Korean Journal of Cognitive Science (인지과학)

The Korean Society for Cognitive Science (한국인지과학회)
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The Effect of Retinal and Perceived Motion Trajectory of Visual Motion Stimulus on Estimated Speed of Motion

운동자극의 망막상 운동거리와 지각된 운동거리가 운동속도 추정에 미치는 영향

  • Park Jong-Jin (Department of Industrial Psychology, Kwangwoon University) ;
  • Hyng-Chul O. Li (Department of Industrial Psychology, Kwangwoon University) ;
  • ShinWoo Kim (Department of Industrial Psychology, Kwangwoon University)
  • 박종진 (광운대학교 산업심리학과) ;
  • 이형철 (광운대학교 산업심리학과) ;
  • 김신우 (광운대학교 산업심리학과)
  • Received : 2023.07.02
  • Accepted : 2023.07.10
  • Published : 2023.09.30
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Abstract

Size, velocity, and time equivalence are mechanisms that allow us to perceive objects in three-dimensional space consistently, despite errors on the two-dimensional retinal image. These mechanisms work on common cues, suggesting that the perception of motion distance, motion speed, and motion time may share common processing. This can lead to the hypothesis that, despite the spatial nature of visual stimuli distorting temporal perception, the perception of motion speed and the perception of motion duration will tend to oppose each other, as observed for objects moving in the environment. To test this hypothesis, the present study measured perceived speed using Müller-Lyer illusion stimulus to determine the relationship between the time-perception consequences of motion stimuli observed in previous studies and the speed perception measured in the present study. Experiment 1 manipulated the perceived motion trajectory while controlling for the retinal motion trajectory, and Experiment 2 manipulated the retinal motion trajectory while controlling for the perceived motion trajectory. The result is that the speed of the inward stimulus, which is perceived to be shorter, is estimated to be higher than that of the outward stimulus, which is perceived to be longer than the actual distance traveled. Taken together with previous time perception findings, namely that time perception is expanded for outward stimuli and contracted for inward stimuli, this suggests that when the perceived trajectory of a stimulus manipulated by the Müller-Lyer illusion is controlled for, perceived speed decreases with increasing duration and increases with decreasing duration when the perceived distance of the stimulus is constant. This relationship suggests that the relationship between time and speed perceived by spatial cues corresponds to the properties of objects moving in the environment, i.e, an increase in time decreases speed and a decrease in time increases speed when distance remains the same.

크기, 속도, 시간 항등성은 이차원 망막상의 오차에도 불구하고 삼차원 공간 속 대상을 일관적으로 지각할 수 있도록 돕는 기제이다. 이 기제들은 공통적인 단서를 바탕으로 동작하며 이는 운동거리, 운동속도, 운동시간의 지각이 공통된 처리 과정을 공유할 가능성을 시사한다. 따라서 시각자극의 공간적 특성이 시간지각을 왜곡시킴에도 불구하고, 환경 속에서 운동하는 물체에서 관찰되는 바와 동일하게 운동속도 지각과 운동시간 지각이 서로 반대되는 경향성을 보일 것이라는 가설을 세울 수 있다. 본 연구는 이 가설을 검증하기 위하여 뮐러-라이어 착시 자극을 사용하여 지각된 속도를 측정하여, 선행연구에서 관찰된 운동자극의 시간지각 결과와 본 연구에서 측정한 속도지각 사이의 관계를 규명하였다. 실험 1은 망막상 운동거리를 동일하게 유지하고 지각된 운동거리를 조작하였고, 실험 2는 망막상 운동거리를 조작하여 지각된 운동거리를 동일하게 유지하였다. 그 결과 이동거리가 실제보다 더 길게 지각되는 외측 유도자극에 비해 이동거리가 더 짧게 지각되는 내측 유도자극의 지각된 속도가 증가했다. 이 결과를 외측 유도자극에서 내측 유도자극보다 지각된 움직임 지속시간이 과대추정 되었던 선행연구와 연결지어 정리하자면, 뮐러-라이어 착시에 의하여 조작된 자극의 지각된 운동거리가 일정할 때 지각된 운동시간이 증가하면 지각된 운동속도가 줄어들고, 지각된 운동시간이 줄어들면 지각된 운동속도가 증가한다. 이 관계는 공간단서에 의하여 지각된 시간 및 속도 사이의 관계가 환경 속에서 운동하는 물체가 가지는 속성, 즉 운동거리를 동일하게 유지하였을 때 운동시간이 증가하면 속도가 감소하고 운동시간이 감소하면 속도가 증가하는 관계에 대응함을 시사한다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2020년 대한민국 교육부와 한국연구재단(NRF-2020S1A5B5A17091257), 그리고 광운대학교 교내 학술연구비(이형철)의 지원을 받아 수행된 연구임.

