Raum und Geometrie: Unterschied zwischen den Versionen
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− | ==Raum als Grundkategorie der | + | ==Raum als Grundkategorie der Bild­morpho­logie== |
− | Die Menge der syntaktischen Komponenten [[Ähnlichkeit und wahrnehmungsnahe Zeichen| | + | Die Menge der syntaktischen Komponenten [[Ähnlichkeit und wahrnehmungsnahe Zeichen|wahrneh­mungsna­her]] [[Zeichen, Zeichenträger, Zeichensystem|Zeichen]] kann im Prinzip in zwei Gruppen aufge­teilt werden: Einer­seits gibt es eine abstrak­te rela­tiona­le ''Basis­struktur''. Sie spannt meist mehre­re koordi­nierte Dimen­sionen auf, in welche die Ele­mente der zweiten Gruppe einge­ordnet werden können. Letzte­re bilden Syste­me perzep­tueller ''Marker­werte'', die es über­haupt erst erlau­ben, die zugrun­de liegen­de Basis­struktur wahrneh­men zu können. In den Worten Kants formt die Basis­struktur eine ''[[Anschauung|reine Anschau­ung]]''.<ref>Als lo­gi­sche Vo­r­aus­set­zung der Wahr­neh­mung – d.h. als ih­re „Be­din­gung der Mög­lich­keit“ – sind rei­ne An­schau­un­gen nicht selbst wahr­nehm­bar (<bib id='Kant 1968a'></bib>: B 33-36).</ref> Bei Bildern ist die Basis­struktur der zwei­dimen­siona­le Raum, wohin­gegen die Marker­werte im Wesent­lichen aus [[Farbe als bildsyntaktische Kategorie|Farben]] und [[Textur|Textu­ren]] beste­hen, die die rein räumli­che Struktur sichtbar machen. Aus diesem Grunde heißt über Bilder zu sprechen auch, über Raum zu sprechen. |
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− | Die Regeln, die unser Sprechen über Raum | + | Die Regeln, die unser Sprechen über Raum orga­nisie­ren (zumin­dest sofern dieses Sprechen als ratio­nal kontrol­liert verstan­den wird), sind mindes­tens schon seit der neoli­thischen Revo­lution mit der Einfüh­rung von Archi­tektur, Acker­bau und den dazu benö­tigten auf­einan­der abge­stimmten räumli­chen Akti­vitä­ten im Fokus der Aufmerk­samkeit. Heute beeinflus­sen vor allem die Kalkü­lisie­rung der Geo­metrie im anti­ken Griechen­land und ihre alge­braische Refor­mulie­rung im 16. Jhd. die Konzep­tion des ''reinen Raums'', der auch der Bild­syntax zugrun­de liegt.<ref>Da­mit wird nicht be­haup­tet, dass je­ne Kal­kü­le aus­reich­ten, wenn es um se­man­ti­sche oder prag­ma­ti­sche As­pek­te geht; ⊳ [[Theorien des Bildraums|The­o­ri­en des Bild­raums]]. </ref> |
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− | ==Geometrische Kalküle als | + | ==Geometrische Kalküle als Forma­lisie­rung von Raum== |
− | Ein geometrischer Kalkül ist im Grunde | + | Ein geometrischer Kalkül ist im Grunde genom­men eine Menge von Regeln, die zu­aller­erst die Möglich­keiten festle­gen, über soge­nannte ''geo­metri­sche Enti­täten'' ganz im Abstrak­ten – d.h. ohne Bezug auf Konkre­ta mit kontin­genten nicht-geo­metri­schen Eigen­heiten – zu reden. Diese Regeln bilden die begriff­lichen Bestim­mungen einer Menge räumli­cher Begrif­fe. Die Begrif­fe für ele­menta­re geo­metri­sche Enti­täten werden im Wesent­lichen durch die Rela­tionen bestimmt, in die sie mit­einan­der eintre­ten können. Diese werden übli­cherwei­se unter­teilt in Bezie­hungen von Kontakt und Nachbar­schaft (''topo­logi­sche'' Rela­tionen),<ref>Vgl. auch [http://de.wikipedia.org/wiki/Topologie_(Mathematik) Wi­ki­pe­di­a: To­po­lo­gie (Ma­the­ma­tik)].</ref> Bezie­hungen, die Abstand und Ausdeh­nung betref­fen (''metri­sche'' Rela­tionen)<ref>Vgl. auch [http://de.wikipedia.org/wiki/Metrischer_Raum Wi­ki­pe­di­a: Met­ri­scher Raum].</ref> und Bezie­hungen hinsicht­lich Richtung und Orien­tierung (''direk­tiona­le'' oder ''projek­tive'' Rela­tionen).<ref>Vgl. auch [http://de.wikipedia.org/wiki/Projektive_Geometrie Wi­ki­pe­di­a: Pro­jek­ti­ve Geo­me­trie].</ref> |
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− | Über geometrische Begriffe zu | + | Über geometrische Begriffe zu verfü­gen hat vor allem drei Auswir­kungen: |
− | * Der ''ontologische'' Aspekt der Regeln zeigt sich darin, dass sie uns | + | * Der ''ontologische'' Aspekt der Regeln zeigt sich darin, dass sie uns erlau­ben, etwas als ''räumlich'' zu beschrei­ben.<ref>Ge­nau­er ge­sagt: Ei­ne sol­che Be­schrei­bung be­steht aus Äu­ße­run­gen, die [[Proposition|Pro­po­si­ti­o­nen]] mit ei­ner [[Prädikation|Prä­di­ka­ti­on]] ver­wen­den, die sich auf ei­nen geo­me­tri­schen Be­griff be­zieht, der durch den Kal­kül fest­ge­legt ist.</ref> Etwas als Instanz eines solchen Begriffs zu verste­hen, d.h. als eine geo­metri­sche Enti­tät, bedeu­tet, es als ein rein räumli­ches Etwas zu begrei­fen – unab­hängig von allen ande­ren Charak­teri­sierun­gen, die eben­falls zutref­fen mögen (z.B. farbig zu sein, schwer zu sein).<ref> D.h.: »geo­me­trisch sein« als sol­ches im­pli­ziert nicht not­wen­dig schon »räum­lich sein«.</ref> Kurz gesagt: ''Die Welt erscheint räumlich orga­nisiert, wenn wir ihre Teile mithil­fe geo­metri­scher Begrif­fe unter­scheiden.'' |
− | * Der ''epistemologische'' Aspekt | + | * Der ''epistemologische'' Aspekt beinhal­tet (u.a.), dass die [[Gestalt|Gestal­ten]], die in Beschrei­bungen visu­ellen Wahrneh­mens vorkom­men, als geo­metri­sche (und daher: räumli­che) Enti­täten verstan­den werden können. Das heißt, der Kalkül forma­lisiert einen abstrak­ten Teil unse­res Verständ­nisses von der visu­ellen Wahr­nehmung (auch ⊳ [[Gegenstand der visuellen Wahrnehmung|Gegen­stand der visu­ellen Wahr­nehmung]]): Kurz gesagt: ''Wir sehen die Welt als räumlich orga­nisiert.'' |
