Человеческий Глаз Может Видеть «Призрачные Образы»

Это изображения, которые закодированы в случайных шаблонах, ранее считавшихся обнаруживаемыми только компьютером. Но в новой статье, опубликованной в Интернете на сервере препринтов arXiv, ученые из Шотландии из Университета Хериота-Уотта в Эдинбурге и Университета Глазго обнаружили, что человеческий глаз сам может выполнять необходимые вычисления.

«Хотя мозг не может видеть их по отдельности, глаз каким-то образом улавливает все закономерности, а затем сохраняет информацию там и суммирует все вместе», — сказал соавтор исследования Даниэле Факсио, профессор физики в Университете Хериота-Ватта.

Создание призрачных изображений

В обычной камере несколько пикселей поглощают свет от одного источника, например солнца, для создания изображения. Призрачные изображения в основном противоположны: они начинаются с нескольких источников света в предсказуемом массиве, сказал Факсио в интервью Live Science, при этом свет собирается одноточечным детектором, обычно называемым «ведром».

Простой способ представить, как это работает, — подумать о лидаре, который использует одноточечный лазер для сканирования сцены. Детектор фиксирует, как свет от лазера отражается от каждого пятна сцены, которое затем может быть восстановлено в изображение.

Но есть более быстрый способ получить призрачные изображения, сказал Факсио. Вместо сканирования сцены с помощью одного источника света исследователи обнаружили, что они могут проецировать узоры на сцену. Затем можно измерить свет, отражающийся от объекта, плюс рисунок. Разница между этим рисунком света и исходным проецируемым рисунком содержит «призрачное изображение», которое компьютер затем может математически извлечь из данных. Эти изображения выглядят как слабое представление исходного изображения в оттенках серого.

Призрачные видения

С точки зрения вычислений, этот метод создания призрачных изображений включает в себя два математических шага, сказал Факсио. Первый — это объединение исходных узоров и узоров в том виде, в каком они появляются после проецирования на объект. Это математически делается путем умножения исходного рисунка на световой сигнал, создаваемый объектом, и рисунка в каждом месте. Второй — суммировать все эти цифры по всей сцене.

«Вопрос, который мы задавали себе, заключается в следующем: «Может ли человеческий мозг сделать это?» — сказал Факсио.

Исследователи решили сосредоточиться на второй половине вычисления, суммировании всех моделей вместе. Для этого они начали с проецирования рисунков шахматного типа, называемых узорами Адамара, на знаменитую фотографию Альберта Эйнштейна с высунутым языком. Затем они использовали однопиксельный детектор для сбора результирующих световых узоров, которые они подавали в светодиодный проектор.

Этот светодиодный проектор высветил паттерны Эйнштейна плюс Адамара на экране, показывая оригинальные паттерны Адамара, по сути, умножая их вместе. Шаг первый: завершить.

Следующим шагом было посмотреть, что люди могут увидеть, глядя на это подведение итогов. Исследователи обнаружили, что когда шаблоны Эйнштейна плюс Адамара проецировались медленно, импульсами по 1 секунде или дольше, люди просто видели черно-белые шахматные доски — никаких призрачных изображений. Но когда исследователи ускорили прогнозы, появилось глупое лицо Эйнштейна. Исследователи также провели эксперименты с цифрами и буквами и обнаружили, что они были разборчивы в «призрачных» версиях.

«Черные и белые начнут исчезать», — сказал Факсио. «Они станут сероватыми, и вы действительно начнете видеть изображение, появляющееся перед вами».

Нажмите обновить

Причина, по которой это работает, сказал Факсио, заключается в том, что человеческий глаз имеет медленную частоту обновления. Это похоже на причину, по которой фильмы работают: когда изображения мелькают на экране быстрее, чем эта частота обновления, это создает иллюзию плавного движения.

Глаз «очень быстро получает информацию», — сказал Факсио. «Просто от него очень медленно избавляются».

Исследователи выяснили, что мерцающие узоры оставались в «памяти» глаза около 20 миллисекунд, медленно исчезая за это время. Если 20-миллисекундные паттерны перекрываются, глаз суммирует их, как в фильме, позволяя появиться призрачному изображению.

По словам Факсио, захватывающая часть этого открытия заключается в том, что система визуализации призраков может быть использована для изучения зрительной системы человека. Статья исследователей в настоящее время находится на рассмотрении в рецензируемом журнале. Следующий шаг команды — выяснить, может ли человеческий глаз также выполнять первый этап просмотра призрачных изображений, возможно, путем умножения различных входных данных для правого и левого глаз.

https://www.livescience.com/63590-human-eye-ghost-images.html

Ссылка на основную публикацию