解密視覺心理

阿　茂

站遠(yuǎn)點(diǎn)兒看此圖，你會(huì)看到什么？

研究人員可以通過這種圖片來(lái)了解我們大腦的工作方式

好好看看右上這張圖片。你看到了什么？近看是一張阿爾伯特?愛因斯坦的影像。可是，當(dāng)你后退5米再看時(shí)，卻分明是另一幅著名的面孔——瑪麗蓮?夢(mèng)露。

這并非你的幻像。這種圖片是科學(xué)家用來(lái)讓我們更好地理解大腦如何加工視覺信息的工具。它實(shí)用的一面是，一些公司對(duì)這種圖片很感興趣，因?yàn)樗麄兛梢杂盟驘o(wú)意識(shí)的觀察者發(fā)布隱藏的信息，可以在你的眼皮底下創(chuàng)制出一些變種的廣告。

它是怎樣制作出來(lái)的

這種雜合圖片的想法并非創(chuàng)新之舉。幾十年來(lái)，藝術(shù)家們創(chuàng)造了很多從不同角度觀看效果不同的藝術(shù)作品，比如，像薩爾瓦多?達(dá)利在1940年的作品伏爾泰半身像消失的奴隸市場(chǎng)。

用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生雜合圖片的時(shí)間可以追朔到上世紀(jì)90年代中期，當(dāng)時(shí)，英國(guó)格拉斯哥大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家奧登?奧利瓦和菲利普?舒恩茲設(shè)計(jì)出這些圖像，以幫助他們探測(cè)大腦是在什么時(shí)候、怎樣在不同解析度的情況下來(lái)識(shí)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(duì)這些信息的解讀。

這些圖片的秘密就隱藏在它們的制作方式之中。拿最上面那圖的兩個(gè)原始圖片說(shuō)，研究人員是讓愛因斯坦的圖片通過軟件保留了鮮明的細(xì)節(jié)，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(mèng)露的圖片則是用另一種軟件處理的，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，軟件將每張圖片分解為各自的“空間頻率”。低頻圖畫來(lái)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(duì)比鮮明的輪廓特征；而夢(mèng)露的高頻部分被濾掉了，所以，她的影像看起來(lái)是模糊的。當(dāng)將處理過的兩種圖像疊加在一起的時(shí)候，就獲得了雜合的圖片——近看是愛因斯坦，遠(yuǎn)看是夢(mèng)露。

大腦如何識(shí)別圖像

那么，在你看這些圖片的時(shí)候，你的大腦是怎么工作的呢？現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的觀點(diǎn)是：當(dāng)你看到一個(gè)場(chǎng)面的時(shí)候，你的大腦是在不同尺度上平行地對(duì)視覺信息進(jìn)行加工的。奧利瓦和舒恩茲給人們以不同的時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)觀看雜合圖片，并記錄人們對(duì)所見圖片的敘述。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大腦對(duì)不同解析度的處理存在一個(gè)時(shí)間差。

大腦對(duì)于如大個(gè)物體組群這樣粗略特征的處理發(fā)生得最快，只需50毫秒，觀看者就對(duì)大致場(chǎng)景獲得了即刻的感覺。而在觀察邊緣或面貌這樣的細(xì)節(jié)時(shí)，人們需要100毫秒或更多的時(shí)間來(lái)記錄。比如，當(dāng)你只是瞥一眼城市的街區(qū)景象，你觀察的是大樓而不是街上的行人。

為了進(jìn)一步確立他們的發(fā)現(xiàn)，研究人員需要一種更為有效的辦法來(lái)證明大腦信息處理中的界限。于是，他們和麻省理工學(xué)院的安東尼奧?陶羅巴一道精心設(shè)計(jì)了上面的雜合圖像，你所看到的圖像取決于你和圖片的距離。

當(dāng)你站遠(yuǎn)了看這種雜交圖片時(shí)，原來(lái)你看到的那張有鮮明細(xì)節(jié)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(gè)模糊的影像重新解釋為另外一個(gè)人，這個(gè)過程叫做感知分組。

更重要的是，這種在圖像之間發(fā)生的轉(zhuǎn)換可以被相當(dāng)精確地控制。人們通過調(diào)節(jié)濾鏡可以修飾原始照片，即改變雙重圖片的對(duì)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(gè)圖片的過渡緩慢而模糊，也可以讓這個(gè)過程快速和驚人。他們希望這些能讓他們驗(yàn)證他們關(guān)于大腦中感覺分組是如何發(fā)生的理論，最終可以了解是哪部分視覺皮質(zhì)區(qū)及周圍區(qū)域負(fù)責(zé)對(duì)一個(gè)場(chǎng)景產(chǎn)生了視覺解釋。奧利瓦說(shuō)：“這是一個(gè)研究大腦如何識(shí)別視覺世界以及我們對(duì)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(shí)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(duì)象，或者找到雜合圖像與特別的大腦回路的關(guān)系。如今，借助大腦成像技術(shù)，在人們觀看圖像時(shí)，研究人員能夠掃描受試者的大腦，甚至探查到個(gè)別的神經(jīng)元。這就能讓科學(xué)家查明在大腦的什么區(qū)域，什么類型的神經(jīng)元產(chǎn)生了視覺處理作用。

又一場(chǎng)圖像革命？

這項(xiàng)技術(shù)是有實(shí)用價(jià)值的，因?yàn)樗艽偈勾竽X對(duì)同一個(gè)場(chǎng)景產(chǎn)生不同的解釋。一些研究人員認(rèn)為與其他大腦分析技術(shù)結(jié)合起來(lái)，雜合圖像將非常有用。

這項(xiàng)技術(shù)對(duì)制圖、電子展板和廣告可能有著誘人應(yīng)用前景。奧利瓦認(rèn)為可以利用雜合圖片來(lái)布置商店的櫥窗，讓人從遠(yuǎn)處看到吸引人的景象，而走到近處才發(fā)現(xiàn)是商品細(xì)節(jié)。

這種雜合圖片還可以用做自動(dòng)提款機(jī)的屏幕和筆記本和手機(jī)的桌面圖片，因?yàn)槿藗冎挥须x近了才能看清楚，人們?cè)谑褂脗€(gè)性化物品時(shí)再不用擔(dān)心被偷窺或被人一不留神就從身后一目了然了。

下一步，奧利瓦打算一次用兩種以上的圖片制作合成圖像，這樣能夠產(chǎn)生更為驚人的效果。將來(lái)有一天，當(dāng)你走在大街上，看到街頭海報(bào)在遠(yuǎn)處和近處變換出光怪陸離的不同景象時(shí)，你就不必驚奇了，因?yàn)槟切﹫D像都是你大腦思考的結(jié)果。