視錯覺

眼睛對於空間中的物體及輪廓的辨識最主要的感知器官,空間中的物體在不同的觀看位置,當視線與物品的角度不同、呈現的輪廓樣貌也不同,每一種物體在視覺上有多種的呈現方式,經由長期的經驗累積,大腦對其的認知歸類為同一種映像。

變形圖像(Anamorphosis)是一種透視變形的構圖成像,觀看者必須以特定的觀看角度才能看見,簡單來說,在空間中所看見的圓形物體,可以是一個在與我們視線非平行的牆面上的橢圓形,剛好所在的角度呈現圓形的狀態。

The Ambassadors是藝術家HANS HOLBEIN 在1533年所創作的作品(figure1)。畫中的兩個主角中間地面上的白色圖案看似一個未完成或者一個繪畫上失誤的景象。若把整幅畫拿起來垂直於我們的眼睛,由畫的右上角往左下角望去,原本的白色圖案將呈現一個骷髏頭的形象,同時整幅畫正常的畫面也變得難以辨識。這是一種在同一個平面有兩種形體的解讀呈現手法,以視錯覺的形式在畫中隱藏訊息,暗示畫中左邊的主角即將死亡的訊息。

無論是以一點透視、兩點透視或這等角視圖所構成的畫面,其觀賞位置是設定在人眼與畫面平行的狀態。因此畫家會依照他所想要表達的視覺角度、或者是當時環境的觀看位置而選擇圖學上的繪畫技巧,而The Ambassadors 這幅畫所表現的是在同一幅畫中、不同的觀看視角我們可以看見不同的圖像。當我們清楚地看見骷髏頭的形象、兩個人物的場景也隨之變形模糊。

以 The Ambassadors 為例,我們無法在第一時間發覺畫中影藏的變形圖樣,透過電腦軟體可以幫助我們找到最佳的觀看位置,並且將其所影藏的圖形或畫面輸出。John Sharp 透過簡易三維軟體google sketchup,在軟體中建立一平面,將此幅作品的電子檔圖片匯入並貼於建置好矩形面上,以3D Orbit 功能旋轉圖像功能,結和 POV-ray 光線追蹤軟體,分析骷髏圖形的陰影分佈,找到適當地觀看位置並將其呈現(figure2)。

Reference:

Sharp, J. (2011). Resolution of Anamorphic Images Using a Computer. Leonardo, 44(2), 170-171. doi: 10.1162/LEON_a_00126


運動視差與深度知覺

運動視差(Motion Parallax)的產生來自於觀看點(viewer)與觀看目標(object)之間、產生一種相對位置運動,在運動的過程中、投影在視網膜上的影像隨著變化而產生空間深度的知覺。投射在視網膜上的影像是觀看目標不同觀看角度所呈現的平面投影圖。而運動視差為視覺上產生空間深度知覺的其中一個要素,最明顯的例子為我們所看見的景色會隨著我們的移動、景物距離觀看位置越近而移動的越快、相對的越遠的景物會移動的越緩慢,這種景物移動變化緩慢的差異成了大腦感知空間深度、與判斷景物距離的一個依據,使我們感受到空間的尺度。

運動視差的原理廣泛運用在傳統由平面圖形所構成的動畫。多圖層攝像機(Multiplane camera),是一種以圖層的概念所設計成之攝影裝置,利用運動視差的原理讓2-D的圖片具有3-D的視覺效果,運作的方式基本上將整個動畫所呈現的畫面、依照近景、中景、遠景與背景、分別繪製成單一去背圖卡、以堆疊的形式分別放置於攝影裝置的層板上,透過上下前後左右移動攝影機、攝影機所拍攝到的畫面因每一層景色的相對位置變換而產生景深效果。


透視圖法與空間的創造

透視圖法可以再二度空間之中表現三度空間的視覺環境,在文藝復興時期的美術,為了因應真實世界肯定人類中心的寫實性、因而發明透視圖法,由義大利文藝復興時期建築師 布魯涅內斯基(Filippo Brunelleschi) 所發明,爾後除了影響繪畫美術之外,建築師也開始將其運用在實體建築空間設計上。建築師運用物體視覺體積大小變化,與空間元素的排列,使空間在視覺上的尺度與實際尺度有所差異。

