Kým začnete čítať, skúste sa najprv chvíľku venovať obrázkom. Sú síce trochu rozmazané, ale aj tak celkom jasne vidíme, že naľavo je mladý usmievavý človek a napravo starší vážny muž. Teraz si časopis o voľačo oprite a odstúpte od neho na niekoľko (radšej viac ako menej) metrov. Kto je naľavo a kto napravo?
Kúzelnícke triky sa prezrádzať nemajú, nuž ale toto nie je kúzelnícka rubrika. Takže hádam môžeme urobiť výnimku z tohto veľmi rozumného a užitočného pravidla. My tú výnimku dokonca urobiť musíme. Pretože ak chceme pochopiť, čo nám tieto obrázky hovoria o rozpoznávaní obrazov ľudským mozgom, musíme si najprv vysvetliť, ako sme tie obrázky vyrobili a ako to celé funguje.
Výroba vyzerala takto: Zobrali sme si fotky dvoch tvárí – staršieho vážneho muža a mladej usmievavej ženy. Obidve sme výrazne rozmazali, tak aby prestali byť viditeľné detaily, ale aby sme ešte stále rozoznávali jednotlivé tváre. Okrem toho sme si z obidvoch pôvodných fotiek pripravili aj zostrenú a kontrastnejšiu verziu. Výsledné obrázky sme poskladali zo zostrených a rozmazaných fotografií. Na ľavom obrázku sme na spodok dali rozmazanú mužskú tvár a potom sme ju prekryli zostrenou ženskou tvárou. Vrchnú tvár sme však urobili priehľadnou, takže spod nej jasne presvitala spodná tvár. Na pravom obrázku sme to urobili presne naopak – naspodku je rozmazaná ženská hlava a na nej priesvitná zostrená mužská tvár.
.pokus o vysvetlenie
Ako to celé funguje? Do istej miery celkom jednoducho, ale zároveň v niečom dosť rafinovane. Jednoduchá časť spočíva v tom, že ak si vezmeme len rozmazaný obrázok a odstúpime od neho, vidíme ho akoby menej rozmazane (keď sme ďalej, tak sa nám pôvodne väčšie plochy zdajú menšie a tým sa pocit rozmazania vytráca). Pri postupnom vzďaľovaní sa od rozmazaného obrázku ho teda vidíme čoraz zreteľnejšie. Ak teraz na rozmazaný obrázok vložíme priesvitný ostrý obrázok, potom pri pohľade zblízka rozoznávame všetky detaily ostrého obrazu a naša pozornosť sa upiera práve na ne. Ak sa však od obrázka vzďaľujeme, prestávame rozpoznávať detaily a našu pozornosť si získava čoraz zreteľnejšie viditeľná rozmazaná tvár.
No dobre, tak teda máme akési jednoduché vysvetlenie, ktoré v zásade celý trik objasňuje. Prečo to však funguje až tak účinne? Prečo zblízka vidíme jednu tvár, pričom o druhej ani len netušíme, a z diaľky presne naopak? Tieto otázky nás privádzajú k rafinovanej časti vysvetlenia. Väčšina z nás si myslí, že mozog vníma obraz ako niečo zložené z akýchsi bodiek, ktoré zodpovedajú vnemom jednotlivých receptorov v sietnici. Celkom tak to však nie je, dokonca by sa dalo povedať, že je to celkom inak. Podľa výskumov trvajúcich už viac ako 40 rokov sú neuróny v mozgu zorganizované takým spôsobom, že signál zo sietnice spracujú ako celok a namiesto informácie o jednotlivých bodkách si uložia informáciu o tom, ako vyzerá celkový obraz pri rôznych spôsoboch a stupňoch rozmazania. (Poznámka pre znalcov: podľa mnohých indícií robia neuróny akúsi zovšeobecnenú Fourierovu transformáciu obrazu zo sietnice – pričom tento obraz nerozkladajú do sínusov a kosínusov, ale do nejakých iných funkcií.)