References

  1. 박종진, 이형철, 김신우 (2021). 시각적 운동자극의 망막 상 운동궤적과 지각된 운동궤적이 운동 시간 추정에 미치는 영향. 한국심리학회지: 인지 및 생물, 33(3), 191-200.
  2. Abbe, M. (1936). The spatial effect upon the perception of time. Japanese Journal of Experimental Psychology, 3, 1-52.
  3. Brainard, D. H. (1997). The psychophysics toolbox. Spatial vision, 10(4), 433-436.
  4. Buonomano, D. V. (2000). Decoding temporal information: a model based on short-term synaptic plasticity. Journal of Neuroscience, 20(3), 1129-1141.
  5. Durstewitz, D. (2003). Self-organizing neural integrator predicts interval times through climbing activity. Journal of Neuroscience, 23(12), 5342-5353.
  6. Geisler, W. S. (2011). Contributions of ideal observer theory to vision research. Vision research, 51(7), 771-781.
  7. Goel, A., & Buonomano, D. V. (2014). Timing as an intrinsic property of neural networks: evidence from in vivo and in vitro experiments. Philosophical transactions of the Royal Society B: Biological sciences, 369(1637), 20120460.
  8. Gorea, A., & Hau, J. (2013). Time in Perspective. Psychological science, 24(8), 1477-1486.
  9. Hass, J., Blaschke, S., Rammsayer, T., & Herrmann, J. M. (2008). A neurocomputational model for optimal temporal processing. Journal of computational neuroscience, 25(3), 449-464.
  10. Hass, J., & Durstewitz, D. (2014). Neurocomputational models of time perception. Advanced Experimental Medicine and Biology, 298, 49-71.
  11. Hass, J., & Durstewitz, D. (2016). Time at the center, or time at the side? Assessing current models of time perception. Current Opinion in Behavioral Sciences, 8, 238-244.
  12. Holway, A. H., & Boring, E. G. (1941). Determinants of apparent visual size with distance variant. The American journal of psychology, 54(1), 21-37.
  13. Kanai, R., Paffen, C. L. E., Hogendoorn, H., & Verstraten, F. A. J. (2006). Time dilation in dynamic visual display. Journal of Vision, 6(12), 8.
  14. Kaneko, S., & Murakami, I. (2009). Perceived duration of visual motion increases with speed. Journal of Vision, 9(7), 14.
  15. Kleiner, M., Brainard, D., & Pelli, D. (2007). What's new in Psychtoolbox-3? Perception, 36(ECVP Abstract Suppl), 14.
  16. Kontsevich, L. L., & Tyler, C. W. (1999). Bayesian adaptive estimation of psychometric slope and threshold. Vision research, 39(16), 2729-2737.
  17. Linares, D., & Gorea, A. (2015). Temporal frequency of events rather than speed dilates perceived duration of moving objects. Scientific reports, 5, 8825.
  18. Lisi, M., & Gorea, A. (2016). Time constancy in human perception. Journal of Vision, 16(14), 3.
  19. Matell, M. S., & Meck, W. H. (2004). Cortico-striatal circuits and interval timing: coincidence detection of oscillatory processes. Cognitive brain research, 21(2), 139-170.
  20. Pelli, D. G., & Vision, S. (1997). The VideoToolbox software for visual psychophysics: Transforming numbers into movies. Spatial vision, 10, 437-442.
  21. Prins, N & Kingdom, F. A. A. (2018). Applying the Model-Comparison Approach to Test Specific Research Hypotheses in Psychophysical Research Using the Palamedes Toolbox. Frontiers in Psychology, 9, 1250.
  22. Romo, R., Hernandez, A., & Zainos, A. (2004). Neuronal correlates of a perceptual decision in ventral premotor cortex. Neuron, 41(1), 165-173.
  23. Tozawa, J. (2008). Speed constancy and the perception of distance. Perception, 37(1), 3-21.