Transparency perception induced by dynamic luminance change

Abstract

Generally, Transparency has two meanings physical and perceptual. Unlike physical transparency, the perceptual meaning is being able to see through something. In perceptual transparency studies, the traditional theory is related to X-junction and T-junction, which are strong cues for perceiving transparency. Previous studies using junctions asserted that homogeneous layers cannot induce the illusory transparency. On the other hand, some studies have shown that transparency perception can be achieved without junctions. Then, regardless of arguing the importance of junctions, others used new paradigm such as temporal alternations and motions to research the transparency perception. These evidences provided the assumption that changes in the time axis may serve as a reference each moment. According to the above history, the present study examined whether simple uniform stimuli patterns can arise impressions of the transparency with dynamic change over time. In this study, using one uniform circular target with a uniform background for representing no junctions. The experiments showed that contrast change of target-background luminance and luminance contrast level from the background are important factors in temporal comparison. Whereas the luminance polarity of the target circle did not have a significant effect. Also, the second experiment failed to prove the main effect of size change, but an interaction between size change and contrast change did appear. To sum up, this study revealed that time-varying luminance change is as powerful in perceiving transparency as spatial comparisons of multiple layered still images. Additionally, although the previous studies suggest that dark colored surfaces can be perceived more transmissive than light colored surfaces, this study revealed that the possible exceptions with the differences between the darker and lighter targets can be found. Besides, in condition of decreasing the contrast between the target and the background, the enlarging size change showed higher perception of transparency. According to the results, I can suggest that expanding or spreading of the target is more convincible explanation in transparency perception than the receding effect. Next, to explore the cause of transparency perception by dynamic change, there are three considerations. First, human visual system may have similar tendency with physical program, for instance, manipulating opacity level is more efficient than operating RGB values. Second, when the image property varies, observers may prefer transparency changes that are affected by light and atmospheric conditions rather than inherent color changes. Thus, in my experiments, when participants viewed the target circle, they might perceive the starting color is fixed and the transparency is changing. Third, the results showed that perceiving transparency is not decided by the first scene but may be decided by the last scene. Therefore, future work would be desirable to compare various equal end values with the same background luminance or to investigate the difference according to the amount of change.;일반적으로 투명성은 물리적 의미와 지각적 의미를 가지고 있다. 그 중에서 지각적 의미는 어떤 매체를 통해 볼 수 있는 것을 뜻하는데, 현상적 투명성이라고도 불린다. 이런 투명성에 대한 전통적인 이론은 X-교차, T-교차와 관련이 있다. 교차점을 사용한 선행 연구에서는 이들이 투명성을 인식하기 위한 강력한 단서이고, 교차점 없이 균일하게 칠해진 층들의 조합은 투명성을 유도할 수 없다고 주장했다. 반면에, 일부 연구는 교차점이 없는 자극으로 투명성 지각을 유발하기도 하였다. 또한, 교차점의 중요성을 주장하는 것과 상관없이, 일부 연구자들은 시간적 변화와 움직임 같은 새로운 패러다임을 사용하여 투명성 지각을 이끌어냈다. 동적 자극을 사용한 연구들은 시간축의 변화가 시시각각의 비교 대상으로 작용할 수 있다는 점을 시사한다. 이와 같은 연구사를 바탕으로, 본 연구에서는 균일한 자극 패턴이 시간이 지남에 따른 밝기 수준의 변화와 함께 투명성의 인상을 유발할 수 있는지를 살펴보았다. 실험에서는 교차점이 없는 자극을 만들기 위해 하나의 균일한 배경과 하나의 균일한 대상 원을 사용하였다. 결과로는, 배경과 대상 간의 밝기 차이가 감소하거나 증가하는 방향성과 변화 구간의 수준이 시간적 비교에서 중요한 요소라는 것을 보여주었다. 반면, 변화하는 대상의 밝기가 배경보다 어두운 쪽에 있는지 혹은 밝은 쪽에 있는 지의 차이는 유의하지 않았다. 크기 변화의 주효과도 증명하지 못했지만, 크기 변화와 방향 사이 상호작용은 나타났다는 점이 주목할 만하다. 본 연구의 의의는 시간에 따라 변하는 밝기 요인이 기존의 공간적 비교만큼 강한 투명성의 인상을 유발할 수 있다는 것을 밝혔다는 것에 있다. 나아가, 흥미로운 발견도 있었다. 선행 연구에서는 어두운 색의 표면이 밝은 색의 표면보다 더 투과적으로 지각될 수 있음을 시사했지만, 본 연구의 결과는 상대적 밝기의 기존 투명성 모델에 예외가 존재할 가능성을 암시한다. 또한, 멀어지며 흐릿하게 크기가 작아지는 상황보다 크기가 커지며 흐려지는 상황으로 투명해지는 변화를 더 잘 설명할 수 있을 것이라 제안한다. 다음으로, 동적 변화에 의한 투명성 지각의 원인을 탐색하기 위한 세 가지 고려사항이 있다. 첫째, 인간의 시각 시스템은 기계적인 절차와 유사한 경향을 보일 수 있다. 예를 들어 결과적으로 같은 정보를 제공한다면, 투명도 레벨 한 수준을 조작하는 것이 RGB의 세 가지 색상 값을 조작하는 것보다 더 효율적이다. 둘째, 관찰자들은 대상의 고유한 색상의 변화보다 조명과 대기 조건에 영향을 받는 투명도 변화에 적응되어 있을 수 있다. 따라서, 본 실험의 참가자들이 대상 원을 보았을 때, 시작 지점의 색상은 고정되어 있고 투명도가 변한다고 지각할 수 있다. 셋째, 투명성을 지각하는 것은 첫 장면에 의해 결정되는 것은 아니지만, 마지막 장면의 조건에 의해 결정될 가능성이 있다는 결과가 나왔다. 따라서 향후 연구는 더 다양한 마지막 값의 경우를 비교하거나 변화량에 따른 차이를 조사하는 방향으로 나아갈 수 있을 것이다.