− | * Der ''argumentative'' Aspekt bedeutet | + | * Der ''argumentative'' Aspekt bedeutet schließ­lich, dass die Regeln des Kalküls ange­ben, wie eine gege­bene Beschrei­bung räumli­cher Gegen­stände umge­formt werden kann, ohne die Wahrheit der Beschrei­bung zu verän­dern: Diese Umfor­mungen werden meist unter der Bezeich­nung ‘räumli­ches Schließen’ zusam­menge­fasst:<ref> Bei­spiels­wei­se die Re­geln, die geo­me­tri­sche Be­grif­fe mit­ein­an­der in Be­zie­hung set­zen, wie et­wa dass »links« das In­ver­se zu »rechts« sei oder dass »in« un­ter ge­wis­sen Vo­raus­set­zun­gen ei­ne tran­si­ti­ve Re­la­ti­on sei, kön­nen als Mit­tel­ter­me in räum­li­chen Syl­lo­gis­men ver­wen­det wer­den, die ver­schie­de­ne [[Proposition|Pro­po­si­ti­o­nen]] über geo­me­tri­sche En­ti­tä­ten mit­ein­an­der ver­bin­den. Vgl. hier­zu aber auch die über die rei­ne Geo­me­trie hi­n­aus­ge­hen­den An­tei­le an sol­chen Schluss­pro­zes­sen, wie sie ins­be­son­de­re in <bib id='Herskovits 1986a'>Hers­ko­vits 1986a</bib> oder <bib id='Aurnague & Vieu 1993a'>Aur­na­gue & Vieu 1993a</bib> be­grün­det wer­den, und die Kopp­lung die­ser Über­le­gun­gen mit be­griffs­ge­ne­ti­schen Ar­gu­men­ta­ti­o­nen in <bib id='Schirra 1994a'>Schir­ra 1994a</bib>: vor al­lem Kap. 5. </ref> Kurz gesagt: ''Wenn wir rati­onal über Räumli­ches disku­tieren, verwen­den wir die Kalkül-Regeln für geo­metri­sche Begrif­fe.'' |
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− | Der Standardansatz zu | + | Der Standardansatz zu geometri­schen Kalkü­len ist (1) Euklids axio­mati­sches System, das auf dem Begriff eines unaus­gedehn­ten aber eindeu­tig loka­lisier­ten »Punktes« beruht: Dieser Begriff ist aller­dings ziemlich abstrakt und verhält­nismä­ßig weit entfernt von der konkre­ten Erfah­rung mit Raum. (2) Eine Fami­lie von Non-Standard-Geo­metrie­kalkü­len, die im Wesent­lichen erst im 20. Jhd. ent­wickelt wurde und kogni­tiven Prinzi­pien mehr gerecht zu werden versucht, bietet eine Forma­lisie­rung von Geo­metrie ohne dieses Problem und mit inte­ressan­ten Eigen­schaften für die [[Bildmorphologie|Bild­morpho­logie]]: ''Mereo­geome­trien''. |
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− | ===Euklidische | + | ===Euklidische Geometrie­kalkü­le=== |
− | Vor mehr als 2000 Jahren wurde das erste | + | Vor mehr als 2000 Jahren wurde das erste axio­matische System der Geo­metrie von Euklid vorge­schlagen.<ref>Vgl. auch [http://de.wikipedia.org/wiki/Euklidische_Geometrie Wi­ki­pe­dia: Eu­kli­di­sche Geo­me­trie].</ref> Ausge­hend von einer Menge grundle­gender Postu­late (sog. ‘Axi­ome’) können in diesem System Schluss­folge­rungen gezo­gen werden, um formal (d.h. nur mittels logi­scher Deduk­tion) Theore­me über geo­metri­sche Objek­te und deren Eigen­schaften und Rela­tionen zu bewei­sen. Die Diskus­sion dieses Ansat­zes insbe­sonde­re über die Unab­hängig­keit der fünf Grund­postu­late hat tatsäch­lich in der Folge zu verschie­denen Vari­anten solcher geo­metri­scher Kalkü­le geführt, die den Bereich der ''synthe­tischen Geo­metrie'' bilden.<ref>Vgl. [http://de.wikipedia.org/wiki/Synthetische_Geometrie Wi­ki­pe­dia: Syn­the­ti­sche Geo­me­trie]. Vor allem das “fünfte Axiom”, wie es meist genannt wird, das sich mit dem Begriff der Paral­leli­tät befasst, erwies sich als sehr fruchtbar, obwohl die klassi­schen Nicht-Eukli­dischen Kalkü­le, die daraus entstan­den, in der Regel für Bild­syntax wenig rele­vant sind; vgl. [http://de.wikipedia.org/wiki/Parallelenaxiom Wi­ki­pe­dia: Pa­ral­le­len­axi­om].</ref> |
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− | Im | + | Im 17. Jhd. entwickelte Descartes (<bib id='Descartes 1637a'>Des­cartes 1637a</bib>) einen alter­nati­ven, auf alge­braischen Formeln beru­henden Forma­lismus – Orte werden durch Zahlen beschrie­ben, die deren Entfer­nungen zu einem ''Ursprungs­punkt'' rela­tiv zu Koordi­naten­achsen enko­dieren (''karte­sische Koordi­naten''). Von dieser ''ana­lyti­schen Geo­metrie'', die letztlich zu den heute zumin­dest im techni­schen Bereich meist verwen­deten Vektor­kalkü­len des Raumes geführt hat, konnte formal bewie­sen werden (<bib id='Hilbert 1899a'></bib>), dass sie vollkom­men äqui­valent zu Euklids Kalkül ist.<ref>Vgl. auch [http://de.wikipedia.org/wiki/Analytische_Geometrie Wi­ki­pe­dia: Ana­ly­ti­sche Geo­met­rie].</ref> |
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− | Alle geometrischen Objekte werden | + | Alle geometrischen Objekte werden wesent­lich betrach­tet als Mengen indi­vidu­eller Orte, genannt ‘Punkte’, die, wie Euklid sich ausdrück­te, das sind, „was keine Teile hat“. Punkte können in einer oder mehre­ren Dimen­sionen orga­nisiert sein – abhän­gig von der Menge der unab­hängi­gen (‘ortho­gona­len’) Koordi­naten­achsen, die mit den Haupt­richtun­gen asso­ziiert sind. Jede Achse orga­nisiert die Punkte zudem gemäß den reellen Zahlen. Daher sind die Eukli­dischen Punkte notwen­dig in einem Konti­nuum ange­ordnet. |
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+ | Mit den Regeln des Geometriekalküls werden räumli­che ''Homo­geni­tät'' (Inva­rianz gegen­über Transla­tion des Koordi­naten­ursprungs) und ''Iso­tropie'' (Inva­rianz gegen­über Rota­tion der Koordi­naten­achsen) erreicht, die letztlich die Basis bilden für die [[syntaktische Dichte|syntak­tische Dichte]] des Bild­raumes. Aller­dings führt die übli­che eukli­dische Forma­lisie­rung der Geo­metrie auch zu der uner­wünschten Folge, dass die grund­legen­den Pixe­me notwen­dig unaus­gedehn­te Punkte sind – ein hoch­abstrak­ter, von der Erfah­rung weit entfern­ter Begriff also. Jede ausge­dehnte Region – und damit letztlich auch jedes Pixem – muss dann aus einer unend­lich großen Menge ele­menta­rer geo­metri­scher Objek­te beste­hen, ganz im Gegen­satz zur [[Gestalt]]-Konzep­tion der (Raum-)Wahrneh­mung. | ||
