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Freiburg, BW, Germany
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2011/05/08

視覺認知

最近要一路忙到五月底,不,可能要一路到年底;
大老闆已經催我趕快發一發文章,趕快寫論文了;
手上的計畫一個已經到收尾階段,一個在三年後的現在證實難度過大,另一個也算在我手上打下後人繼續的基礎了,似乎,快樂的PhD工作階段也快結束。
一則以喜一則以憂,很現實的是工資會三級跳,但同樣很現實的是又要開始找工作位置了。

前陣子難得有力氣寫些非工作相關的東西,算是一個註腳吧。

攝影,或者更泛稱來說,〞行為〞,如果脫離了目的或預先的思考,對個人來說其實是沒什麼意義的,但如果從群體的角度來看,也不過就是一種變異而已。

人不是機器,所以會有變異度會比單純的機器更大,這並沒有什麼特定意義,只不過會影響到個體的存在適應度。

有時候會如此感慨著。

網路上隨處可見所謂勸人向善的文字,但光是〞善〞本身就很值得思辨。
文字或思考,或更直接地說〞價值觀〞,很多時候只是被拿來對別人洗腦而已。
這也是變相的生物本能。

不論如何,還是順手備份一下自己寫的東西好了,誰曉得PFC會存在多久。

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寫在前頭,這篇會是非常抽象的討論,我會儘量用淺顯的文字及寫法,以求讓大家都容易理解;但如果您仍不能理解,這依然是正常的。


0)
如果逐一增加維度,我們可以構築出〞點、線、面、立體〞,這種〞不同維度的場域〞,以及在這些場域下對應之相對關係描述。


在場域為點時,沒有相對關係。
在場域為線時,有x。
在場域為面時,有x/y。
在場域為立體時,有x/y/z。


而要描述一個立體,就一定要定義出其相對應的x/y/z,這就是對一個〞立體〞的定義。


1) 你看到的,並不是你真正看到的。
這個問題很多人並不能理解,但這是視覺的基礎。


視覺,並不是立體的。只有經過人類的認知後,才有了〞立體〞。

真正讓你產生〞立體〞這種感覺的,是視神經訊號傳到大腦後,所進行的理解。

1.1) 視覺神經生理
http://www.ncu.edu.tw/~ncu5200/f_032.php
台灣剛好有人在做這個部份的研究,可以參考一下他們整理好的視覺神經生理基礎說明。

簡單地說,眼睛的功能,就只有感光。
接下來就是認知的部份。

1.2) 認知
如果從來都沒有印象,那也就沒有認知。
第一次的印象,會產生〞初模〞。
接下來碰到同樣的對象,就會被用來與〞初模〞進行比較,如果沒有大的認知矛盾,就會被當成強化初模的例證;如果有知衝突,就會進行邏輯分析,進入〞次模〞的建立過程。
當這個過程被重覆很多次後,同樣對象的刺激已沒有認知矛盾時,就形成了〞對某一對象的既有認知〞。

所以,這時就會有〞對刺激(A)的既有認知〞,而如果碰到一個刺激(B)時,如果產生的結果與刺激(A)沒有很大的認知矛盾,認知上就會很直接產生 刺激(A)=刺激(B) 的推論,也自動將刺激(B)不完整之處以刺激(A)的既有認知補足,或將小部份不合理之處忽略了;這也是錯覺的成因。

1.3) 視覺與認知的關聯
A feature-integration theory of attention, Anne M. Treisman 1980, Cognitive Psychology
Attribute Pair-Based Visual Recognition and Memory, Masahiko Morita 2010, PLoS ONE
有興趣的人可以去閱讀這個領域的科學發表。

我們對於〞物體〞的認知,是靠著多重〞因子(Attribute)〞的整合。

但最主要的一點是,要有〞認知〞,就首先必須要能察覺這些不同的因子(Attribute)及差異。

因為每個人的眼睛不同,以及成長背景不同,所以對這些因子的感受及個人詮釋就不同;也就是說,〞你的視覺認知〞一定不同於〞其他人的視覺認知〞。也就是說,即使是〞同一個現場〞,對不同人來說就是不同。

這是認知上面的差異。

1.4) 從腦部受損的案例來看,有些人會無法判別方向,有些人會無法判別位置;也就是說,眼睛可以感光,但無法建立〞當事者習以為常〞的認知。

但這樣的比較,是以〞習以為常〞作為基準。
什麼叫〞常〞,其實就是你自己的〞習〞,也就是說你已有的印象,也就是說經由〞對象─受器─認知〞、可不斷被驗證的〞個人組合迴圈〞。

