Contextual effects in human gloss perception

par Sabrina Hansmann-Roth

Thèse de doctorat en Psychologie

Sous la direction de Pascal Mamassian.

Le président du jury était Patrick Cavanagh.

Le jury était composé de Pascal Mamassian, Patrick Cavanagh, Roland Fleming, Hannah Smithson, Maarten Wijntjes, Kenneth Knoblauch.

Les rapporteurs étaient Roland Fleming, Hannah Smithson.

  • Titre traduit

    Les effets contextuels sur la perception de la brillance


  • Résumé

    Nous interagissons quotidiennement avec une multitude de matériaux et nous pouvons sans effort identifier les différents matériaux. Nous qualifions facilement des caractéristiques à des matériaux particuliers comme matte, doux, dur, lisse, brillant, par exemple. Ces caractéristiques sont basées sur l’aspect visuel du matériau et les estimations des propriétés physiques sous-jacentes du système visuel. Cependant, la perception est un problème mathématiquement sous-constraint. La quantité de lumière atteignant notre œil dépend des propriétés de réflectance de la matière, l’éclairage de la scène et la géométrie des objets. Estimer les propriétés intrinsèques des matériaux nécessite une clarification de ces différents éléments les uns des autres. Pour estimer propriétés, intrinsèques des matériaux, il faut les étudier indépendamment les uns des autres. Dans cette thèse, j’étudie l’influence d’une propriété intrinsèque particulière : les réflexions spéculaires. J’étudie l’influence du contexte sur la brillance perçue et le rôle des autres matériaux dans la scène observée. D’autres matériaux pourraient fournir des informations supplémentaires sur les caractéristiques de la scène qui guident et façonnent le percept final. Nos résultats expérimentaux confirment que : 1. La perception de la brillance est influencée par le point de vue et la direction d’illumination. La brillance perçue est bien corrélée avec les propriétés des réflexions spéculaires sur la surface. 2. La brillance perçue est largement affectée par d’autres matériaux sur la surface indiquant que les participants prennent les informations d’autres matériaux en compte. 3. La procédure d’estimation conjointe du maximum de vraisemblance peut être utilisées pour quantifier précisément les effets contextuels dans la perception matérielle. La luminance et interagissent brillant physique et en même temps une influence sur la perception de l’autre. En conclusion, cette thèse met en évidence l’importance du contexte sur la brillance perçue. Je soutiens que la définition de constance de brillance néglige largement l’influence du contexte. La capacité du système visuel pour récupérer la réflectance de surface a été largement testée et une absence de constance de brillance ont été trouvé. Cependant, le jugement d’une seule surface dans l’isolement ne correspond pas à une tâche naturelle. D’autres matériaux et objets de la scène apportent des informations supplémentaires sur l’environnement au système visuel. Le percept final de la brillance est formé par des informations disponibles à partir de ces matériaux dans la même scène.


  • Résumé

    We interact with a multitude of different materials on a daily basis and we can effortless identify different materials. We easily add labels to particular materials like soft, hard, smooth, shiny, matte, for example. These labels are based on the visual appearances of the materials and the visual system's estimations of the underlying physical properties. However, mathematically material perception is an underconstrained problem. The light reaching our eye depends on the reflectance properties of the material, the illumination in the scene and the object's geometry. Estimating the intrinsic properties of materials requires to disambiguate these different factors from one another. In this thesis I will focus on one particular intrinsic property: Gloss. I will focus on the influence of the context onto perceived gloss and the role of other materials in the observed scene. Additional materials might provide supplementary information about the scene characteristics that guide and shape the final percept. Our experimental results confirm that: 1. Gloss perception is influenced by the viewpoint and the illumination direction. Perceived gloss correlates well with simple highlight properties on the surface. 2. Perceived gloss is largely influenced by other materials on the surface. Surfaces with two materials generate contrasting perceptual effects. 3. Maximum likelihood conjoint measurements can be used to precisely quantify contextual effects in material perception. Both, luminance and physical gloss interact and simultaneously influence each other. In conclusion, this thesis highlights the importance of the context onto perceived gloss. I argue that the definition of gloss constancy broadly neglects the influence of the context. The visual system's ability to recover the surface reflectance has extensively been tested and lacks of gloss constancy have been found. However, the judgement of a single surface in isolation does not correspond to a natural task. Other materials and objects in the scene provide the visual system with rich information about the environment (e.g. the illumination) and the final percept of the surface is formed by the additional information from these materials in the same scene.

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