Den Sehsinn erforschen

HINWEIS: Die Programme kannst du auf dieser Seite nicht nur nutzen, sondern auch herunterladen und verändern. Und zwar sowohl in Scratch als auch P5.js und Processing. Du kannst in dieser EInheit also beliebig programmieren oder dich ganz aufs Forschen konzentrieren!

Mit dem folgenden Test kannst Du messen, wie genau Dein Sehsinn arbeitet, wenn er etwas parallel ausrichten soll. Es erscheint eine mehr oder weniger schräge Linie, die zweite Linie sollst Du möglichst exakt parallel dazu ausrichten. Dazu eine kurze Bedienungsanleitung:

1. Klicke einmal auf das rechteckige Feld.
2. Mit der Leer-Taste (Space) geht es los, es erscheint die erste Linie in der oberen Hälfte
3. Mit den Pfeiltasten links und rechts verschiebst du eine zweite Linie um ein Pixel, mit der Q- bzw. W-Taste um 10 Pixel. Richte die Linie damit nach Augenmaß möglichst parallel aus (keine Hilfsmittel verwenden!).
4. Wenn du damit fertig bist, drückst du die Eingabe-Taste (Enter), das Ergebnis wird angezeigt. Die Werte werden nicht gespeichert, Du musst sie notieren.
5. Eine neue Runde beginnt wieder mit der Leer-Taste.

Mit diesem zweiten Test kannst Du erforschen, wie genau Du mit dem Sehsinn die Größe eines Kreisdurchmessers abschätzen kannst. Es erscheint zunächst ein zufällig großer Kreis, die Aufgabe besteht darin, einen Kreis mit exakt demselben Durchmesser zu erzeugen. Hierzu auch wieder eine kurze Bedienungsanleitung:

1. Klicke einmal auf das rechteckige Feld.
2. Mit der Leer-Taste (Space) geht es los, es erscheint der erste Kreis in der oberen Hälfte
3. Mit den Pfeiltasten links und rechts vergrößerst bzw. verkleinerst Du einen zweiten Kreis in der unteren Hälfte um ein Pixel, schneller geht es wieder mit der Q- bzw. W-Taste.
4. Wenn du fertig bist, drückst du die Eingabe-Taste (Enter), das Ergebnis wird angezeigt. Die Werte werden nicht gespeichert, Du musst sie notieren.
5. Eine neue Runde beginnt wieder mit der Leer-Taste.

Mit diesem dritten Test kannst Du messen, wie genau Du mit Deinem Sehsinn Grautöne vergleichen kannst. Es erscheinen zwei Quadrate, das obere  mit einem zufälligen Grauwert zwischen 0 und 255 (=Helligkeit), darunter ein zweites, einstellbares Quadrat. Dieses zweite startet mit einem mittleren Grauwert (125). Im Ergebnis wird verglichen, wie genau die Helligkeitswerte der beiden Quadrate übereinstimmen. Hier wieder eine kurze Bedienungsanleitung:

1. Klicke einmal auf das rechteckige Feld.
2. Mit der Leer-Taste (Space) geht es los, im oberen Abschnitt erscheint ein Quadrat mit dem zu vergleichenden Grauwert. Das grau im unteren Quadrat ist wie folgt einstellbar.
3. Mit den Pfeiltasten links und rechts vergrößerst bzw. verringerst Du die Hellgkeit um 1, mit der Q- bzw. W-Taste um 10.
4. Wenn du damit fertig bist, drückst du die Eingabe-Taste (Enter), das Ergebnis wird angezeigt. Die Werte werden nicht gespeichert, Du musst sie notieren.
5. Eine neue Runde beginnt wieder mit der Leer-Taste.