所以,我們對於世界,單就視覺來談,也是〞以自己的既有認知〞來進行一般生活視覺處理。
〞不用無時無刻思考,只要不會造成生存的威脅,相近但不同之處可以直接忽略〞
這是在天擇壓力下被留下來的一種條件反射,這也是一般生物的日常生活。

相片本身,要達到目的,也就只有刺激人產生〞既有認知〞這種功能,引起腦中使用多重既有認知以將〞相片上的場景重建為眼前所見〞的〞錯覺〞。

這個完全是對認知的引導操作。


1.5) 平面圖面上存在的東西,僅只是作為視覺訊號而已。


而你在看到平面的圖面時,真正的影響,只是刺激大腦去找出與已有經驗最接近的詮釋,也就是〞去找出最可能的立體結構記憶印象〞。

但不論如何,圖面上只會有二維的場域,並無法提供第三個維度的真實訊息。
所以在〞腦中再現〞的過程中,一定會自動對不明顯的邏輯矛盾進行忽略。


人腦的可以同時進行很多〞現實/經驗〞的比對,除非有很明顯的不合理之處,否則在大多時間之中,人腦會自動找出最接近的經驗結果來對視覺訊號進行詮釋。


很簡單的例子就是視覺錯覺及不符合邏輯的想像畫。
http://www.youtube.com/watch?v=E9I-Onwfqpo
http://en.wikipedia.org/wiki/M._C._Escher

1.6) 三維<->二維 投影關係造成的問題,在腦內重建時多半是用認知來解決。
http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_problem_in_optics


1.7) 有了以上對視覺機制及認知的初步討論後,應該會比較容易理解我接下來要提出的問題的重要性。

那些因子的視覺認知是生物必須的?
依不同學派,會有不同的切入角度。
http://en.wikipedia.org/wiki/Visual_perception
http://en.wikipedia.org/wiki/Empiric...ual_perception

但有一些基本認知是共通的:

亮度Brightness
http://en.wikipedia.org/wiki/Brightness
首先,視覺是感受光的,也就是對生物提供了一個基本趨性的選擇。
有些生物正趨光,有些生物逆趨光,這都是因為有了光感受器才發展出來的能力。

色彩Color
感受波段範圍,以及對什麼樣的波段敏感?這就視生物種類而不同。
對人來說大概是555nm的綠光區是最敏感的
http://en.wikipedia.org/wiki/Visible_spectrum

長度Length

移動Motion

深度認知Depth perception
http://en.wikipedia.org/wiki/Depth_perception

立體認知Stereopsis
http://en.wikipedia.org/wiki/Stereoacuity

其中的 深度認知 與 立體認知 是最容易被搞混的,這二者很像,但依然不同。

人是如何從〞感官〞建立〞關於深度/立體的既有認知〞?
為何人要有 深度/立體認知?它有什麼特點?其他動物有沒有立體認知?
這幾個問題會是接下來我想要討論的重點。



2) 攝影就是在欺騙大腦。

〞攝影行為〞本身,就是從三維的場域中,擷取一個二維場域,再利用這個二維切面,刺激欺騙大腦重建三維場域。


我們在看圖片時,只是在想像中重建〞對應這張圖片應該要有的三維場域是如何〞。這一切重建動作,都只是在腦中進行,你只會得到最後的〞感受〞。


2.1) 欺騙的學問: 光線 及 介質

使用到攝影上時,我們可以用那些方式來引起這些〞既有認知〞?
我想,這才是了解理論之後,對很多人有實際用途的部份。

在實際應用上,可多參考不同的繪畫技法,因為這些技法多半都是經過歷史洗禮,千錘百鍊之下能對人產生認知刺激的有效方式。其中有強調〞2D 模擬 3D 〞這種近真哲學,也有強調〞3D 完全轉化 2D〞這種完全相反的哲學,以及各種不同的切入點。



其實有關簡單應用這部份,去年我已經在PFC某個討論串寫過一次了。

但因為當時沒時間把理論一起簡介,且偷懶只針對了〞光線/明度〞對主體的影響在寫,很容易引起歧義被人誤用,所以在當時的事主做出自我選擇後,我就把它刪除了。

有了前面的理論部份,再把當時寫的放進來到 光線/介質 部份就較不容易引起歧義了。

http://faeriebard.blogspot.com/2010/08/blog-post_30.html
http://faeriebard.blogspot.com/2010/09/part2.html

