El término fenómeno phi se utiliza en un sentido estricto para un movimiento aparente que se observa si dos estímulos ópticos cercanos se presentan alternadamente con una frecuencia relativamente alta. A diferencia del movimiento beta , que se observa en frecuencias más bajas, los estímulos en sí no parecen moverse. En cambio, algo parecido a una sombra difusa y amorfa parece saltar frente a los estímulos y ocluirlos temporalmente. Esta sombra parece tener casi el color del fondo. [1] Max Wertheimer describió por primera vez esta forma de movimiento aparente en su tesis de habilitación , publicada en 1912, [2] que marcó el nacimiento de la psicología Gestalt . [3]
En un sentido más amplio, especialmente si se utiliza la forma plural de fenómenos phi , se aplica también a todos los movimientos aparentes que se pueden ver cuando se presentan alternativamente dos estímulos ópticos cercanos. Esto incluye especialmente el movimiento beta , que ha sido considerado como la ilusión del movimiento en el cine y la animación , [4] [5] aunque se puede argumentar que el movimiento beta indica un movimiento aparente de largo alcance en lugar del movimiento aparente de corto alcance que se ve en película. [6] En realidad, Wertheimer aplicó el término "fenómeno φ" a todos los movimientos aparentes descritos en su tesis cuando introdujo el término en 1912, el movimiento sin objeto que llamó "φ puro". [2] Sin embargo, algunos comentaristas afirman que reservó la letra griega φ para el movimiento puro y sin objeto. [7] [8]
Los experimentos clásicos de Wertheimer utilizaron dos líneas o curvas de luz presentadas repetidamente una tras otra mediante un taquistoscopio . [9] Si se utilizaban ciertos intervalos relativamente cortos entre estímulos y la distancia entre los estímulos era adecuada, entonces sus sujetos (que resultaron ser sus colegas Wolfgang Köhler y Kurt Koffka [10] ) informaron haber visto movimiento puro "sin objeto". . [9]
Sin embargo, resulta difícil demostrar phi de forma estable y convincente. Para facilitar la demostración del fenómeno, los psicólogos del siglo XXI diseñaron una disposición experimental más vívida utilizando más de dos estímulos. En esta demostración, llamada "Magni-phi", se disponen discos idénticos en un círculo y, en una secuencia rápida, uno de los discos se oculta en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj. Esto hace que sea más fácil observar el tipo de movimiento similar a una sombra que descubrió Wertheimer. La demostración de Magni-phi es resistente a cambios de parámetros como tiempo, tamaño, intensidad, número de discos y distancia de visualización. [9]
Además, el fenómeno se puede observar de forma más fiable incluso con sólo dos elementos si se utiliza un intervalo entre estímulos negativo (ISI) (es decir, si los períodos durante los cuales los dos elementos son visibles se superponen ligeramente). En ese caso, el espectador puede ver los dos objetos como estacionarios y suponer inconscientemente que la reaparición del estímulo de un lado significa que el objeto previamente mostrado en esa posición ha reaparecido y no, como se observa con el movimiento beta, que el objeto del otro lado. El lado opuesto acaba de moverse a una nueva posición. El factor crucial para esta percepción es la brevedad de la discontinuidad del estímulo en cada lado. Esto está respaldado por la observación de que se deben elegir adecuadamente dos parámetros para producir el fenómeno phi puro: en primer lugar, la duración absoluta del espacio en cada lado no debe exceder unos 150 ms, y en segundo lugar, la duración del espacio no debe exceder 40% del período de estímulo. [1]
En su tesis de 1912, Wertheimer introdujo el símbolo φ ( phi ) de la siguiente manera: [2]
Además del "movimiento óptimo" (más tarde llamado movimiento beta) y los movimientos parciales de ambos objetos, Wertheimer describió un fenómeno que llamó "movimiento puro". Respecto a esto, resumió las descripciones de sus sujetos de prueba de la siguiente manera:
Wertheimer atribuyó mucha importancia a estas observaciones porque, en su opinión, demostraban que el movimiento podía percibirse directamente y no necesariamente deducirse de la sensación separada de dos estímulos ópticos en lugares ligeramente diferentes en momentos ligeramente diferentes. [2] Este aspecto de su tesis fue un detonante importante en el lanzamiento de la psicología Gestalt. [9]
A partir de mediados del siglo XX, surgió confusión en la literatura científica sobre qué era exactamente el fenómeno phi. Una razón podría ser que los científicos anglófonos tuvieron dificultades para comprender la tesis de Wertheimer, que se publicó en alemán. El estilo de escritura de Wertheimer también es idiosincrásico. [11] Además, la tesis de Wertheimer no especifica exactamente bajo qué parámetros se observó el "movimiento puro". Además, es difícil reproducir el fenómeno. La influyente historia de la psicología de la sensación y la percepción de Edwin Boring , publicada por primera vez en 1942, contribuyó a esta confusión. [12] Boring enumeró los fenómenos que Wertheimer había observado y los clasificó según la duración del intervalo entre estímulos. Sin embargo, Boring colocó el fenómeno phi en la posición incorrecta, es decir, como si tuviera un intervalo entre estímulos relativamente largo. De hecho, con intervalos tan largos, los sujetos no perciben movimiento alguno; sólo observan dos objetos que aparecen sucesivamente. [9]
Esta confusión probablemente ha contribuido al "redescubrimiento" del fenómeno phi con otros nombres, por ejemplo, "movimiento omega", "movimiento de imagen secundaria" y "movimiento de sombra". [1]
Como el sistema visual humano percibe el movimiento phi aparente con dos estímulos ópticos estacionarios y similares presentados uno al lado del otro exponiéndose sucesivamente con alta frecuencia, también hay una versión invertida de este movimiento, que es la ilusión phi invertida. [13] La ilusión phi inversa es el tipo de fenómeno phi que se desvanece o disuelve desde su dirección positiva a la negativa desplazada, de modo que el movimiento aparente que el ser humano percibe es opuesto al desplazamiento físico real. La ilusión de phi inversa suele ir seguida de patrones en blanco y negro.
Se cree que la ilusión de phi inversa es en realidad un efecto de brillo, que ocurre cuando una imagen que invierte el brillo se mueve a través de nuestra retina. [13] [14] Puede explicarse por mecanismos del modelo de campo visual receptivo, donde los estímulos visuales se suman espacialmente (un proceso que es inverso a la diferenciación espacial). Esta suma espacial desdibuja ligeramente el contorno y, por tanto, cambia la luminosidad percibida. Se confirman cuatro predicciones a partir de este modelo de campo receptivo. En primer lugar, el phi inverso foveal debe descomponerse cuando el desplazamiento es mayor que el ancho de los campos receptivos foveales. En segundo lugar, la ilusión phi inversa existe en la retina periférica para desplazamientos mayores que en la fóvea, ya que los campos receptivos son mayores en la retina periférica. En tercer lugar, la suma espacial de los campos receptivos podría aumentar mediante el desenfoque visual de la ilusión phi invertida proyectada en una pantalla con lentes desenfocadas. Cuarto, la cantidad de ilusión phi invertida debería aumentar con la disminución del desplazamiento entre imágenes positivas y negativas.
De hecho, nuestro sistema visual procesa el fenómeno phi hacia adelante y hacia atrás de la misma manera. Nuestro sistema visual percibe el fenómeno phi entre puntos individuales de brillo correspondiente en fotogramas sucesivos, y el movimiento phi se determina localmente, punto por punto, mediado por el brillo en lugar de globalmente. [14]
El fenómeno Phi se ha confundido durante mucho tiempo con el movimiento beta ; sin embargo, el fundador de la Escuela de Psicología Gestalt, Max Wertheimer , distinguió la diferencia entre ellos en 1912. Si bien el fenómeno Phi y el movimiento Beta pueden considerarse en la misma categoría en un sentido más amplio, de hecho son bastante distintos.