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===Mereogeometrische Kalküle=== | ===Mereogeometrische Kalküle=== | ||
− | Einige Nichtstandard-Kalküle des Raumes liefern einen inte­ | + | Einige Nichtstandard-Kalküle des Raumes liefern einen inte­ressan­ten Ausweg aus diesem Dilem­ma: Mereo­geome­trien sind das Ergeb­nis eines forma­len Ansat­zes zur Geo­metrie, die im Wesent­lichen im 20. Jhd. entwi­ckelt wurden, und die versu­chen, den funda­menta­len kogni­tiven Prinzi­pien gerecht zu werden. Wenn ein Punkt, wie Euklid dachte, das sein soll, „was keine Teile hat“, dann sollten Teil-Ganzes-Bezie­hungen offen­sichtlich als zentra­le Ele­mente der Geo­metrie betrach­tet werden. Zumin­dest für eine Begrün­dung des Bild­raumes wären zudem geo­metri­sche Enti­täten ''mit'' Teilen die natür­liche­ren Kandi­daten für die logi­schen Grund­bau­steine geo­metri­scher Kalkü­le. |
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− | Im Gegensatz zu den | + | Im Gegensatz zu den Geometriekal­külen im Stile Euklids ist die Fami­lie der mereo­geome­trischen Kalkü­le auf dem Begriff einer Region aufge­baut, einer ''ausge­dehnten'' Einheit, die unter­scheidba­re echte Teile haben mag oder auch nicht. Diese Regi­onen werden in der Mereo­geome­trie oft auch ‘Indi­viduen’ genannt, da sie als un­hinter­gehba­re Grund­ele­mente des Kalküls gelten.<ref>Me­reo­geo­me­tri­sche Re­gi­o­nen kön­nen als für den me­reo­geo­met­ri­schen Kal­kül un­teil­bar (‘in-di­vi­du­um’) gel­ten, ob­wohl sie in Teil-Gan­zes-Be­zie­hun­gen ein­ge­hen und da­her an­de­re Re­gi­o­nen als Tei­le ha­ben kön­nen, weil ih­re Ei­gen­schaf­ten nicht auf die Kom­po­si­ti­on aus zu­grun­de lie­gen­den Ele­men­ten zu­rück­ge­führt wird.</ref> Sie haben keine unmit­telba­ren Form- oder Posi­tions­eigen­schaften:<ref> Aus­nah­men be­le­gen hier die Re­gel: In ei­ni­gen Va­ri­an­ten wer­den et­wa nur kreis­för­mi­ge Re­gi­o­nen be­trach­tet (<bib id='Tarski 1929a'>Tars­ki 1929a</bib>).</ref> Ledig­lich die Bezie­hungen zu ande­ren Indi­viduen, die insbe­sonde­re ihre Teile sein können oder von denen sie ein Teil sind, bestim­men Form, Ausdeh­nung und rela­tive Lage: Die Form etwa ist deter­miniert durch die Rela­tionen zwischen den Teil­regi­onen eines Gebiets. |
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− | Während in Euklidischen Geometrien zunächst die | + | Während in Euklidischen Geometrien zunächst die unend­lich große Menge des Konti­nuums von Ko­ordi­naten einge­führt wird, die die poten­tiellen Punkte bestim­men, von denen eini­ge dann als rele­vant ausge­wählt werden (in aller Regel sind das für praktisch bedeut­same Fälle immer noch unend­lich viele), begin­nen mereo­geome­trische Kalkü­le mit einer (für gewöhn­lich endli­chen) Anzahl rele­vanter Regi­onen (‘Indi­viduen’).<ref>Ein aus­führ­li­che­res Bei­spiel ei­nes me­reo­geo­me­tri­schen Kal­küls fin­det sich in [[Exkurs:Mereogeometrien|Ex­kurs: Me­reo­geo­met­rien]].</ref> Ein solches Indi­viduum kann man sich – den wahr­nehmungs­psycho­logi­schen Prinzi­pien der Gestalt­schule folgend – sehr wohl auch als eine visu­elle [[Gestalt]] vorstel­len: Man muss zunächst das wahr­genom­mene Ganze betrach­ten und sollte die Begrif­fe der perzep­tuellen “Ato­me” erst danach als Instru­mente zum Erklä­ren der Gestal­ten einfü­hren, nicht umge­kehrt. Schließlich sehen Menschen – und das gilt ins­beson­dere auch für die [[Bildwahrnehmung|Bildwahr­nehmung]] – keine unend­lich großen Mengen null-dimen­siona­ler Punkte, sondern ausge­dehnte Gestal­ten. Der abstrak­te Begriff einer räumli­chen Einheit ohne Ausdeh­nung ist sekun­där und zu dem Zweck konstru­iert, eini­ge Aspek­te des Er­fahrungs­raums zu erläu­tern, während er an ande­rer Stelle zu ernst­haften Proble­men führt. |
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− | Da Raum traditionell durch Punkt- | + | Da Raum traditionell durch Punkt-basier­te Geo­metrie­kalkü­le be­griffen wurde, ist immer­hin zu bemer­ken, dass die Eigen­schaften des Eukli­dischen Raumes (d.h. des durch Eukli­dische Kalkü­le beschrie­benen Raum­konzepts) im Großen und Ganzen durchaus zu unse­ren allge­meinen Vor­stellun­gen von Raum passen. Daher sollte es auch nicht über­raschen, dass die meisten mereo­geomet­rischen Kalkü­le zu Syste­men führen, die dem Eukli­dischen Raum äqui­valent sind (vgl. <bib id='Borgo & Masolo 2010a'>Borgo & Maso­lo 2010a</bib>). Diese Tatsa­che verdeut­licht, dass unse­re Kogni­tionen von Raum ziemlich stabil und praktisch sind und nicht von der Wahl der geome­trischen Primi­tive abhän­gen. Tatsäch­lich geht es auch nicht darum, ledig­lich die Eigen­arten des Alltags­begriffs von Raum abzu­decken. Die Pointe liegt vielmehr darin zu erläu­tern, wie wir diesen spezi­fischen Begriff von Raum kogni­tiv errei­chen. Die primä­re Frage, die Mereo­geome­trien aus dieser Perspek­tive zu beant­worten suchen, ist daher, welche Primi­tive auf ausge­dehnte Objek­te anwend­bar sind, die ausdrucks­stark genug sind, den Alltags­begriff von Raum zu entfal­ten. |
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− | ==Geometriekalküle und bild­morpho­ | + | ==Geometriekalküle und bild­morpho­logi­sche Struktu­ren== |