=====

http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010415357

有網友介紹了這本,以書目來說,作者與我的著眼點非常類似。
所以,還是等口試完去弄一本來啃啃好了。

2011/03/19

Depth of focus

〞Depth of focus (焦深)〞 與 〞Depth of Field (景深)〞,其實分別就是 〞物端〞 與 〞成像端〞 的對等計算。

Depth of focus 公式

t (depth of focus) = 2 * N * C * v / f = 2 * N * C * (1 + m)

公式中

N (光圈數值 aperture number)

C (模糊圓 circle of confusion, 20um (APS-C) or 29um (36mm*24mm))

v (像距 image distance)

f (鏡頭焦距 len's focal length)

m (放大率 magnification)


以放大率公式(後項)簡化計算,在一般攝影時,因為放大率都很小,所以公式中可以簡化為

t ≒ 2 * N * C

2011/03/16

HP1

連續忙了三天整,HP只剩1了。

不過把一個問題的哲學形式整理出來後,頓時視野開闊很多。

2011/03/12

雜感

http://zh.wikipedia.org/wiki/Category:%E6%82%96%E8%AE%BA
誖論們是很好的邏輯訓練工具。
連續忙實驗好幾年了,都沒能好好靜下來思考,真是可惜。

http://en.wikipedia.org/wiki/Aesthetics
美學。也同樣是哲學的一個分支。



活愈老對這些愈著迷了。

魔法少女的反擊!?

其實我不是很喜歡分析動畫設定。因為通常是有很大的邏輯矛盾。
特別是,時空因果關係常常被使用為一個主題,所以會有更多盲點。

這次想分析一下的,是最近頗有人氣的動畫〞魔法少女まどか☆マギカ〞。

在設定中的一個核心概念,就是ENTROPY,以及雖然沒有在故事中提及,但為ENTROPY引申而出,獨立宇宙的終結命運Heat death of the universe。

而另一個核心概念,是二大時間因果誖論(Predestination paradox / Grandfather paradox)及其引申而出的平行宇宙假設。

在劇情中,ENTROPY的部份:
0) 魔女(不管是由〞黑暗原生〞抑或由〞魔法少女黑化〞後形成)殺人,間接造成ENTROPY上昇,最後就會導致世界毀滅。
1) 魔女的手下(無限產生的使魔)在殺人成長後,會成為新的魔女。

這兩個設定是在意義上取用了ENTROPY的概念:〞只有單向變化〞。
但其中巧妙地隱藏了另一層價值,〞毀滅是壞事〞及〞沒有人的世界就是毀滅了〞。

2) 如果以劇情中〞情感由希望轉為絕望的過程〞可以作為能量來源來考量,仍無法脫離ENTROPY增加造成的宇宙終結,只是拖延時間罷了。

3) 以奇蹟交換的代價成為魔法少女,也僅是把有序能量(LOW ENTROPY)轉為無序(HIGH ENTROPY),還附加了變成魔女造成更大ENTROPY的危險機率。

外星生物QB以這種手段,完全無法解決問題,甚至只能說是寅吃卯糧、飲鴆止渴、高利借貸一般,因為作法本身就是結果(主動造成更多魔女)。
我只能說這個外星生物的邏輯很奇怪。
而這些指望奇蹟的人們,也沒真正理解天下沒有白吃午餐、羊毛出在羊身上的道理。

所以整個背景的設定,就是指向不可避免的毀滅,也就是其中隱藏著的價值判斷上的〞不好〞。
而劇情的手法,就是以接近毀滅的時間點來放大對於〞人/生命的存在意義〞、〞滅世恐懼〞。


關於因果誖論的部份:
以劇情來看,似乎是完全採用了平行宇宙作為基礎。因為如果不是這個樣,那誖論的部份就無法迴避(也就是說,如果不是平行世界觀的話,就只會是徒勞無功、不可能更改結局)。
那麼,黑毛根本就是造成各個平行世界毀滅的最後一根稻草!她不斷使用其他平行世界的能量在穿梭時間,造成的ENTROPY上昇更多呀!這比魔女還可怕!


雖然還沒全部播完,但結局大概已經可以預料到看完後心情不會很好了。
簡而言之,這是個假借魔法少女外皮的,被塑造成很悲情化的世界/故事設定。
算是十多年來陽光、快樂、美好的魔法少女題材的反擊吧。


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參考資料:
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%BA%E6%8B%A9%E5%8E%9F%E7%90%86
宇宙學中的人擇原理,雖然邏輯上很奇怪,但其實這也是一般人心中的宇宙/地球觀。也是一種變形的生命沙文主義。