其中最著名的例子為位於米蘭的 Santa Maria Presso San Satiro (聖薩蒂羅聖瑪麗亞教堂. 布拉曼特 1480s,)。因為受限于教堂基地的面積大小、無法建造出十字型平面教堂,建築師在祭壇後方,利用透視的原理、上方設計成雙圓拱的語彙、側邊設計由兩側往中心逐漸降低的柱飾,站在特定位置觀看時會誤以為祭壇後面還有延伸出去的空間,然而實際上祭壇後方僅僅只是一道裝飾牆面。透過平面的空間配置解說聖祠的真實空間與視覺上所表達空間的關係(圖2-28)。

實際在教堂室內空間、左右移動的方式觀看,透過祭壇桌側邊的深度與圓槽側邊深度的對照,將會發現實際上整個空間的深度只有祭壇桌面的深度(圖2-29),然而在空間之中、第一時間吸引我們注意的是上方尺度較大的穹頂空間、不容易直接察覺祭壇的尺寸與背景裝飾的關係。建築師運用這樣的設計手法使得教堂在室內空間的視覺感受上達到十字形平面的效果。

另外一個著名的案例為位於維察琴(Vicenza)的奧林匹克劇院(Teatro Olimpico),由建築師帕拉底歐(Andrea Palladio)建造。在本論文中我們主要關注其舞台的設計,由斯卡莫齊 (Vincenzo Scamozzi)所設計的大型街道模型布景,前景為俱有三道門的立面牆,牆的後方有五道在平面上呈現放射狀的廊道(圖2-30),廊道的空間隨越遠離前景、寬度越窄、地面高度越高。這樣的做法使得舞台前方的觀看者、透過前景的三個開口可以看見三條又深又長的街道。此外前景牆遮蔽後方的街道模型也產生運動視差的空間深度效果(圖2-31)。

幾何與圖學產生的錯覺

三度空間是我們實際所處的空間,我們能以視覺感受空之存在,而三度空間又是以各種向度的平面所構成,平面的形狀在三度空間中因距離視點遠近而產生變形的透視效果 (figure 1)。

空間形狀及線條方向也是影響我們對空間形式及尺度的關鍵因素,三度空間是我們所處的空間,數學上將空間已x、y、z 來表達空間的三個向度;水平,垂直與深度,然而,人對空間中視覺對象之形狀及大小會受到觀看位置及距離的不同而有所差異,此外,人會習慣性的在視覺上認定空間中物體的大小,認為看見的東西皆是一樣的形狀或是大小,這即是形狀和大小之恆常性( Constancy of the shape),如(figure 2)所示,a圖為三個一樣大的圓柱體,b圖為將a圖的圖柱體放進具有透視格線的畫面中,此時三個圓柱體在視覺上呈現遠方的圓柱體較大,而近端的圓柱體較小的現象,因為人在生活經驗中,透視的原理使我們人眼習慣物體之形狀大小會隨著遠離而變小,倘若將圓筒換成人(c),遠方的人在視覺上大於近端的人在生活經驗上似乎不合常理(d),因為我們對已習慣人具有一定的尺度大小,因此(d)中遠端的人在視覺上即是不合理的巨人。

歪斜房間(figure 3)是按照人可進入的尺度所設計出的模型,在特定觀景窗可以看見人的大小隨著往房間的右邊走而變小,往左邊走而變大。事實上,模型內的人變大變小是因為人所站的位置遠離或靠近觀景窗,利用上述空間之形狀會因觀看位置不同而呈現不同形狀的視覺原理,使歪斜形狀的房間在視覺上呈現一正方形的空間,人眼認為房間是方正格局即是一種視覺的恆常性,使人眼忽略掉人的大小變化是因為距離的遠近,而相信人真的會變大縮小。

德國藝術家Albrecht Dürer製造一組用來繪畫透視圖的工具,透過一個木框來觀察物體,以一條繩索固定於牆壁以及物體的任一點,木框的側邊設置一白色紙板,以變換繩子在物品上的位置,並在側邊白子上做記號,最後將這些記號點串聯完成此物品的透視圖(figure 4)