Mit diesem vierten Test kannst Du messen, wie genau Du mit Deinem Sehsinn Farben vergleichen kannst. Es erscheint ein farbiges Quadrat, das zufällige Rot-, Grün- und Blau-Werte aufweist, darunter kannst Du das zweite Quadrat mit einer Farbe versehen. Das Ergebnis vergleicht die RGB-Werte miteinander. Auch zu diesem Test gibt es zunächst eine kurze Bedienungsanleitung:

1. Klicke einmal auf das rechteckige Feld.
2. Mit der Leer-Taste (Space) geht es los, es erscheint ein mit einer Zufallsfarbe gefülltes Quadrat im oberen Abschnitt und ein graues Quadrat (R=125, G=125, B=125) in der unteren Hälfte.
3. Wähle zunächst mit den Tasten R, G oder B den Farbanteil aus, den Du verändern möchtest.
4. Mit den Pfeiltasten links und rechts vergrößerst bzw. verringerst Du diesen Farbanteil dann um 1, mit der Q- bzw. W-Taste um 10.
5. Wenn du damit fertig bist, drückst du die Eingabe-Taste (Enter), das Ergebnis wird angezeigt. Die Werte werden nicht gespeichert, Du musst sie notieren.
6. Eine neue Runde beginnt wieder mit der Leer-Taste.

Das Einstellen von Farben mit dem RGB-System ist nicht einfach. Zu einer ersten Orientierung habe ich Dir hier eine Auswahl an Farben samt RGB-Werten zusammengestellt.

Mit der Scratch-Vorlage kannst du den Zusammenhang zwischen der Farberkennung in Abhängigkeit zum Sichtfeld erforschen. Das Sichtfeld ist der Winkelbereich beider Augen, in dem Licht auf die Netzhaut gelangt. Zur Verdeutlichung: Schaue nach vorne und strecke deine Arme nach rechts bzw. links aus. Irgendwann siehst du sie gerade so nicht mehr. Der Bereich dazwischen ist das Sichtfeld.

Lade die Datei herunter und starte sie in Scratch, die Anleitung findest du in der Anwendung.

Mit dieser Scratch-Vorlage kannst du den Zusammenhang zwischen der Erkennung von Formen in Abhängigkeit zum Sichtfeld erforschen. Das Sichtfeld ist der Winkelbereich beider Augen, in dem Licht auf die Netzhaut gelangt. Zur Verdeutlichung: Schaue nach vorne und strecke deine Arme nach rechts bzw. links aus. Irgendwann siehst du sie gerade so nicht mehr. Der Bereich dazwischen ist das Sichtfeld.

Lade die Datei herunter und starte sie in Scratch, die Anleitung findest du in der Anwendung.

Hier ein paar Vorschläge:

• Wie gut kann das menschliche Auge Parallelität abschätzen / Kreisdurchmesser abschätzen / Helligkeit vergleichen / Farben vergleichen?
• Sind diese Tests zeitabhängig? Hängen sie von anderen Faktoren ab  wie z.B. Müdigkeit, Hunger?
• Funktionieren die Tests in heller Umgebung besser als in dunkler Umgebung? In leiser Umgebung besser als in lauter? Auf großen Monitoren anders als auf kleinen? Von weiter weg anders als von der Nähe?
• Kann ich mit diesen Tests einen Sehfehler bei einer Person (z.B. Kurzsichtigkeit, Astigmatismus) erkennen?

Was musst Du beachten, damit die Ergebnisse objektiv und zuverlässig sind? Welche Fehler könnten auftreten und durch eine gute Planung minimiert werden?  Wie viele Personen sollten die Tests wie oft hintereinander und insgesamt durchführen? Gibt es eine festgelegte Übungs- und Messzeit?

Notiere die Daten zu jedem Testdurchgang. Wenn ihr den Versuch im Team durchführt, könnt ihr diese Online sammeln, dazu sind beispielsweise die Tools ZUMpad oder Cryptpad geeignet:

Um die richtigen Rückschlüsse ziehen zu können, solltest Du genügend Kenntnisse zum Bau und der Funktionsweise des Sehsinns haben. Informiere Dich zum Beispiel mit Deinem Biologiebuch.

• Wie groß war die Bandbreite der Messergebnisse (z.B. Darstellung über ein Boxplot)?
• Welche Rückschlüsse kann man aus den Daten ziehen, welche nicht?
• Wo liegen die Grenzen der Messbarkeit des Sehvermögens mit diesen Tests?