− | Die Forschung zu mereo­ | + | Die Forschung zu mereo­geomet­rischen Kalkü­len stützt in der Tat einen irri­tieren­den bild­morpho­logi­schen Befund: das Fehlen von Ein­schränkun­gen für die Wahl der morpho­logi­schen Primi­tive. In beiden Berei­chen (Mereo­geome­trie und Bildmor­pholo­gie) kommt man leicht zu äqui­valen­ten Forma­lismen, obwohl man von ganz unter­schiedli­chen Voraus­setzun­gen ausge­gangen ist. Daher darf die Wahl der Primi­tive nicht nur von rein forma­len Eigen­schaften abhän­gen, sondern muss von Argu­menten und Beobach­tungen aus ande­ren, insbe­sonde­re kogni­tiven, evo­luti­onä­ren, menta­len und wahr­nehmungs­psycho­logi­schen Per­spek­tiven unter­stützt werden. Die Entwick­lung der geo­metri­schen Kalkü­le bis hin zu den Mereo­geo­metrien führt zu geo­metri­schen Ansät­zen, die, indem sie unter­schiedli­che Primi­tive ausnut­zen, ganz zwanglos verschie­dene forma­le Syste­me mit äqui­valen­ter Ausdrucks­stärke hervor­bringen. Einer­seits führt die Suche nach der Grund­legung von Pixe­men (als Primi­tive wie als Proto­typen) direkt zu einer Debat­te, die der Diskus­sion über die funda­menta­len geo­metri­schen Enti­täten entspricht. Ande­rerseits legt der Wunsch, mit einem Com­puter­programm komple­xe Bilder zu erzeu­gen oder zu verste­hen, (zumindest in der Theorie) die Exis­tenz einer begrenz­ten Zahl von Basis­pixe­men nahe, die in einem forma­len Kalkül bei beschränk­ter Komple­xität belie­big kombi­nierbar sein sollen (⊳ [[Bildverarbeitung, digitale|Bild­verar­beitung, digi­tale]]).<ref>Na­tür­lich um­fasst die [[Bildmorphologie|Bild­mor­pho­lo­gie]] we­sent­lich mehr als die­se Frage; vgl. ins­be­son­de­re <bib id='Goodman 1968a'>Good­man 1968a</bib>.</ref> |
− | ===Pixeme als geometrische | + | ===Pixeme als geometrische Enti­täten=== |
− | Im Kontext der morphologischen Struktur von Bildern beschreibt der | + | Im Kontext der morphologischen Struktur von Bildern beschreibt der geo­metri­sche Kalkül, wie wir (rati­onal) über die Basis­struktur der Bild­ebene und den darin enthal­tenen Pixe­men reden. Eine Basis­struktur, die den Regeln, wie sie vom Kalkül vorge­schrieben sind, nicht erfüllt, führt zu [[syntaktisch unkorrekte Bilder|syntak­tisch unkor­rekten Bildern]]. Mit einem punkt-basier­ten Kalkül werden Pixe­me verstan­den als (unend­liche) Mengen von Punkten, die durch [[Gestalt]]-orga­nisie­rende Prozes­se auf den visu­ellen Marker­werten (⊳ [[Farbe als bildsyntaktische Kategorie|Farbe als bild­syntak­tische Kate­gorie]]) bestimmt sind. Die unend­lich vielen Punkte, die jedes Pixem enthält, sind letzt­lich Orte, die ledig­lich ''poten­tiell'' von Interes­se sein könnten: Sie mögen morpho­logisch rele­vant werden, wenn man den gera­de betrach­teten Bild­träger mit einem ande­ren Bild­träger vergleicht. Entspre­chend kommt in Eukli­dischen Kalkü­len ein Begriff der [[Auflösung|Auflö­sung]] nicht vor: Der hypo­theti­sche Auf­lösungs­faktor ist hier immer unend­lich – entspre­chend einer Gottes­perspek­tive auf Raum. |
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− | Bei einem mereo­ | + | Bei einem mereo­geometri­schen Kalkül sind Pixe­me “Indi­viduen”, also primi­tive Enti­täten des Kalküls. Wenn wir davon ausge­hen, dass die Gestalt-Prinzi­pien, die visu­elles Wahrneh­men orga­nisie­ren, genau solche Regi­onen bestim­men, die syntak­tisch rele­vant sind, können diese Pixe­me also ganz zwang­los als etwas in der Wahrneh­mung Gege­benes aufge­fasst werden. Es besteht keine Not­wendig­keit, weite­re Punkte zu betrach­ten. |
− | ===Punkte, Auflösung und | + | ===Punkte, Auflösung und Mikros­kopie­rung=== |
− | Während | + | Während Mereogeomet­rien mit reinem Raum beschäf­tigt sind, muss Bild­morpho­logie weite­re Fakto­ren berück­sichti­gen, wie »Granu­lari­tät« (welche sehr grund­legen­de Eigen­schaften, wie Kontakt zwischen Enti­täten, und damit die Topo­logie an sich, beein­flusst). In der Tat kann in der Mereo­geome­trie der Begriff einer ''kleinsten'' Region durchaus einge­führt werden: Sie werden in den Kalkü­len für gewöhn­lich ‘Punkte’ genannt, könnten aber ebenso gut als ‘Pixel’ bezeich­net werden. Ein solcher Punkt, der sich offen­sichtlich deutlich vom Eukli­dischen Punkt­begriff unter­scheidet, ist im wesent­lichen defi­niert über eine Region, die keine echte Teil­region im Kalkül aufweist (d.h.: es werden keine solchen Teile betrach­tet!).<ref> Der me­reo­geo­met­ri­sche Punkt ist in der Re­gel nicht iden­tisch mit der mi­ni­ma­len Re­gi­on selbst, son­dern wird als Klas­se über al­le In­di­vi­du­en/Re­gi­o­nen de­fi­niert, an de­nen er Teil hat.</ref> Wenn der Begriff »Punkt« auf mereo­geo­metri­sche Weise einge­führt wird, ist es bei der Betrach­tung eines konkre­ten Falles – bei Betrach­tung eines endli­chen Raum­bereichs – nicht not­wendig, ''unend­lich'' viele solcher Punkt-Regi­onen zu berück­sichti­gen. Ledig­lich “rele­vante” Punkte müssen instan­tiiert werden. Das bedeu­tet zugleich, dass ein solcher Kalkül den Raum stets mit endli­cher Auf­lösung erfasst. Aller­dings haben N. Asher & L. Vieu (<bib id='Asher & Vieu 1995a'></bib>) durch eine moda­le Erwei­terung ihres mereo­geo­metri­schen Kalküls einen ‘Mikro­skopie­rung’ genann­ten forma­len Mecha­nismus vorge­schlagen, der eine Art ''Zooming''-Ope­ration darstellt: Was auf einer Be­trachtungs­ebene ein Punkt ist, kann dann auf einer ande­ren, mikro­sko­pierten Betrach­tungs­ebene eine zu­sammen­gesetz­te Region sein, die aus mehre­ren (rele­vanten) Punkten besteht. |
− | ===Die leere Bildfläche und Maximal­ | + | ===Die leere Bildfläche und Maximal­pixe­me=== |