而幾何圖形在空間中的呈現會給予人對其尺度或形式有不同的解讀,在Gerhard Richter繪製的five door 中(figure 5),以形狀來說此圖中五扇門在平面畫面中以不同的矩形來呈現,面積也不同,對觀看者而言,因為有一致的門框,一般會認為是五種開門角度不同的表現,而且會感覺到是同一扇門,門的面積是一致的,不會有人認為是五扇不一樣的的門。

figure1
figure2
figure4
figure3
figure5

回顧一則將近十年前的概念案例,該案例由兩位出自RCA的藝術家Alexandra Daisy Ginsberg與 Sascha Pohflepp提出,該案例提出「由生物製造」的概念,透過DNA的編程改變與控制植物的基因,讓我們需要的產品元件以植物的果核形式產出且可以彼此間組合,植物形成一種量產的工具進而發展出植物工廠,同時進行生長與販賣。

我聯想到有兩個透過基因的控制來解決問題的概念,一個是電影時光機器(time machine)中,男主角為了到未來尋找可以改變過去的答案,他在未來的圖書館中剛好碰到一群小學生的校外教學,其中有一個調皮的小孩被老師警告如果不好好聽話我將重組你的DNA,但電影沒有提到太多重組DNA是一種怎樣的處罰?另一個是由已經高齡94歲的物理學與數學家FREEMAN DYSON 於1999年在「The Sun,the Genome,and the internet 中提以能源作物的方式將太陽能轉換成液態燃料傳送至地下網管並蒐集,以基因工程的概念讓植物具備轉換能源的能力而非用太陽能板蒐集能源,使未來人類得以持續跟森林共存。

Growth Assembly 的畫也讓人聯想到德國生物學家、藝術家Ernst Haeckel (1834-1919) 的書籍https://www.thisiscolossal.com/2017/11/the-art-and-science-of-ernst-haeckel/終以藝術角度呈現生物型態的樣貌。

資料來源:http://thisisalive.com/growth-assembly/?fbclid=IwAR0pTSejpkoCufb1AaHaZbSYhAK8bdf9oVOsvY9z1FC_C17FqLSyeXj8cG8

指標性人造生物實作


想法


陽光、空氣、水是生命存在的三大要素,反過來說,生命的存在也是此三要素的一種基本指標,任何一個要素的缺乏將使生命直接消失。


生物指標是利用生物對環境的專一性與敏感度,發展出簡化的量化貨值性的評估方式。


生物的外貌狀態變化作為一種表徵,某些條件的匱乏或者過量,或者存在著某種刺激產生之生理作用與反應。


葉子的枯黃,優先考量的訊息為水份缺乏的表徵,次要考量的訊息為某種因素造成水分的匱乏。



人類情感環境指標


可適應


物件情感


小時候跌倒撞到頭,父母經常以一種英雄型態的方式來安慰小孩,像是頭去撞到桌子,就告訴哭泣的孩子是桌子不對,並且拍打桌子表示已經處罰了桌子。先不討論該教育方式的正確性,不過以人類

其實小孩的哭鬧是一種反應,反應的層度取決於週遭人們對事件的反應程度。大人的心態


電腦深度學習


我們希望人造生命回應我們什麼訊息


  • 感測器的技術發展與應用是智慧時代來臨的表徵。智慧化,必須對外界刺激有回應的能力,這是智慧一詞最基本的條件,就哲學的觀點來說、是一種邏輯上自我矛盾的陳述,基本上對外界沒有回應能力就無法視為「存在」。任何物體對外界的刺激均有所回應,即便是物理學家還不知如何偵測的黑物質都會透過重力來影響其他物體。然而對於智慧化設計,並不狹隘的侷限於人機之間的互動服務,某種程度「可回應」除了機能更是滿足視覺藝術的效果呈現。具體來說、智慧化所追求的除了材料技術與演算程式的突破,更重要的是其表達的形式能夠觸動人的情感經驗。我們必須研究究竟我們希望機器回應什麼、並且找出感動人心的回應方式。