Pri pohľade na tvár teda mozog vlastne získa informácie o tom, ako táto tvár vyzerá pri rôznych rozmazaniach. Ak je obrázok hybridom dvoch tvárí –jednej rozmazanej a druhej ostrej – potom mozog dostane informácie o jednej tvári pri veľkých rozmazaniach a o druhej tvári pri malých rozmazaniach. Ak sú informácie o obidvoch týchto tvárach zhruba rovnaké, mozog má zmätok. Ak je však informácia o jednej z tvárí potlačená (napríklad tým, či sa pozeráme zblízka alebo z diaľky), potom ju mozog celkom ignoruje a plne sa sústredí na tú druhú, zreteľnejšie rozpoznanú tvár. Výsledkom je, že jednu tvár si uvedomujeme a druhú ignorujeme.
.viac než len trik
Na to, ako sa dajú vyrábať obrázky pre tento pozoruhodný trik, sme, samozrejme, neprišli sami. Naučili sme sa to z článku publikovaného v roku 1999 vo vedeckom časopise Cognition, ktorého autormi sú Philippe Schyns a Aude Oliva. Práve tu sa objavili tváre známe ako Dr. Angry aMr. Smile, ktoré môžete dodnes nájsť na mnohých internetových stránkach (stačí zadať tieto dve mená do nejakého vyhľadávača a dostanete stovky odkazov, na ktorých si môžete tieto tváre pozrieť). Na väčšine týchto stránok ide len o demonštráciu triku, ktorý sme si už ukázali a vysvetlili – keď sa od obrázka vzdialime, nahnevaný Dr. Angry a pokojný Mr. Smile si vymenia miesta. V pôvodnom článku však išlo autorom o niečo úplne iné. Ich cieľom bolo spochybniť jednu zo základných predstáv o mechanizme rozpoznávania obrazov, a síce predstavu, že najprv oči niečo vidia, a až potom mozog rozpozná, čo to vlastne vidia. Je to naozaj tak – pýtali sa Schyns a Oliva – že najprv je videnie, a až potom vedenie?
A ako inak by to mohlo byť – opýta sa zrejme väčšina z nás. Nuž, možno by to mohlo byť aj tak, že videnie a vedenie nie sú časovo striktne oddelené procesy, z ktorých jeden sa začína tam, kde sa druhý končí. Možno sú v skutočnosti prepojenejšie, než sa na prvý pohľad zdá.
Schyns a Oliva pomerne presvedčivo demonštrovali, že takéto prepojenie naozaj existuje. Konkrétne ukázali, že ak človek vidí obrázok ľudskej tváre len krátky zlomok sekundy, potom to, čo na obrázku vidí, je výrazne ovplyvnené tým, čo na obrázku hľadá. A ukázali to práve pomocou takzvaných hybridných obrázkov, ktoré kombinujú dve tváre (poznámka pre znalcov: obrázky vyrábali trochu inak, než my – pôvodné obrázky chápali ako funkcie dvoch rovinných premenných, ktoré sa rozložili do Fourierových radov a potom ich spätne zložili tak, že pre malé vlnové dĺžky použili Fourierove koeficienty jednej tváre a pre veľké vlnové dĺžky Fourierove koeficienty druhej tváre).
.videnie ovplyvnené vedomím
Experimenty vyzerali takto: pokusným osobám sa ukazovali na päť stotín sekundy tváre (v skutočnosti hybridy, ale to oni nevedeli) a ich úlohou bolo určiť, do ktorej kategórie tváre patria. Pod kategóriami sa mys lelo pohlavie, výraz a emócia. Jedna skupina dobrovoľníkov mala určiť, či išlo o tvár muža alebo ženy, iná skupina mala určiť, či išlo o tvár s výrazom, alebo bez výrazu, a tretia skupina sa mala zamerať na emóciu, ktorú tvár vyjadrovala. Výsledkom experimentov bolo, že ľudia videli na rovnakých obrázkoch rôzne veci. Inými slovami, vnímanie obrazu bolo v niektorých prípadoch od samého začiatku nevedome ovplyvnené vedomým zameraním pozornosti.