− | Im Gegensatz zu den Räumen der Standard­ | + | Im Gegensatz zu den Räumen der Standard­geomet­rien ist der Bild­raum stets nach außen beschränkt: Die Bild­ebe­ne besteht aus einem einzi­gen Maxi­mal­pixem, das kein Teil eines ande­ren Pixems des Bildes ist – Fernan­de Saint-Martin verwen­det hierfür den Ausdruck ‘basic pic­ture plane’ (<bib id='Saint-Martin 1987a'></bib>).<ref>Na­tür­lich wird die­ses Ma­xi­mal­pi­xem trotz­dem im­mer auch als Teil sei­ner je­wei­li­gen räum­li­chen Um­ge­bung – sei­nes [[Kontext|Kon­texts]] – wahr­ge­nom­men.</ref> Die für mereo­geo­metri­sche Kalkü­le zentra­le Unter­scheidung des abge­schlosse­nen, d.h. seine Grenze mit umfas­senden Indi­viduums gegen­über dem Teil­indi­viduum, das dem Erste­ren ganz entspricht ohne aber die Grenze selbst zu bein­halten, liefert einen un­mittel­baren Ansatz für die Unter­scheidung des Rahmens vom eigent­lichen Bild (⊳ [[Rahmung, Rahmen]]). |
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− | [[Datei:Energetic-SaintMartin1990.jpg|thumb| | + | [[Datei:Energetic-SaintMartin1990.jpg|thumb|Ab­bil­dung 1: Recht­ecki­ges Ma­xi­mal­pi­xem mit “ener­ge­ti­schem Phä­no­men” nach Saint-Mar­tin]] |
− | Wird die | + | Wird die üb­li­che recht­ecki­ge Grund­form der Bild­flä­che ge­wählt, er­ge­ben sich bei me­reo­geo­met­ri­scher Be­trach­tung zu­dem ins­be­son­de­re vier In­di­vi­du­en, die als (me­reo­geo­met­ri­sche) Punk­te zu be­trach­ten sind: die vier Ecken. Da­bei dürf­te die “ener­ge­ti­sche Auf­la­dung” der Eck­re­gi­o­nen, auf die et­wa Saint-Mar­tin in ih­rer bild­mor­pho­lo­gi­schen Ab­hand­lung hin­weist (s. Abb. 1), mit der Kon­struk­ti­on des Punkt­kon­zep­tes in­ner­halb der meis­ten me­reo­geo­met­ri­schen Kal­kü­le zu­sam­men­hän­gen: Im me­reo­geo­met­ri­schen Kal­kül von Tars­ki et­wa wer­den Punk­te als Klas­se al­ler im Kal­kül be­trach­te­ten kon­zen­tri­schen Krei­se ein­ge­führt (<bib id='Tarski 1929a'></bib>). Für jede Ecke einer recht­ecki­gen Bild­fläche müssen in einer Beschrei­bung also entspre­chende Kreis­indi­viduen instan­ziiert werden – ihre in der Bild­fläche liegen­den Teile entspre­chen den Energie­linien Saint-Martins. |
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==Weitere Aspekte== | ==Weitere Aspekte== | ||
− | ===Bildsemantische Aspekte der | + | ===Bildsemantische Aspekte der Geo­metrie=== |
− | Die in geometrischen Kalkülen gefassten Raum­ | + | Die in geometrischen Kalkülen gefassten Raum­konzep­te spielen natür­lich auch eine wichti­ge Rolle in der [[Bildsemantik|Bild­seman­tik]]: Die Pro­jek­tion einer drei­dimen­siona­len Szene auf eine zwei­dimen­siona­le Bild­fläche gehorcht Regeln, die sich insb­esonde­re (wenn auch nicht aus­schließlich) aus den Kalkü­len der projek­tiven Geo­metrien erge­ben. Auf diese Zu­sammen­hänge wird im Lemma ⊳ [[Perspektive und Projektion|Perspek­tive und Projek­tion]] näher einge­gangen. |
===Zeit als Raum=== | ===Zeit als Raum=== | ||
− | Physikalisch wird auch die zeitliche | + | Physikalisch wird auch die zeitliche Er­streckung und Anord­nung als weite­re (vierte) geo­metri­sche Dimen­sion gefasst. Dies spielt in der Bild­philo­sophie entspre­chend bei [[Film]], [[Video]], [[Fernsehen|Fernse­hen]] und ande­ren Bewegt­bild­forma­ten eine Rolle. Im strengen physi­kali­schen Sinne wird aller­dings die zeitli­che “Raum­richtung” von den räumli­chen Dimen­sionen oft dadurch hervor­geho­ben, dass sie als ima­ginä­re Achse eines vier­dimen­siona­len komple­xen Vektor­raumes ange­setzt wird, oder umge­kehrt die eigent­lichen Raum­antei­le als ima­ginä­re Dimen­sionen die Zeit als einzi­ge reell­werti­ge Dimen­sion ergän­zen (sog. ‘Quater­nionen’).<ref>Vgl. [http://de.wikipedia.org/wiki/Quaternionen Wi­ki­pe­dia: Qua­ter­ni­o­nen]. </ref> Auch in der [[Computergraphik|Com­pu­ter­gra­phik]] werden solche Quater­nionen zur Berech­nung von Trans­forma­tionen von 3D-Model­len verwen­det. Insbe­sonde­re Drehun­gen im Raum lassen sich auf diese Weise beson­ders einfach formal behan­deln. |
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Aktuelle Version vom 19. Juli 2023, 00:29 Uhr
Unterpunkt zu: Bildsyntax
English Version: Space and Geometry
Raum als Grundkategorie der BildmorphologieDie Menge der syntaktischen Komponenten wahrnehmungsnaher Zeichen kann im Prinzip in zwei Gruppen aufgeteilt werden: Einerseits gibt es eine abstrakte relationale Basisstruktur. Sie spannt meist mehrere koordinierte Dimensionen auf, in welche die Elemente der zweiten Gruppe eingeordnet werden können. Letztere bilden Systeme perzeptueller Markerwerte, die es überhaupt erst erlauben, die zugrunde liegende Basisstruktur wahrnehmen zu können. In den Worten Kants formt die Basisstruktur eine reine Anschauung.[1] Bei Bildern ist die Basisstruktur der zweidimensionale Raum, wohingegen die Markerwerte im Wesentlichen aus Farben und Texturen bestehen, die die rein räumliche Struktur sichtbar machen. Aus diesem Grunde heißt über Bilder zu sprechen auch, über Raum zu sprechen. Die Regeln, die unser Sprechen über Raum organisieren (zumindest sofern dieses Sprechen als rational kontrolliert verstanden wird), sind mindestens schon seit der neolithischen Revolution mit der Einführung von Architektur, Ackerbau und den dazu benötigten aufeinander abgestimmten räumlichen Aktivitäten im Fokus der Aufmerksamkeit. Heute beeinflussen vor allem die Kalkülisierung der Geometrie im antiken Griechenland und ihre algebraische Reformulierung im 16. Jhd. die Konzeption des reinen Raums, der auch der Bildsyntax zugrunde liegt.[2]
