視覺盛宴遠近處變換不同景象 解密視覺心理

好好看看上面這張圖片。你看到了什麼?近看是一張阿爾伯特·愛因斯坦的影像。可是,當你後退5米再看時,卻分明是另一幅著名的面孔——瑪麗蓮·夢露。

這並非你的幻像。這種圖片是科學家用來讓我們更好地理解大腦如何加工視覺資訊的工具。它實用的一面是,一些公司對這種圖片很感興趣,因為他們可以用它向無意識的觀察者發佈隱藏的資訊,可以在你的眼皮底下創制出一些變種的廣告。

它是怎樣製作出來的
這種雜合圖片的想法並非創新之舉。幾十年來,藝術家們創造了很多從不同角度觀看效果不同的藝術作品,比如,像薩爾瓦多·達利在1940年的作品伏爾泰半身像消失的奴隸市場。

用電腦產生雜合圖片的時間可以追朔到上世紀90年代中期,當時,英國格拉斯哥大學的神經科學家奧登·奧利瓦和菲利普·舒恩茲設計出這些圖像,以幫助他們探測大腦是在什麼時候、怎樣在不同解析度的情況下來識別物體的。要處理你所看到的一切,研究人員首先要限制你大腦對這些資訊的解讀。

這些圖片的秘密就隱藏在它們的製作方式之中。拿最上面那圖的兩個原始圖片說,研究人員是讓愛因斯坦的圖片通過軟體保留了鮮明的細節,比如鼻子上的皺紋,但是去掉了一些像嘴的大小這樣的大致輪廓。而夢露的圖片則是用另一種軟體處理的,它被去掉的成分剛好和愛因斯坦的圖片相反,合成圖片中保留的是她的大致輪廓。在這種情形下,軟體將每張圖片分解為各自的“空間頻率”。低頻圖畫來自圖片中逐漸變化的輪廓,如皮膚色澤。邊緣和鮮明的線條被分解為高頻部分。愛因斯坦的低頻部分被去掉,剩下了他對比鮮明的輪廓特徵;而夢露的高頻部分被濾掉了,所以,她的影像看起來是模糊的。當將處理過的兩種圖像疊加在一起的時候,就獲得了雜合的圖片——近看是愛因斯坦,遠看是夢露。

大腦如何識別圖像
那麼,在你看這些圖片的時候,你的大腦是怎麼工作的呢?現在標準的觀點是:當你看到一個場面的時候,你的大腦是在不同尺度上平行地對視覺資訊進行加工的。奧利瓦和舒恩茲給人們以不同的時間長度來觀看雜合圖片,並記錄人們對所見圖片的敘述。結果發現,大腦對不同解析度的處理存在一個時間差。

大腦對於如大個物體組群這樣粗略特徵的處理發生得最快,只需50毫秒,觀看者就對大致場景獲得了即刻的感覺。而在觀察邊緣或面貌這樣的細節時,人們需要100毫秒或更多的時間來記錄。比如,當你只是瞥一眼城市的街區景象,你觀察的是大樓而不是街上的行人。

為了進一步確立他們的發現,研究人員需要一種更為有效的辦法來證明大腦資訊處理中的界限。於是,他們和麻省理工學院的安東尼奧·陶羅巴一道精心設計了上面的雜合圖像,你所看到的圖像取決於你和圖片的距離。

當你站遠了看這種雜交圖片時,原來你看到的那張有鮮明細節的圖像不見了,取而代之的是輪廓模糊的那張圖像。你的大腦把這個模糊的影像重新解釋為另外一個人,這個過程叫做感知分組。

更重要的是,這種在圖像之間發生的轉換可以被相當精確地控制。人們通過調節濾鏡可以修飾原始照片,即改變雙重圖片的對比度和模糊度以及二者之間的交迭度。例如,研究人員可以讓兩個圖片的過渡緩慢而模糊,也可以讓這個過程快速和驚人。他們希望這些能讓他們驗證他們關於大腦中感覺分組是如何發生的理論,最終可以了解是哪部分視覺皮質區及周圍區域負責對一個場景產生了視覺解釋。奧利瓦說:“這是一個研究大腦如何識別視覺世界以及我們對某些東西有否感覺的工具。”

但是這些圖像本身卻不能告訴我們視覺意識的奧秘。要了解大腦的工作原理,惟有直接打開大腦,找到視覺知覺的對象,或者找到雜合圖像與特別的大腦回路的關係。如今,借助大腦成像技術,在人們觀看圖像時,研究人員能夠掃描受試者的大腦,甚至探查到個別的神經元。這就能讓科學家查明在大腦的什麼區域,什麼類型的神經元產生了視覺處理作用。

又一場圖像革命?
這項技術是有實用價值的,因為它能促使大腦對同一個場景產生不同的解釋。一些研究人員認為與其他大腦分析技術結合起來,雜合圖像將非常有用。

這項技術對製圖、電子展板和廣告可能有著誘人應用前景。奧利瓦認為可以利用雜合圖片來佈置商店的櫥窗,讓人從遠處看到吸引人的景象,而走到近處才發現是商品細節。

這種雜合圖片還可以用做自動提款機的螢幕和筆記本和手機的桌面圖片,因為人們只有離近了才能看清楚,人們在使用個性化物品時再不用擔心被偷窺或被人一不留神就從身後一目了然了。

下一步,奧利瓦打算一次用兩種以上的圖片製作合成圖像,這樣能夠產生更為驚人的效果。將來有一天,當你走在大街上,看到街頭海報在遠處和近處變換出光怪陸離的不同景象時,你就不必驚奇了,因為那些圖像都是你大腦思考的結果。
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