V prípade rozhodovania „tvár s výrazom, respektíve bez výrazu“ vnímala štatisticky významná väčšina testovaných hybridné tváre prednostne v nízkom rozlíšení, to znamená, že väčšinou videli len rozmazanú zložku obrázka (bez toho, že by si uvedomili prítomnosť detailnej tváre). V prípade rozhodovania o emócii (šťastná, neutrálna, nahnevaná) boli výsledky opačné. Štatisticky významná väčšina testovaných vnímala tentoraz hybridné tváre prednostne vo vysokom rozlíšení, čiže väčšinou videli len detailnú zložku obrázka (a nijako nezaregistrovali prítomnosť rozmazanej tváre).
V prípade rozhodovania muž-žena vnímala zhruba polovica testovaných ľudí obrázok prednostne vo vysokom rozlíšení, a polovica v nízkom rozlíšení. V tomto prípade bolo prednostné vnímanie v jednotlivých rozlíšeniach dané náhodne, t. j. nebolo nijako významne ovplyvnené snahou o rozoznávanie pohlavia. Podľa toho, čo ľudia v obraze vedome hľadali, sa ich mozog zameriaval na informácie obsiahnuté buď v detailnej, alebo v rozmazanej zložke obrázku. Zdá sa, že už prvé fázy nášho videnia môžu byť výrazne ovplyvnené naším vedomím, konkrétne tým, čo sa v obraze snažíme rozpoznať.
.urob si sám
Výroba hybridných obrázkov pomocou Fourierových transformácií je pomerne komplikovaná, ale naša metóda (opísaná na začiatku tohto článku) je v podstate celkom jednoduchá. Ak máte k dispozícii nejaký počítačový program na spracovanie fotografií, môžete si podobné obrázky vyrobiť sami a dať si ich, povedzme, na tričko (rozmazanie aj zostrenie dosiahnete pomocou filtrov v ponuke špeciálnych efektov). Ak si, napríklad, stiahnete z internetu vhodné fotky, môžete vyrobiť dve tváre, ktoré budú zblízka vyzerať ako identikity podozrivých z útoku na Hedvigu Malinovú a z väčšieho odstupu na ich mieste uvidíte Fica s Kaliňákom.
Kúzelnícke triky sa prezrádzať nemajú, nuž ale toto nie je kúzelnícka rubrika. Takže hádam môžeme urobiť výnimku z tohto veľmi rozumného a užitočného pravidla. My tú výnimku dokonca urobiť musíme. Pretože ak chceme pochopiť, čo nám tieto obrázky hovoria o rozpoznávaní obrazov ľudským mozgom, musíme si najprv vysvetliť, ako sme tie obrázky vyrobili a ako to celé funguje.
Výroba vyzerala takto: Zobrali sme si fotky dvoch tvárí – staršieho vážneho muža a mladej usmievavej ženy. Obidve sme výrazne rozmazali, tak aby prestali byť viditeľné detaily, ale aby sme ešte stále rozoznávali jednotlivé tváre. Okrem toho sme si z obidvoch pôvodných fotiek pripravili aj zostrenú a kontrastnejšiu verziu. Výsledné obrázky sme poskladali zo zostrených a rozmazaných fotografií. Na ľavom obrázku sme na spodok dali rozmazanú mužskú tvár a potom sme ju prekryli zostrenou ženskou tvárou. Vrchnú tvár sme však urobili priehľadnou, takže spod nej jasne presvitala spodná tvár. Na pravom obrázku sme to urobili presne naopak – naspodku je rozmazaná ženská hlava a na nej priesvitná zostrená mužská tvár.