Geometrische Kalküle als Formalisierung von RaumEin geometrischer Kalkül ist im Grunde genommen eine Menge von Regeln, die zuallererst die Möglichkeiten festlegen, über sogenannte geometrische Entitäten ganz im Abstrakten – d.h. ohne Bezug auf Konkreta mit kontingenten nicht-geometrischen Eigenheiten – zu reden. Diese Regeln bilden die begrifflichen Bestimmungen einer Menge räumlicher Begriffe. Die Begriffe für elementare geometrische Entitäten werden im Wesentlichen durch die Relationen bestimmt, in die sie miteinander eintreten können. Diese werden üblicherweise unterteilt in Beziehungen von Kontakt und Nachbarschaft (topologische Relationen),[3] Beziehungen, die Abstand und Ausdehnung betreffen (metrische Relationen)[4] und Beziehungen hinsichtlich Richtung und Orientierung (direktionale oder projektive Relationen).[5] Über geometrische Begriffe zu verfügen hat vor allem drei Auswirkungen:
Der Standardansatz zu geometrischen Kalkülen ist (1) Euklids axiomatisches System, das auf dem Begriff eines unausgedehnten aber eindeutig lokalisierten »Punktes« beruht: Dieser Begriff ist allerdings ziemlich abstrakt und verhältnismäßig weit entfernt von der konkreten Erfahrung mit Raum. (2) Eine Familie von Non-Standard-Geometriekalkülen, die im Wesentlichen erst im 20. Jhd. entwickelt wurde und kognitiven Prinzipien mehr gerecht zu werden versucht, bietet eine Formalisierung von Geometrie ohne dieses Problem und mit interessanten Eigenschaften für die Bildmorphologie: Mereogeometrien. Euklidische GeometriekalküleVor mehr als 2000 Jahren wurde das erste axiomatische System der Geometrie von Euklid vorgeschlagen.[9] Ausgehend von einer Menge grundlegender Postulate (sog. ‘Axiome’) können in diesem System Schlussfolgerungen gezogen werden, um formal (d.h. nur mittels logischer Deduktion) Theoreme über geometrische Objekte und deren Eigenschaften und Relationen zu beweisen. Die Diskussion dieses Ansatzes insbesondere über die Unabhängigkeit der fünf Grundpostulate hat tatsächlich in der Folge zu verschiedenen Varianten solcher geometrischer Kalküle geführt, die den Bereich der synthetischen Geometrie bilden.[10] Im 17. Jhd. entwickelte Descartes ([Descartes 1637a]) einen alternativen, auf algebraischen Formeln beruhenden Formalismus – Orte werden durch Zahlen beschrieben, die deren Entfernungen zu einem Ursprungspunkt relativ zu Koordinatenachsen enkodieren (kartesische Koordinaten). Von dieser analytischen Geometrie, die letztlich zu den heute zumindest im technischen Bereich meist verwendeten Vektorkalkülen des Raumes geführt hat, konnte formal bewiesen werden ([Hilbert 1899a]), dass sie vollkommen äquivalent zu Euklids Kalkül ist.[11] Alle geometrischen Objekte werden wesentlich betrachtet als Mengen individueller Orte, genannt ‘Punkte’, die, wie Euklid sich ausdrückte, das sind, „was keine Teile hat“. Punkte können in einer oder mehreren Dimensionen organisiert sein – abhängig von der Menge der unabhängigen (‘orthogonalen’) Koordinatenachsen, die mit den Hauptrichtungen assoziiert sind. Jede Achse organisiert die Punkte zudem gemäß den reellen Zahlen. Daher sind die Euklidischen Punkte notwendig in einem Kontinuum angeordnet. Mit den Regeln des Geometriekalküls werden räumliche Homogenität (Invarianz gegenüber Translation des Koordinatenursprungs) und Isotropie (Invarianz gegenüber Rotation der Koordinatenachsen) erreicht, die letztlich die Basis bilden für die syntaktische Dichte des Bildraumes. Allerdings führt die übliche euklidische Formalisierung der Geometrie auch zu der unerwünschten Folge, dass die grundlegenden Pixeme notwendig unausgedehnte Punkte sind – ein hochabstrakter, von der Erfahrung weit entfernter Begriff also. Jede ausgedehnte Region – und damit letztlich auch jedes Pixem – muss dann aus einer unendlich großen Menge elementarer geometrischer Objekte bestehen, ganz im Gegensatz zur Gestalt-Konzeption der (Raum-)Wahrnehmung. Mereogeometrische KalküleEinige Nichtstandard-Kalküle des Raumes liefern einen interessanten Ausweg aus diesem Dilemma: Mereogeometrien sind das Ergebnis eines formalen Ansatzes zur Geometrie, die im Wesentlichen im 20. Jhd. entwickelt wurden, und die versuchen, den fundamentalen kognitiven Prinzipien gerecht zu werden. Wenn ein Punkt, wie Euklid dachte, das sein soll, „was keine Teile hat“, dann sollten Teil-Ganzes-Beziehungen offensichtlich als zentrale Elemente der Geometrie betrachtet werden. Zumindest für eine Begründung des Bildraumes wären zudem geometrische Entitäten mit Teilen die natürlicheren Kandidaten für die logischen Grundbausteine geometrischer Kalküle. Im Gegensatz zu den Geometriekalkülen im Stile Euklids ist die Familie der mereogeometrischen Kalküle auf dem Begriff einer Region aufgebaut, einer ausgedehnten Einheit, die unterscheidbare echte Teile haben mag oder auch nicht. Diese Regionen werden in der Mereogeometrie oft auch ‘Individuen’ genannt, da sie als unhintergehbare Grundelemente des Kalküls gelten.[12] Sie haben keine unmittelbaren Form- oder Positionseigenschaften:[13] Lediglich die Beziehungen zu anderen Individuen, die insbesondere ihre Teile sein können oder von denen sie ein Teil sind, bestimmen Form, Ausdehnung und relative Lage: Die Form etwa ist determiniert durch die Relationen zwischen den Teilregionen eines Gebiets. Während in Euklidischen Geometrien zunächst die unendlich große Menge des Kontinuums von Koordinaten eingeführt wird, die die potentiellen Punkte bestimmen, von denen einige dann als relevant ausgewählt werden (in aller Regel sind das für praktisch bedeutsame Fälle immer noch unendlich viele), beginnen mereogeometrische Kalküle mit einer (für gewöhnlich endlichen) Anzahl relevanter Regionen (‘Individuen’).