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图4-16 画师的方法
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灯光设计师可以取一张空白板,然后安装9盏设置好的聚光灯,每盏都有特殊的灯罩和滤光器,目的就是为了在白板上投映出9个平行四边形,图4-17显示了其中6盏聚光灯。
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图4-17 灯光师的方法
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金属板工人可以将一些金属弄弯成特殊的形状,当它被照亮并从合适的角度看时,就呈现出图4-18的图像。
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图4-18 金属板工人的方法
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最后,这个形状还可以由众专业人员合作而得之。画师在一个方块金属板的中央画出一条,金属板工人将它弯成锯齿形,灯光设计师用一束光来照亮这件作品。当然,这就是一个人在解释这幅图时所做的。
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我们的大脑就像这个比喻中的舞台设计师一样,同样面临着由于丰富性带来的困扰。一旦我们允许一个心智“专家”假设颜料涂抹的平面,它就能够将图像中的所有东西都解释为绘画:世界看起来将会是一幅错视画的杰作。类似地,大脑里的照明专家会告诉我们,世界是一部电影。因为这些解释不大令人满意,所以心智应当设法阻止专家们那样做。一种方式是,强迫它们坚持它们的假设,是什么就呈现什么(颜色和照明是均匀的,形状是规则的和平行的),但这样太极端了。世界不总是晴朗日子里的一堆方块;有些时候它确实有复杂的颜色和照明,而且我们能看到。我们不想让专家们否认,世界可以是复杂的。我们想让它们呈现出世界中原本拥有的那么多复杂性,不多也不少。现在的问题是如何让它们去做。
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回到那个比喻。假设舞台设计部门预算有限。专家们的服务是要收取费用的,他们用一张费用清单反映出一项要求的难易和寻常程度。简单寻常的工作是便宜的;复杂、特殊的操作是昂贵的。
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我们还需要一个专家:管理人员。他来决定如何外包这项工作。
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4个解决方案的价格会不同。估算如下:
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管理人员的方案是最便宜的,因为它优化地使用了每一位专家,节省的部分弥补了管理人员的费用。这里的寓意在于,专家们必须要彼此协调合作,不一定需要一个小人来协调,但要通过安排最小化成本,尽可能地便宜和简单。在这个比喻中,简单工作容易做;在视觉系统中,较简单的描述对应于世界中较可能的安排。
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埃德尔森和彭特兰德将这个比喻付诸实施,他们设计了一个计算机视觉仿真程序,它在很大程度上像我们那样解释涂漆的多边形景物。首先,一个形状分析器(一个软件版的金属板工人)努力还原一个最规则的形状,并复制这幅图(见图4-19)。要得到图4-19左图中的简单形状,人们把它看作是一张折叠的板,就像一本侧面拿着的书一样。
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图4-19
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形状专家试图组装一个输入形状的三维模型,如图4-19右图所示。开始时,他所知道的只是需要将模型的角和边与图像中的点和线连在一起;他不知道它们之间距离的深度。模型的外端是杆上滑动的小珠(像投映光线一样),小珠之间的线段是具有无限弹性的带子。专家滑动小珠,直到它到达符合图4-19中右图下方需要的形状。每个构成形状的多边形应当尽可能地规则;也就是说,多边形的角度不应当有太大差异。例如,如果多边形有四条边,专家将努力做一个正方形。多边形应尽量在一个二维平面上,就好像多边形被填塞了一个很难折弯的塑料板。而且多边形应当尽量地紧密,而不是沿着视线一直伸长,就好像塑料板很难拉伸一样。
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