人工智慧是否可以達到「生命般的存在」並非取決於科技的發展、而是取決於人類對於其表達在情感上的認知發展。


~人類對人造生命的反應產生情緒~

  • 人腦大致由腦幹、小腦、邊緣系統以及大腦所構成。其中腦幹與小腦主要維持人類器官的正常運作,例如小腦維持我們的肢體平衡、延腦使我們的心臟能穩定的跳動,胸腔中的橫隔膜可以穩定的漲縮使呼吸可以被動的運作。而大腦與邊緣系統就是我們身為「人」的價值所在,人類面對所有的感官訊號與情緒反應皆由這兩部分進行運作,例如「人帥真好、人醜性稍擾」這句話,一個男生在公車上碰觸女生的胸部,眼睛與皮膚等外在感知器官會接收訊息並傳遞影像訊號與觸覺訊號到邊緣組織中的視丘,視丘除了把相關訊息傳給大腦皮質層外,也會通報給掌管安全的杏仁體。如果杏仁體覺得事關重大,它就會立刻讓下視丘輸送荷爾蒙到相關的身體部位,像是手腳等做出準備動作。另外杏仁體也會查詢海馬迴內儲存的情感、無意識記憶,做出對應反射動作,如果男生直接多捏了一下,可能會直接觸發海馬迴中針對被稍擾的無意識反應(一巴掌),但如果對方是帥哥、或者是同時公車搖晃有不穩的狀況,反射動作的強度可能會因為海馬迴中的情感記憶影響使反應緩和許多(帥哥或者對方不是故意的)。

  • 綜觀當今熱門議題「人工智慧」,如果對應到人類腦神經的系統,科學家透過電腦深度學習的方式,讓電腦進行大數據的記憶與分析做出各種判斷與反應學習,目標是想達到人類的大腦與邊緣系統的功能,而腦幹與神經肌肉系統則為目前較容易切入也發展較為完整的部分,我們可以透過動態的互動裝置擬態並使其堆特定的訊號做出反應,而這些反應的展演再次觸發人們的情感反應。

  • 即便是日前曾經在圍棋大賽打敗人類的alphaGO,也僅僅在在一套對應的資訊輸入與反射動作,盡可能的運算出所有的決策組合數量,如果就前述的公車上的處境做比喻的話,可能比較像是女生可以精準的判別個男生的侵犯動機、侵犯程度與對方的外觀外貌做出多元的反應。或者換句話說,如果這個男生是機器人,女生生氣的對象可能不會是該機器人、而是創造者。人類對於「存在」的情感認知十分複雜,就像是我們討厭一個人、但可能會因為碰面的當下是久違的晴天而暫時不那麼討厭。因此,人工智慧是否可以達到「生命的存在」並非取決於科技的發展、而是人類對於其表達在情感上的認知發展。


bioindicator

  • A bioindicator is any species (an indicator species) or group of species whose function, population, or status can reveal the qualitative status of the environment.

biomonitor

  • A biological monitor or biomonitor is an organismthat provides quantitative information on the quality of the environment around it.[3] Therefore, a good biomonitor will indicate the presence of the pollutant and also attempt to provide additional information about the amount and intensity of the exposure.


指標


https://pansci.asia/archives/117349

  • 西澳大學(The University of Western Australia, UWA)的研究團隊發現植物可能也有學習力!植物受到訓練可以學習事件間的關聯,並透過觀察環境的變化,出現類似動物的記憶及覓食等行為,這項研究 2016 年發表於著名的《科學報導》(Scientific Reports)期刊,受到國際植物學家的關注。


https://kmweb.coa.gov.tw/knowledge/knowledge_cp.aspx?ArticleId=149665&ArticleType=A&CategoryId=A&kpi=0&dateS=&dateE=

  • 環境指標是一種度量環境品質之定性定量方法,可用做環境管理及環境規劃之決策判斷依據;其優點是將不易觀察或抽象事物已可觀測之事物來取代並以量化資料來評定之。將環境指標具體化及組合,來傳達複雜事務之整體品質資訊,即為環境指數(陳振華,2000,河川綜合環境品質評估模式之建立與應用-以高屏溪為例,東華大學自然資源管理研究所碩士論文)。

http://kplant.biodiv.tw/波士頓腎蕨/波士頓腎蕨.htm

  • 波士頓蕨與鐵線蕨一樣,可以作為冬天時檢測試內相對濕度的植物,如果這種植物可以在室內保持健康良好的生長,那麼就表示室內環境也是適合人類生活居住的;波士頓蕨的水分蒸發性良好,只需要在適當的時候澆水,而且對於淨化甲醛也很有效果,可說是室內必備的有益植物。




machine learning:

https://panx.asia/archives/53209


machine learning:

https://panx.asia/archives/53209

  • 深度學習並不是萬能的人工智慧,它其實只能針對特定的需求來設計,現在的各種酷炫應用都還在原始階段,還有很多需要人類去定義、設計,未來當機器可以自己定義架構時,就更加值得期待。

https://buzzorange.com/techorange/2018/01/24/neural-networks-compare/