En primer lugar, la diferencia está en el nivel neuroanatómico. La información visual se procesa en dos vías, una procesa la posición y el movimiento, y la otra procesa la forma y el color. Si un objeto se mueve o cambia de posición, es probable que estimule ambas vías y resulte en una percepción de movimiento beta. Mientras que si el objeto cambia de posición demasiado rápido, podría resultar en una percepción de movimiento puro como el fenómeno phi.
En segundo lugar, el fenómeno phi y el movimiento beta también son perceptivamente diferentes. Para el fenómeno phi, se presentan dos estímulos A y B sucesivamente, lo que se percibe es algún movimiento que pasa sobre A y B; mientras que para el movimiento beta, aún con dos estímulos A y B presentados sucesivamente, lo que se percibe sería un objeto que en realidad pasa de la posición A a la posición B.
La diferencia también radica en el nivel cognitivo, en cómo nuestro sistema visual interpreta el movimiento, lo cual se basa en el supuesto de que el sistema visual resuelve un problema inverso de interpretación perceptiva. Para los estímulos vecinos producidos por un objeto, el sistema visual tiene que inferir el objeto ya que los estímulos vecinos no dan una imagen completa de la realidad. Hay más de una forma de que nuestro sistema visual interprete. Por lo tanto, nuestro sistema visual necesita poner límites a múltiples interpretaciones para adquirir la única y auténtica. Los principios empleados por nuestro sistema visual para establecer las restricciones suelen ser relevantes para la simplicidad y la probabilidad. [dieciséis]
Se considera que el modelo detector de Hassenstein-Reichardt es el primer modelo matemático que propone que nuestro sistema visual estima el movimiento detectando una correlación cruzada temporal de intensidades de luz de dos puntos vecinos; en resumen, un circuito neuronal teórico sobre cómo nuestro sistema visual rastrea el movimiento. . Este modelo puede explicar y predecir el fenómeno phi y su versión inversa. [15] [17] Este modelo consta de dos ubicaciones y dos entradas visuales, que si se detecta una entrada en una ubicación, la señal se enviará a la otra ubicación. Dos entradas visuales se filtrarían asimétricamente en el tiempo, luego el contraste visual en un lugar se multiplicaría por el contraste retardado en el otro lugar. Finalmente, el resultado de la multiplicación se restaría para obtener un resultado.
Por lo tanto, dos señales positivas o dos negativas generarían una salida positiva; pero si las entradas son una positiva y otra negativa, la salida sería negativa. Esto corresponde matemáticamente a la regla de la multiplicación.
Para el fenómeno phi, el detector de movimiento se desarrollaría para detectar un cambio en las intensidades de la luz en un punto de la retina, luego nuestro sistema visual calcularía una correlación de ese cambio con un cambio en las intensidades de la luz de un punto vecino en la retina, con un corto demora. [18]
El modelo de Reichardt [17] es una forma más compleja del modelo detector de Hassenstein-Reichardt más simple, que se considera un modelo por pares con una no linealidad cuadrática común. Como el método de Fourier se considera un método lineal, el modelo de Reichardt introduce una no linealidad multiplicativa cuando se combinan nuestras respuestas visuales a los cambios de luminancia en diferentes ubicaciones de elementos. [19] En este modelo, la entrada de un fotorreceptor sería retrasada por un filtro para compararse mediante la multiplicación con la otra entrada de una ubicación vecina. La entrada se filtraría dos veces de forma simétrica, una antes de la multiplicación y otra después de la multiplicación, lo que da una estimación del movimiento de segundo orden. [17] [20] Este modelo generalizado de Reichardt permite filtros arbitrarios antes de la no linealidad multiplicativa, así como filtros posteriores a la no linealidad. [17] El fenómeno Phi a menudo se considera un movimiento de primer orden, pero phi invertido podría ser tanto de primer como de segundo orden, según este modelo. [21]
