狗狗眼中的世界是怎样的视角:你家狗狗眼中的世界到底是什么样子
每当你和家里的狗狗深情对视的时候,有没有想过,它们眼中的世界和你有什么不同吗?
可能你已经知道狗的视力不太好,但是不知道有多不好。有个网站,能基于原图生成狗子的视角,比如下面这张烤肉照片,在狗子眼里是啥样的呢?
实际照片
狗狗眼里的
正如你所见,人类可以看到大千世界的形形色色,而狗狗却只能看到以灰色、黄色、蓝色为主的简单色调,并且对于光谱中的红绿等高彩度色彩没有实在的感受力。人类眼中的红绿色,对于狗狗来说都是一片黑白,所以一望无际的美丽大草原在狗狗看来其实只是一片灰扑扑的“草地”。
除了狗狗以外,其实世界上的许多动物所看到的世界都与人有很大差异。在这里,为你准备了几组对比,感受一下其他生物眼中的色彩吧!
麻雀
实际照片
麻雀眼里的
猫
实际照片
猫眼里的
蜜蜂
实际照片
蜜蜂眼里的
牛
实际照片
牛眼里的
地球不同生物所看到的“地球”千差万别,多亏了先进的电脑算法,我们可以模拟出麻雀、蜜蜂和牛眼中的世界。能看出来,它们似乎都缺少了一双“发现美”的眼睛。想要捕捉世间的斑斓色彩,对于它们来说实在是太“南”了。
如此看来,人眼宛如一台设计精良的光学仪器,赋予人类拥有着可以力压动物界的“好眼神”,能捕捉自然界最真实的色彩与光影表现。
可是都是物种演化之手的杰作,为什么人类的眼睛就能比动物捕捉更多色彩的细节呢?
人眼是最精密的光学仪器之一,你敢信?
眼睛中检测光的细胞被称作视杆细胞,它们在黑暗中会变得更加敏感,产生暗视觉。这样的视杆细胞,在人眼中大约有1.2亿个,让我们的眼睛感知外界的明暗变化。有研究表明,人眼甚至能感受到单个光子的经过,这比世界上许多的高端仪器精密地多[1]。
眼睛视觉神经结构丨中国数字科技馆
至于看颜色,则要靠眼睛中的视锥细胞了。视锥细胞可以感受强光和颜色,产生明视觉,而且对物体细节和颜色的分辨力很强。人类有三种不同类型的视锥细胞,然而狗子只有两种类型的视锥细胞(和人类红绿色盲一样),再加上狗子天生“近视”,所以狗子只能看到刚才那样残缺的烤肉图了。
正是由于天生更加优秀的眼睛构造,让我们在所处的世界中具备了识别暗场和明场交织场景的奇异能力,也让我们有了更多机会用眼睛去探索大千世界的多彩元素。而正是有了看清世界的热情,人类开始想方设法地想将美好保留下来,于是人类就利用自己的智慧开启了漫长的“复刻色彩”之路。
本色出演,其实不简单
机智的人类很早就开始在岩壁上作画,记录自己部落的鸡毛蒜皮。后来随着技术的发展,逐渐有了笔墨等工具,但无论是东方传统的水墨画还是油画,其实都不能完全复刻人眼所看到的精彩世界。
照相机、摄像机的发明,在一定程度上解决了我们的困扰。通过小孔成像的基本原理(在小孔附近再加上一个凸透镜,成像会更清晰),加上后来化学感光材料的助攻,19世纪,黑白摄影盛行,也逐步推动了影视节目的发展。
第一代柯达相机拍摄的小象丨wikimedia
基础的黑白两色自然是不能满足人眼需求的,想要拍成彩色就需要人工给底片上色。为了让照片出彩,人们尝试了许多方式,比如用碳素工艺和重铬酸盐等,或者是在胶片感光乳剂中添加染料来呈现色彩,但是人工操作始终不太靠谱。哪位工人不小心手一抖,颜色就会变得浮夸许多。
真正发明第一种商业彩色印相法的人,你一定也有所耳闻,就是发明电影的卢米埃兄弟。影像技术的发展,也正是人们通过一块块屏幕记录现实生活,努力还原真实世界光彩的过程。
事实上,为了不辜负人眼这样的精密仪器,一百多年来,越来越多的科技重心被放到了屏幕显示上,让屏幕显示地更清晰、色彩更艳丽。最先解决的是画面显示问题。电视最早的阴极射线管被成功改造成电子枪,它能精确地敲击在屏幕的荧光粉上,从而显示出或明或暗的小点,像是马赛克贴画墙面一样,组合成了最早的黑白屏幕画面。
阴极射线管就是这么成像的丨gifer.com
让屏幕显示出色彩很重要,但也很难。在一支电子枪的基础上,若是要实现彩色,就需要三支电子枪来精确点亮能发出三原色的荧光粉。利用这个原理,英国人贝尔德终于在1946年把黑白屏幕变成了彩色。
CRT彩色显示屏内部结构丨 eeworld.com
1964年,单色的等离子屏幕被发明出来了。人们发现这种利用两块玻璃之间离子来发光的技术比CRT技术可好多了——等离子屏幕的分辨率更好,色彩更均匀,对比度也更高,屏显技术再一次迎来了里程碑式的飞跃。等离子技术的到来,让我们看到了更为清晰流畅的屏上世界,CRT技术也逐渐式微。
而从70年代开始,液晶显示屏的诞生,让显示技术在诸多方便迎来了全面升级——更薄:以毫米计算的厚度;更大:动辄就是70寸以上;画质更精细:从720p 到1080p,再到现在4K的分辨率……正式为CRT显像管时代划上了完美的句号。
