El término fenómeno phi se utiliza en un sentido estricto para un movimiento aparente que se observa si se presentan dos estímulos ópticos cercanos de forma alternada con una frecuencia relativamente alta. A diferencia del movimiento beta , que se observa a frecuencias más bajas, los estímulos en sí no parecen moverse. En cambio, una sombra amorfa y difusa 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 de la Gestalt . [3]
En un sentido más amplio, particularmente si se utiliza la forma plural fenómenos phi , se aplica también a todos los movimientos aparentes que pueden verse si se presentan dos estímulos ópticos cercanos de forma alternada. Esto incluye especialmente el movimiento beta , que se ha considerado como la ilusión de 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 el cine. [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, sin objeto. [7] [8]
Los experimentos clásicos de Wertheimer utilizaban dos líneas de luz o curvas presentadas repetidamente una tras otra usando 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] ) informaban haber visto un movimiento puro "sin objeto". [9]
Sin embargo, resulta difícil demostrar el fenómeno de phi de forma estable y convincente. Para facilitar la demostración del fenómeno, los psicólogos del siglo XXI diseñaron un experimento más vívido que utiliza 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. Esto facilita la observación del tipo de movimiento similar a una sombra que descubrió Wertheimer. La demostración Magni-phi es robusta a los cambios de parámetros como el tiempo, el tamaño, la intensidad, el número de discos y la distancia de observación. [9]
Además, el fenómeno puede observarse con mayor fiabilidad incluso con sólo dos elementos si se utiliza un intervalo interestímulo negativo (es decir, si los periodos durante los cuales los dos elementos son visibles se superponen ligeramente). En ese caso, el observador puede ver los dos objetos como estacionarios y suponer inconscientemente que la reaparición del estímulo en un lado significa que el objeto que se mostraba previamente en esa posición ha reaparecido y no, como se observa con el movimiento beta, que el objeto del lado opuesto simplemente se ha movido a una nueva posición. El factor crucial para esta percepción es la brevedad de la discontinuidad del estímulo en cada lado. Esto se apoya en la observación de que se deben elegir adecuadamente dos parámetros para producir el fenómeno phi puro: primero, la duración absoluta del espacio en cada lado no debe exceder aproximadamente 150 ms, y segundo, la duración del espacio no debe exceder el 40% del periodo del 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 de los movimientos parciales de ambos objetos, Wertheimer describió un fenómeno al que llamó "movimiento puro". En relación con 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 de la 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 tenían 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 con precisión bajo qué parámetros se observó "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 ordenó por la longitud 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 en absoluto; solo observan dos objetos que aparecen sucesivamente. [9]
Esta confusión probablemente ha contribuido al "redescubrimiento" del fenómeno phi bajo otros nombres, por ejemplo, como "movimiento omega", "movimiento de postimagen" 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 y expuestos sucesivamente con alta frecuencia, también existe 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 se disuelve desde su dirección positiva hacia la negativa desplazada, de modo que el movimiento aparente que percibe el ser humano es opuesto al desplazamiento físico real. La ilusión phi inversa a menudo va seguida de patrones en blanco y negro.
Se cree que la ilusión phi inversa es en realidad un efecto de brillo que ocurre cuando una imagen con brillo invertido se mueve a través de nuestra retina. [13] [14] Puede explicarse por mecanismos del modelo de campo receptivo visual, donde los estímulos visuales se suman espacialmente (un proceso que es inverso a la diferenciación espacial). Esta suma espacial difumina el contorno en una pequeña medida y, por lo tanto, cambia el brillo percibido. Se confirman cuatro predicciones a partir de este modelo de campo receptivo. Primero, la phi inversa foveal debería descomponerse cuando el desplazamiento es mayor que el ancho de los campos receptivos foveales. Segundo, la ilusión phi inversa existe en la retina periférica para mayores desplazamientos que en la fóvea, ya que los campos receptivos son mayores en la retina periférica. Tercero, la suma espacial por los campos receptivos podría aumentar por el desenfoque visual de la ilusión phi invertida proyectada en una pantalla con lente desenfocada. 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 cuadros sucesivos, y el movimiento phi se determina de manera local, punto por punto, mediado por el brillo, en lugar de hacerlo de manera global. [14]
El fenómeno Phi ha sido 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, en realidad 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 dé como resultado una percepción de movimiento beta, mientras que si el objeto cambia de posición demasiado rápido, puede dar como resultado una percepción de movimiento puro, como el fenómeno phi.
En segundo lugar, el fenómeno phi y el movimiento beta también son diferentes desde el punto de vista perceptual. En el caso del fenómeno phi, se presentan dos estímulos A y B sucesivamente, y lo que se percibe es un movimiento que pasa por encima de A y B; mientras que en el caso del movimiento beta, con dos estímulos A y B presentados sucesivamente, lo que se percibe es un objeto que pasa de la posición A a la posición B.
La diferencia también se encuentra en el nivel cognitivo, en cuanto a cómo nuestro sistema visual interpreta el movimiento, lo que se basa en el supuesto de que el sistema visual resuelve un problema inverso de interpretación perceptiva. En el caso de los estímulos vecinos producidos por un objeto, el sistema visual tiene que inferir el objeto, ya que los estímulos vecinos no ofrecen una imagen completa de la realidad. Nuestro sistema visual tiene más de una forma de interpretar. Por lo tanto, nuestro sistema visual necesita poner restricciones a múltiples interpretaciones para adquirir la única y auténtica. Los principios que emplea nuestro sistema visual para establecer las restricciones suelen ser relevantes para la simplicidad y la probabilidad. [16]
El modelo de detector Hassenstein-Reichardt se considera el primer modelo matemático que propone que nuestro sistema visual estima el movimiento detectando una correlación cruzada temporal de las intensidades de luz de dos puntos vecinos, en resumen, un circuito neuronal teórico para la forma en que 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 enviaría a la otra ubicación. Dos entradas visuales se filtrarían asimétricamente en el tiempo, luego el contraste visual en una ubicación se multiplicaría con el contraste retardado en el tiempo de la otra ubicación. Finalmente, el resultado de la multiplicación se restaría para obtener una salida.
Por lo tanto, dos señales positivas o dos negativas generarían una salida positiva; pero si las entradas son una positiva y una negativa, la salida sería negativa. Esto corresponde matemáticamente a la regla de multiplicación.
Para el fenómeno phi, se desarrollaría un detector de movimiento 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 breve retraso. [18]
El modelo de Reichardt [17] es una forma más compleja del modelo de 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 los elementos. [19] En este modelo, una entrada de fotorreceptor se retrasaría mediante un filtro para compararse mediante la multiplicación con la otra entrada de una ubicación vecina. La entrada se filtraría dos veces de manera simétrica en espejo, una antes de la multiplicación y otra después de la multiplicación, lo que da una estimación de movimiento de segundo orden. [17] [20] Este modelo de Reichardt generalizado 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 el phi invertido podría ser tanto de primer como de segundo orden, según este modelo. [21]