[14] Ein solches Individuum kann man sich – den wahrnehmungspsychologischen Prinzipien der Gestaltschule folgend – sehr wohl auch als eine visuelle Gestalt vorstellen: Man muss zunächst das wahrgenommene Ganze betrachten und sollte die Begriffe der perzeptuellen “Atome” erst danach als Instrumente zum Erklären der Gestalten einführen, nicht umgekehrt. Schließlich sehen Menschen – und das gilt insbesondere auch für die Bildwahrnehmung – keine unendlich großen Mengen null-dimensionaler Punkte, sondern ausgedehnte Gestalten. Der abstrakte Begriff einer räumlichen Einheit ohne Ausdehnung ist sekundär und zu dem Zweck konstruiert, einige Aspekte des Erfahrungsraums zu erläutern, während er an anderer Stelle zu ernsthaften Problemen führt. Da Raum traditionell durch Punkt-basierte Geometriekalküle begriffen wurde, ist immerhin zu bemerken, dass die Eigenschaften des Euklidischen Raumes (d.h. des durch Euklidische Kalküle beschriebenen Raumkonzepts) im Großen und Ganzen durchaus zu unseren allgemeinen Vorstellungen von Raum passen. Daher sollte es auch nicht überraschen, dass die meisten mereogeometrischen Kalküle zu Systemen führen, die dem Euklidischen Raum äquivalent sind (vgl. [Borgo & Masolo 2010a]). Diese Tatsache verdeutlicht, dass unsere Kognitionen von Raum ziemlich stabil und praktisch sind und nicht von der Wahl der geometrischen Primitive abhängen. Tatsächlich geht es auch nicht darum, lediglich die Eigenarten des Alltagsbegriffs von Raum abzudecken. Die Pointe liegt vielmehr darin zu erläutern, wie wir diesen spezifischen Begriff von Raum kognitiv erreichen. Die primäre Frage, die Mereogeometrien aus dieser Perspektive zu beantworten suchen, ist daher, welche Primitive auf ausgedehnte Objekte anwendbar sind, die ausdrucksstark genug sind, den Alltagsbegriff von Raum zu entfalten.
Geometriekalküle und bildmorphologische StrukturenDie Forschung zu mereogeometrischen Kalkülen stützt in der Tat einen irritierenden bildmorphologischen Befund: das Fehlen von Einschränkungen für die Wahl der morphologischen Primitive. In beiden Bereichen (Mereogeometrie und Bildmorphologie) kommt man leicht zu äquivalenten Formalismen, obwohl man von ganz unterschiedlichen Voraussetzungen ausgegangen ist. Daher darf die Wahl der Primitive nicht nur von rein formalen Eigenschaften abhängen, sondern muss von Argumenten und Beobachtungen aus anderen, insbesondere kognitiven, evolutionären, mentalen und wahrnehmungspsychologischen Perspektiven unterstützt werden. Die Entwicklung der geometrischen Kalküle bis hin zu den Mereogeometrien führt zu geometrischen Ansätzen, die, indem sie unterschiedliche Primitive ausnutzen, ganz zwanglos verschiedene formale Systeme mit äquivalenter Ausdrucksstärke hervorbringen. Einerseits führt die Suche nach der Grundlegung von Pixemen (als Primitive wie als Prototypen) direkt zu einer Debatte, die der Diskussion über die fundamentalen geometrischen Entitäten entspricht. Andererseits legt der Wunsch, mit einem Computerprogramm komplexe Bilder zu erzeugen oder zu verstehen, (zumindest in der Theorie) die Existenz einer begrenzten Zahl von Basispixemen nahe, die in einem formalen Kalkül bei beschränkter Komplexität beliebig kombinierbar sein sollen (⊳ Bildverarbeitung, digitale).[15] Pixeme als geometrische EntitätenIm Kontext der morphologischen Struktur von Bildern beschreibt der geometrische Kalkül, wie wir (rational) über die Basisstruktur der Bildebene und den darin enthaltenen Pixemen reden. Eine Basisstruktur, die den Regeln, wie sie vom Kalkül vorgeschrieben sind, nicht erfüllt, führt zu syntaktisch unkorrekten Bildern. Mit einem punkt-basierten Kalkül werden Pixeme verstanden als (unendliche) Mengen von Punkten, die durch Gestalt-organisierende Prozesse auf den visuellen Markerwerten (⊳ Farbe als bildsyntaktische Kategorie) bestimmt sind. Die unendlich vielen Punkte, die jedes Pixem enthält, sind letztlich Orte, die lediglich potentiell von Interesse sein könnten: Sie mögen morphologisch relevant werden, wenn man den gerade betrachteten Bildträger mit einem anderen Bildträger vergleicht. Entsprechend kommt in Euklidischen Kalkülen ein Begriff der Auflösung nicht vor: Der hypothetische Auflösungsfaktor ist hier immer unendlich – entsprechend einer Gottesperspektive auf Raum. Bei einem mereogeometrischen Kalkül sind Pixeme “Individuen”, also primitive Entitäten des Kalküls. Wenn wir davon ausgehen, dass die Gestalt-Prinzipien, die visuelles Wahrnehmen organisieren, genau solche Regionen bestimmen, die syntaktisch relevant sind, können diese Pixeme also ganz zwanglos als etwas in der Wahrnehmung Gegebenes aufgefasst werden. Es besteht keine Notwendigkeit, weitere Punkte zu betrachten. Punkte, Auflösung und MikroskopierungWährend Mereogeometrien mit reinem Raum beschäftigt sind, muss Bildmorphologie weitere Faktoren berücksichtigen, wie »Granularität« (welche sehr grundlegende Eigenschaften, wie Kontakt zwischen Entitäten, und damit die Topologie an sich, beeinflusst). In der Tat kann in der Mereogeometrie der Begriff einer kleinsten Region durchaus eingeführt werden: Sie werden in den Kalkülen für gewöhnlich ‘Punkte’ genannt, könnten aber ebenso gut als ‘Pixel’ bezeichnet werden. Ein solcher Punkt, der sich offensichtlich deutlich vom Euklidischen Punktbegriff unterscheidet, ist im wesentlichen definiert über eine Region, die keine echte Teilregion im Kalkül aufweist (d.h.: es werden keine solchen Teile betrachtet!).