenhaus, das in die privateren Gemächer des Papstes führt, der berühmten Scala Regia rechterhand der Hauptfassade des Petersdoms.

Beispiel:
Auf dem Bild oben erkennen wir eine Straße. Die in Wirklichkeit parallelen Kanten laufen auf dem Foto aufeinander zu und werden als Tiefeneindruck interpretiert. Aus mangelnder Erfahrung kommt es auch zu Fehldeutungen, Beispiel Sonnenstrahlen.

relative Größe

Ist uns die Größe eines Gegenstandes bekannt, können wir aus seiner relativen Größe (also wie groß er auf dem Retinabild ist), seine Entfernung abschätzen.

Beispiel:
Ein Beispiel findet sich auf dem Foto oben: der kleinere der beiden PKW wird als weiter entfernt wahrgenommen.

Sehen wir mehrere identische Objekte in unterschiedlichen relativen Größen, so „lesen“ wir diese als verschieden weit weg und nicht als verschieden große Exemplare, die sich in gleicher Entfernung befinden.

Verdeckung – Kulissenwirkung

Aufgrund der Eigenart unseres Wahrnehmungsapparates, fehlende Teilstücke von bekannten Formen unwillkürlich im Geiste zu ergänzen, vermuten wir in dem Fall, in dem eine Form eine andere verdeckt, ein Hintereinander und kämen nicht auf die Idee, dass der nur teilweise sichtbaren Form ein Stück fehlt. Diesem Prinzip verdanken wir unter anderem die majestätische Wirkung von hintereinander liegenden Bergketten oder die enorme räumliche Wirkung von mehrschiffigen gotischen Kathedralen, den Säulen- und Bogenwäldern der Alhambra in Granada oder auch der kathedralenähnlichen Wirkung großer Buchenwälder.

Im Theater wird dieser Effekt zusammen mit dem Prinzip der Größenkonstanz genutzt, um im begrenzten Raum des Bühnenhauses weiträumige Saalfluchten zu simulieren. Je mehr Überschneidungen von Formen zu sehen sind und je mehr Schichtungen wir ablesen können, umso stärker wird unser Raumeindruck.

Beispiel:
Ein Beispiel hintereinander angeordneter Berge zeigt das obere Foto.

Schatten

Weitere Hinweise über die Dreidimensionalität von Körpern und Räumen entnehmen wir ihrem Schattenwurf. Aus dem Lichteinfall lesen wir deren Volumen und Oberflächenbeschaffenheit ab, aber auch die vorherrschende Lichtrichtung und Lichtqualität. Dabei setzt unser Gehirn im Zweifelsfalle voraus, dass das Licht von oben kommt (sog. "Licht-von-oben-Heuristik), bevorzugt von links oben (jedenfalls in den Kulturen, die von links nach rechts schreiben und lesen). So können wir sehen, ob es sich um konvexe oder konkave Formen handelt, wie die Grenzen und Übergänge dazwischen beschaffen sind, usw. Dementsprechend steigert die schattierte Darstellung der Körper deren Wiedererkennungsgrad. Der Eigenschatten (die dunklere, weil lichtabgewandte Seite) eines Körpers gibt ihm dabei Volumen und Ausdehnung, während der Schlagschatten (d.h. der Schatten, den der Körper auf seine Umgebung wirft) seinen räumlichen Bezug zu anderen Flächen und Körpern definiert – dabei kommt auch das Prinzip der Verdeckung (s.o.) als Wirkung hinzu.

Beispiel:
Beispiele und mögliche Fehldeutungen finden sich im Artikel Kippfigur.

Luftperspektive

(Siehe auch: Farbperspektive)

Gegenstände in großer Ferne erscheinen unschärfer, heller und bläulicher. Diese Entfernungsinformation verdanken wir dem Umstand, dass wir in einem trübenden Medium leben – der Luft, die uns umgibt. In der Atmosphäre trüben sowohl die eigentlichen Luftmoleküle als auch Wasserdampf und Schwebteile wie Ruß, Rauch oder Sand das Sonnenlicht und das Licht, das von den Körpern reflektiert wird.

Diese Trübung bewirkt, dass sich die Kontraste in die Ferne verringern, schwarze Flächen erscheinen nicht mehr schwarz, weiße nicht mehr weiß, die Farben verlieren ihre Sättigung und zeigen an sonnigen Tagen einen immer größeren Blauanteil, je weiter entfernt ihre Position vom Betrachter ist. Diese Wirkung kann man sehr gut an Tagen sehen, an denen starker Dunst herrscht.

Im Gegensatz dazu achte man einmal auf die Lichtwirkung der Aufnahmen der Astronauten auf dem Mond oder der Bilder, die von den Space Shuttles übertragen wurden: Keine noch so kleine Trübung des Himmelschwarz; der Mondhorizont und gleich darüber die kleine blaue Kugel unseres Heimatplaneten scheinen zum Greifen nah.

Beispiel:
Im Vordergrund auf dem Foto oben ist die Farbe der Bäume dunkelgrün. Mit zunehmender Entfernung hellt sie sich auf und verschiebt sich ins bläuliche. Die entfernten Bergketten sind nur noch wenig dunkler als der Himmel.

relative Höhe

Objekte, die sich im zweidimensionalen Abbild nahe an der Horizontlinie befinden, werden als weiter entfernt interpretiert als Objekte, die weiter darüber oder darunter gesehen werden. Auf dieser Heuristik beruht u.a. die Mondtäuschung.

Bewegungsparallaxe

Bewegen wir uns durch eine Szenerie (z.B. im Auto), ziehen nahe Objekte schneller am Auge vorbei, als weiter entfernte.

Quellen

• E. Bruce Goldstein: Sensation and Perception. Wadsworth, Pacific Grove (USA), 2002
• Michael W. Eysenck, Mark T. Keane: Cognitive Psychology. Psychology Press, Hove, 2000

Siehe auch

• Raum, Raum (Architektur), Räumliches Vorstellungsvermögen
• Konzept des Kleinen Raumes