Het Menselijk Oog Kan 'Ghost Images' Zien

{h1}

Het menselijk oog kan spookachtige beelden van licht en patroon detecteren.

Wetenschappers hebben ontdekt dat het menselijk oog een spookachtig vermogen heeft. Het kan "spookbeelden" detecteren.

Dit zijn afbeeldingen die zijn gecodeerd in willekeurige patronen, waarvan eerder werd gedacht dat ze alleen door de computer konden worden gedetecteerd. Maar in een nieuw artikel dat online op de preprint-server arXiv is geplaatst, hebben wetenschappers in Schotland aan de Heriot-Watt University in Edinburgh en de University of Glasgow ontdekt dat het menselijk oog zelf de vereiste berekeningen kan uitvoeren.

"Hoewel de hersenen ze niet individueel kunnen zien, detecteert het oog op een of andere manier alle patronen en houdt dan de informatie daar bij en somt alles samen op", zegt co-auteur Daniele Faccio, professor in de natuurkunde aan de Heriot-Watt University. [De meest verbazingwekkende optische illusies (en hoe ze werken)]

Spookbeelden maken

In een gewone camera nemen meerdere pixels het licht op vanuit één bron, zoals de zon, om een ​​beeld te creëren. Ghost-afbeeldingen zijn in feite het tegenovergestelde: ze beginnen met meerdere lichtbronnen in een voorspelbare array, vertelde Faccio aan WordsSideKick.com, waarbij het licht werd verzameld door een eenpuntsdetector, gewoonlijk een "emmer" genoemd.

Een eenvoudige manier om je voor te stellen hoe dit werkt is na te denken over lidar, dat een single-point laser gebruikt om een ​​scène te scannen. De detector legt vast hoe het licht van de laser terugkaatst vanaf elke plek in de scène, die vervolgens kan worden gereconstrueerd in een afbeelding.

Deze spookbeelden van een vier en een zes laten zien wat het oog ziet. Zwart-witpatronen worden geprojecteerd tegen de originele beelden van een vier en een zes, en het resulterende licht dat terugkaatst kan worden verwerkt om de originele foto te onthullen. Onderzoekers dachten ooit dat alleen computers deze verwerking konden doen, maar nieuw onderzoek toont aan dat het menselijk oog in ieder geval een deel van het proces kan.

Deze spookbeelden van een vier en een zes laten zien wat het oog ziet. Zwart-witpatronen worden geprojecteerd tegen de originele beelden van een vier en een zes, en het resulterende licht dat terugkaatst kan worden verwerkt om de originele foto te onthullen. Onderzoekers dachten ooit dat alleen computers deze verwerking konden doen, maar nieuw onderzoek toont aan dat het menselijk oog in ieder geval een deel van het proces kan.

Dankbetuiging: Daniele Faccio

Maar er is een snellere manier om spookbeelden te krijgen, zei Faccio. In plaats van de scène te scannen met een enkele lichtbron, hebben onderzoekers ontdekt dat ze patronen kunnen projecteren op een scène. Het licht dat weerkaatst wordt van het object plus het patroon kan dan worden gemeten. Het verschil tussen dat lichtpatroon en het geprojecteerde originele patroon bevat het "spookbeeld" dat een computer vervolgens wiskundig uit de gegevens kan wringen. Deze afbeeldingen zien eruit als een vage grijswaardenweergave van de originele afbeelding.

Spookachtige visioenen

Computationeel gesproken, deze methode van het maken van spookbeelden omvat twee wiskundige stappen, zei Faccio. De eerste is het combineren van de originele patronen en de patronen zoals deze verschijnen nadat ze op het object zijn geprojecteerd. Dit wordt wiskundig gedaan door het originele patroon te vermenigvuldigen met het lichtsignaal van het object en het patroon op elke plek. De tweede is om al die getallen in de hele scène samen te vatten. [De 11 mooiste wiskundige vergelijkingen]

"De vraag die we onszelf stelden, is:" Kan het menselijk brein dit doen? ", Zei Faccio.

De onderzoekers besloten om zich te concentreren op de tweede helft van de berekening, het optellen van alle patronen samen. Om dit te doen, begonnen ze met het projecteren van dambordpatronen met de naam Hadamard patronen tegen de beroemde foto van Albert Einstein met zijn tong uitsteekt. Vervolgens gebruikten ze een detector met één pixel om de resulterende lichtpatronen te verzamelen, die ze in een LED-projector invoerden.

Die LED-projector liet de Einstein-plus-Hadamard-patronen op een scherm schijnen met de originele Hadamard-patronen, waarbij ze de twee samen vermenigvuldigden. Stap één: voltooien.

De volgende stap was om te zien wat mensen konden zien bij het bekijken van deze sommatie. De onderzoekers ontdekten dat wanneer de Einstein-plus-Hadamard-patronen langzaam werden geprojecteerd, in pulsen van 1 seconde of langer, mensen net zwart-wit schaakborden zagen - geen spookbeelden. Maar toen de onderzoekers de projecties versnelden, verscheen het goofy gezicht van Einstein. De onderzoekers deden ook de experimenten met cijfers en letters en ontdekten dat ze leesbaar waren in de "geest" -versies.

"De zwarten en de blanken zullen verdwijnen," zei Faccio. "Ze worden grijsachtig en je ziet de afbeelding feitelijk voor je verschijnen."

Klik op Vernieuwen

De reden waarom dit werkt, zei Faccio, is dat het menselijk oog een langzame verversingssnelheid heeft. Het is niet anders dan de reden waarom films werken: wanneer afbeeldingen sneller op het scherm flikkeren dan deze vernieuwingsfrequentie, creëert dit de illusie van vloeiende bewegingen.

Het oog "is heel snel in het verkrijgen van de informatie", zei Faccio. "Het is gewoon erg traag om er vanaf te komen."

De onderzoekers kwamen erachter dat de flikkerende patronen gedurende ongeveer 20 milliseconden in het "geheugen" van het oog bleven en langzaam uitdoven in die tijd. Als de patronen van 20 milliseconden elkaar overlappen, somt het oog ze op als een film, waardoor het spookbeeld kan verschijnen.

Het opwindende deel van deze ontdekking, aldus Faccio, is dat het ghost-imaging-systeem kan worden gebruikt om het menselijke visuele systeem te bestuderen. De paper van de onderzoekers wordt nu beoordeeld in een peer-reviewed tijdschrift. De volgende stap van het team is om erachter te komen of het menselijk oog ook de eerste stap kan zetten in het bekijken van ghost images, bijvoorbeeld door verschillende inputs te vermenigvuldigen met de rechter- en linkerogen.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: 11 Scariest Things Caught By Drones.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com