屏显技术的进步不仅让人们看的更真切,而且还给电视节目、游戏和图像处理软件等各个领域带来了更多发挥的空间和机会。
屏幕的发展历程看上去非常励志,但是,现在你我眼前的这块屏幕就如最初所愿,真的“本色出演”了吗?其实不然。虽然许多科学家已经努力让屏幕上的内容变得越来越清晰,但现在人们所面对的大多数屏幕在亮度上却只能达到100尼特以及实现一小部分色域,相比人眼所能看到的花花世界,还是有些差距。
直到QLED技术出现,眼睛的苛刻需求终于能被满足了。
QLED是“Quantum Dots Light Emitting Diode Display”的缩写,中文翻译过来是量子点发光二极管。量子点不是“遇事不决,量子力学”那种玄学,可以简单把它认为是长宽高都在100nm以下的材料,贝尔实验室(各种操作系统、家用电器的发明鼻祖)在1983年发现这种极小的半导体晶体在激发后可以发光。
只要控制量子点的大小,就能实现红绿蓝三种光的自由组合。最开始科学家们就曾经想用量子点的这种特点来追踪人体中药物的位置。
大小不同的量子点在紫外线下可以发出不同颜色的光丨Boston University
由于量子点激发后的光源色彩更纯粹,这也就意味着量子点通过电驱动发光组成的图像画面拥有比传统液晶面板更宽广的色域和更高的色彩准确度,换句话说,就是你从屏幕里看到的内容更接近它本身的颜色了。
QLED屏幕和传统屏幕的对比丨playtech.com
如果能把量子点技术用在屏幕上,做成QLED屏幕,那么我们的眼睛一定可以一本满足。为了让纯净色彩真实可见,我们还做了个实验进行测试。
华为智慧屏的核心就是屏幕本身——显示效果被发挥到了极致,这得益于华为智慧屏QLED量子点面板。在量子点绚丽色彩的基础上,华为智慧屏七重画质优化算法的绮光异彩AI画质引擎,可以智能识别正在播放的内容,并根据内容类型对场景进行优化,无论你是看最新一季的《七个世界,一个星球》,还是玩《刺客信条》里最宏大的场面,自然色彩都能更加生动地呈现在你的眼前。
不过,人类让眼睛嗨起来的脚步就这么停下来了吗?并没有。我们的最终目标,是让屏幕在色彩满足眼睛的基础上,变得更懂人类。
有脑有眼的屏幕,如何更懂你?
随着智能化社会的正式到来,各种电子产品都被赋予了聪明的“大脑”,它们懂得如何更好地“取悦”人类。
经过近百年的迭代升级,屏幕已经拥有了QLED技术,眼睛通过屏幕看到的世界已经极致清晰、多彩。但仅仅“喂饱”眼睛已经远不能满足人们对于大屏设备的需求——如果这样的注视没有互动,那依然是冷冰冰的机器世界。而AI技术的引入,将能给人脑带来更多感性的刺激。像华为智慧屏这样一款“有脑有眼”,能够进行实时人机交互的智慧枢纽,才是大屏产品未来的发展方向。
华为智慧屏通过加入更加高端的AI算法和硬件,让我们在看屏幕的时候,也让屏幕能“看到”另一端的我们。在华为智慧屏的顶部有一个可升降的1080p全高清摄像头——“AI慧眼”。这颗“慧眼”能根据观众所站的位置自动进行跟踪、对焦,让人物始终位于屏幕画面正中且时刻清晰,保证AI慧眼不会存在“是谁的小眼睛,还没看老师”这样的情况发生。
从前有“你站在桥上看风景,看风景的人在楼上看你”的美妙时刻,而现在则有无数个光子和数亿个身处温润环境的视觉细胞在此刻进行相互交流的“深情瞬间”,科技的迷人魅力在一瞬间被展现得淋漓尽致。
得益于鸿鹄芯片这颗强大的大脑,华为智慧屏还支持AI健身、1080P AI视频通话和AI Kids功能,让你的健身计划、父母的视频聊天、孩子的健康成长都能被一一安排妥当。华为智慧屏将不仅仅是一块屏幕,还是你家智能生活的物联入口。
当人类望向这个世界的时候,这个世界也在回望人类。
作为探索世界的利器,人眼在100多年前就对记录美好和呈现美好持续提出了严苛的要求。在未来的100年里,随着智能化社会的到来,我们的眼睛也有了更多可以互动的空间和机会,生物和机械有了深层次的交流,那么智能生活又将朝着什么方向发展?虽然脑洞可以无限大,但是华为智慧屏一定是变革发生的起点。
参考文献
[1] Tinsley, J. N., Molodtsov, M. I., Prevedel, R., Wartmann, D., Espigulé-Pons, J., Lauwers, M., & Vaziri, A. (2016). Direct detection of a single photon by humans. Nature communications, 7, 12172
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