[16] Wenn der Begriff »Punkt« auf mereogeometrische Weise eingeführt wird, ist es bei der Betrachtung eines konkreten Falles – bei Betrachtung eines endlichen Raumbereichs – nicht notwendig, unendlich viele solcher Punkt-Regionen zu berücksichtigen. Lediglich “relevante” Punkte müssen instantiiert werden. Das bedeutet zugleich, dass ein solcher Kalkül den Raum stets mit endlicher Auflösung erfasst. Allerdings haben N. Asher & L. Vieu ([Asher & Vieu 1995a]) durch eine modale Erweiterung ihres mereogeometrischen Kalküls einen ‘Mikroskopierung’ genannten formalen Mechanismus vorgeschlagen, der eine Art Zooming-Operation darstellt: Was auf einer Betrachtungsebene ein Punkt ist, kann dann auf einer anderen, mikroskopierten Betrachtungsebene eine zusammengesetzte Region sein, die aus mehreren (relevanten) Punkten besteht. Die leere Bildfläche und MaximalpixemeIm Gegensatz zu den Räumen der Standardgeometrien ist der Bildraum stets nach außen beschränkt: Die Bildebene besteht aus einem einzigen Maximalpixem, das kein Teil eines anderen Pixems des Bildes ist – Fernande Saint-Martin verwendet hierfür den Ausdruck ‘basic picture plane’ ([Saint-Martin 1987a]).[17] Die für mereogeometrische Kalküle zentrale Unterscheidung des abgeschlossenen, d.h. seine Grenze mit umfassenden Individuums gegenüber dem Teilindividuum, das dem Ersteren ganz entspricht ohne aber die Grenze selbst zu beinhalten, liefert einen unmittelbaren Ansatz für die Unterscheidung des Rahmens vom eigentlichen Bild (⊳ Rahmung, Rahmen). Wird die übliche rechteckige Grundform der Bildfläche gewählt, ergeben sich bei mereogeometrischer Betrachtung zudem insbesondere vier Individuen, die als (mereogeometrische) Punkte zu betrachten sind: die vier Ecken. Dabei dürfte die “energetische Aufladung” der Eckregionen, auf die etwa Saint-Martin in ihrer bildmorphologischen Abhandlung hinweist (s. Abb. 1), mit der Konstruktion des Punktkonzeptes innerhalb der meisten mereogeometrischen Kalküle zusammenhängen: Im mereogeometrischen Kalkül von Tarski etwa werden Punkte als Klasse aller im Kalkül betrachteten konzentrischen Kreise eingeführt ([Tarski 1929a]). Für jede Ecke einer rechteckigen Bildfläche müssen in einer Beschreibung also entsprechende Kreisindividuen instanziiert werden – ihre in der Bildfläche liegenden Teile entsprechen den Energielinien Saint-Martins.
Weitere AspekteBildsemantische Aspekte der GeometrieDie in geometrischen Kalkülen gefassten Raumkonzepte spielen natürlich auch eine wichtige Rolle in der Bildsemantik: Die Projektion einer dreidimensionalen Szene auf eine zweidimensionale Bildfläche gehorcht Regeln, die sich insbesondere (wenn auch nicht ausschließlich) aus den Kalkülen der projektiven Geometrien ergeben. Auf diese Zusammenhänge wird im Lemma ⊳ Perspektive und Projektion näher eingegangen. Zeit als RaumPhysikalisch wird auch die zeitliche Erstreckung und Anordnung als weitere (vierte) geometrische Dimension gefasst. Dies spielt in der Bildphilosophie entsprechend bei Film, Video, Fernsehen und anderen Bewegtbildformaten eine Rolle. Im strengen physikalischen Sinne wird allerdings die zeitliche “Raumrichtung” von den räumlichen Dimensionen oft dadurch hervorgehoben, dass sie als imaginäre Achse eines vierdimensionalen komplexen Vektorraumes angesetzt wird, oder umgekehrt die eigentlichen Raumanteile als imaginäre Dimensionen die Zeit als einzige reellwertige Dimension ergänzen (sog. ‘Quaternionen’).[18] Auch in der Computergraphik werden solche Quaternionen zur Berechnung von Transformationen von 3D-Modellen verwendet. Insbesondere Drehungen im Raum lassen sich auf diese Weise besonders einfach formal behandeln. Siehe auch:
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Anmerkungen
[Asher & Vieu 1995a]: Asher, Nicholas & Vieu, Laure (1995). Toward a Geometry of Common Sense: A Semantics and a Complete Axiomatization of Mereotopology. IJCAI-95. Morgan Kaufmann, S. 846–852.
[Aurnague & Vieu 1993a]: Aurnague, Michel & Vieu, Laure (1993). A Three-Level Approach to the Semantics of Space. In: Zelinsky-Wibbelt, C. (Hg.): The Semantics of Prepositions – From Mental Processing to Natural Language Processing. Berlin: Mouton de Gruyter, S. 393–439. [Borgo & Masolo 2010a]: Borgo, Stefano & Masolo, Claudio (2010). Full Mereogeometries. The Review of Symvbolic Logic, Band: 3, Nummer: 4, S. 521 - 567. [Descartes 1637a]: Descartes, René (1637). La géométrie. Leiden: Jan Maire, Anhang des ‘Discours de la méthode’. [Goodman 1968a]: Goodman, Nelson (1968). Languages of Art. Indianapolis: Hackett, 2. rev. Aufl. 1976. [Herskovits 1986a]: Herskovits, Annette (1986). Language and Cognition – An Interdisciplinary Study of the Prepositions in English. Cambridge: Cambridge Univ. Press. [Hilbert 1899a]: Hilbert, David (1899). Grundlagen der Geometrie. Leipzig: Teubner. [Kant 1968a]: Kant, Immanuel (1968). Kritik der reinen Vernunft. Berlin: de Gruyter, A: 1781, B: 1787. [Saint-Martin 1987a]: Saint-Martin, Fernande (1987). Sémiologie du langage visuel. Montréal: Presses de l’Université du Quebec, Englisch: Semiotics of Visual Language. Bloomington, Indianapolis: Indiana University Press.. [Schirra 1994a]: Schirra, Jörg R.J. (1994). Bildbeschreibung als Verbindung von visuellem und sprachlichem Raum. St. Augustin: DISKI. [Tarski 1929a]: Tarski, Alfred (1929). Les fondement de la géometrie des corps. Cracovie: Société polonaise de mathématique, Erweiterte Fassung in Tarksi: Logique, Sémantique, Métamathématique. A. Colin, Paris 1972, Vol. 1, 27-34. Ausgabe 1: 2013 Verantwortlich: Lektorat: Seitenbearbeitungen durch: Joerg R.J. Schirra [54], Tobias Schöttler [7] und Emilia Didier [1] — (Hinweis) Zitierhinweis: [Schirra & Borgo 2013g-a]
Schirra, Jörg R.J. & Borgo, Stefano (2013). Raum und Geometrie / Space and Geometry. (Ausg. 1). In: Schirra, J.R.J.; Halawa, M. & Liebsch, D. (Hg.): Glossar der Bildphilosophie. (2012-2023). |