.pokus o vysvetlenie
Ako to celé funguje? Do istej miery celkom jednoducho, ale zároveň v niečom dosť rafinovane. Jednoduchá časť spočíva v tom, že ak si vezmeme len rozmazaný obrázok a odstúpime od neho, vidíme ho akoby menej rozmazane (keď sme ďalej, tak sa nám pôvodne väčšie plochy zdajú menšie a tým sa pocit rozmazania vytráca). Pri postupnom vzďaľovaní sa od rozmazaného obrázku ho teda vidíme čoraz zreteľnejšie. Ak teraz na rozmazaný obrázok vložíme priesvitný ostrý obrázok, potom pri pohľade zblízka rozoznávame všetky detaily ostrého obrazu a naša pozornosť sa upiera práve na ne. Ak sa však od obrázka vzďaľujeme, prestávame rozpoznávať detaily a našu pozornosť si získava čoraz zreteľnejšie viditeľná rozmazaná tvár.
No dobre, tak teda máme akési jednoduché vysvetlenie, ktoré v zásade celý trik objasňuje. Prečo to však funguje až tak účinne? Prečo zblízka vidíme jednu tvár, pričom o druhej ani len netušíme, a z diaľky presne naopak? Tieto otázky nás privádzajú k rafinovanej časti vysvetlenia. Väčšina z nás si myslí, že mozog vníma obraz ako niečo zložené z akýchsi bodiek, ktoré zodpovedajú vnemom jednotlivých receptorov v sietnici. Celkom tak to však nie je, dokonca by sa dalo povedať, že je to celkom inak. Podľa výskumov trvajúcich už viac ako 40 rokov sú neuróny v mozgu zorganizované takým spôsobom, že signál zo sietnice spracujú ako celok a namiesto informácie o jednotlivých bodkách si uložia informáciu o tom, ako vyzerá celkový obraz pri rôznych spôsoboch a stupňoch rozmazania. (Poznámka pre znalcov: podľa mnohých indícií robia neuróny akúsi zovšeobecnenú Fourierovu transformáciu obrazu zo sietnice – pričom tento obraz nerozkladajú do sínusov a kosínusov, ale do nejakých iných funkcií.)
Pri pohľade na tvár teda mozog vlastne získa informácie o tom, ako táto tvár vyzerá pri rôznych rozmazaniach. Ak je obrázok hybridom dvoch tvárí –jednej rozmazanej a druhej ostrej – potom mozog dostane informácie o jednej tvári pri veľkých rozmazaniach a o druhej tvári pri malých rozmazaniach. Ak sú informácie o obidvoch týchto tvárach zhruba rovnaké, mozog má zmätok. Ak je však informácia o jednej z tvárí potlačená (napríklad tým, či sa pozeráme zblízka alebo z diaľky), potom ju mozog celkom ignoruje a plne sa sústredí na tú druhú, zreteľnejšie rozpoznanú tvár. Výsledkom je, že jednu tvár si uvedomujeme a druhú ignorujeme.
.viac než len trik
Na to, ako sa dajú vyrábať obrázky pre tento pozoruhodný trik, sme, samozrejme, neprišli sami. Naučili sme sa to z článku publikovaného v roku 1999 vo vedeckom časopise Cognition, ktorého autormi sú Philippe Schyns a Aude Oliva. Práve tu sa objavili tváre známe ako Dr. Angry aMr. Smile, ktoré môžete dodnes nájsť na mnohých internetových stránkach (stačí zadať tieto dve mená do nejakého vyhľadávača a dostanete stovky odkazov, na ktorých si môžete tieto tváre pozrieť). Na väčšine týchto stránok ide len o demonštráciu triku, ktorý sme si už ukázali a vysvetlili – keď sa od obrázka vzdialime, nahnevaný Dr. Angry a pokojný Mr. Smile si vymenia miesta. V pôvodnom článku však išlo autorom o niečo úplne iné. Ich cieľom bolo spochybniť jednu zo základných predstáv o mechanizme rozpoznávania obrazov, a síce predstavu, že najprv oči niečo vidia, a až potom mozog rozpozná, čo to vlastne vidia. Je to naozaj tak – pýtali sa Schyns a Oliva – že najprv je videnie, a až potom vedenie?
A ako inak by to mohlo byť – opýta sa zrejme väčšina z nás. Nuž, možno by to mohlo byť aj tak, že videnie a vedenie nie sú časovo striktne oddelené procesy, z ktorých jeden sa začína tam, kde sa druhý končí. Možno sú v skutočnosti prepojenejšie, než sa na prvý pohľad zdá.
Schyns a Oliva pomerne presvedčivo demonštrovali, že takéto prepojenie naozaj existuje. Konkrétne ukázali, že ak človek vidí obrázok ľudskej tváre len krátky zlomok sekundy, potom to, čo na obrázku vidí, je výrazne ovplyvnené tým, čo na obrázku hľadá. A ukázali to práve pomocou takzvaných hybridných obrázkov, ktoré kombinujú dve tváre (poznámka pre znalcov: obrázky vyrábali trochu inak, než my – pôvodné obrázky chápali ako funkcie dvoch rovinných premenných, ktoré sa rozložili do Fourierových radov a potom ich spätne zložili tak, že pre malé vlnové dĺžky použili Fourierove koeficienty jednej tváre a pre veľké vlnové dĺžky Fourierove koeficienty druhej tváre).
.videnie ovplyvnené vedomím
Experimenty vyzerali takto: pokusným osobám sa ukazovali na päť stotín sekundy tváre (v skutočnosti hybridy, ale to oni nevedeli) a ich úlohou bolo určiť, do ktorej kategórie tváre patria. Pod kategóriami sa mys lelo pohlavie, výraz a emócia. Jedna skupina dobrovoľníkov mala určiť, či išlo o tvár muža alebo ženy, iná skupina mala určiť, či išlo o tvár s výrazom, alebo bez výrazu, a tretia skupina sa mala zamerať na emóciu, ktorú tvár vyjadrovala. Výsledkom experimentov bolo, že ľudia videli na rovnakých obrázkoch rôzne veci. Inými slovami, vnímanie obrazu bolo v niektorých prípadoch od samého začiatku nevedome ovplyvnené vedomým zameraním pozornosti.
V prípade rozhodovania „tvár s výrazom, respektíve bez výrazu“ vnímala štatisticky významná väčšina testovaných hybridné tváre prednostne v nízkom rozlíšení, to znamená, že väčšinou videli len rozmazanú zložku obrázka (bez toho, že by si uvedomili prítomnosť detailnej tváre). V prípade rozhodovania o emócii (šťastná, neutrálna, nahnevaná) boli výsledky opačné. Štatisticky významná väčšina testovaných vnímala tentoraz hybridné tváre prednostne vo vysokom rozlíšení, čiže väčšinou videli len detailnú zložku obrázka (a nijako nezaregistrovali prítomnosť rozmazanej tváre).
V prípade rozhodovania muž-žena vnímala zhruba polovica testovaných ľudí obrázok prednostne vo vysokom rozlíšení, a polovica v nízkom rozlíšení. V tomto prípade bolo prednostné vnímanie v jednotlivých rozlíšeniach dané náhodne, t. j. nebolo nijako významne ovplyvnené snahou o rozoznávanie pohlavia. Podľa toho, čo ľudia v obraze vedome hľadali, sa ich mozog zameriaval na informácie obsiahnuté buď v detailnej, alebo v rozmazanej zložke obrázku. Zdá sa, že už prvé fázy nášho videnia môžu byť výrazne ovplyvnené naším vedomím, konkrétne tým, čo sa v obraze snažíme rozpoznať.
.urob si sám
Výroba hybridných obrázkov pomocou Fourierových transformácií je pomerne komplikovaná, ale naša metóda (opísaná na začiatku tohto článku) je v podstate celkom jednoduchá. Ak máte k dispozícii nejaký počítačový program na spracovanie fotografií, môžete si podobné obrázky vyrobiť sami a dať si ich, povedzme, na tričko (rozmazanie aj zostrenie dosiahnete pomocou filtrov v ponuke špeciálnych efektov). Ak si, napríklad, stiahnete z internetu vhodné fotky, môžete vyrobiť dve tváre, ktoré budú zblízka vyzerať ako identikity podozrivých z útoku na Hedvigu Malinovú a z väčšieho odstupu na ich mieste uvidíte Fica s Kaliňákom.
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.