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視覺認知

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li-penny 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-31 00:18:55
大推這篇~!!!
另外也可以推薦一本書給想對這方面認識更多的一點的版友參考
http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010415357

小弟以前上課時,老師有給這本的原文部分copy當授課講義,之後才發現台灣有翻譯本
 樓主| Faerie Bard 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-31 07:01:43
Post by li-penny;920782
大推這篇~!!!
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小弟以前上課時,老師有給這本的原文部分copy當授課講義,之後才發現台灣有翻譯本

感謝書訊介紹。

看了一下這本的章節目錄,與我會討論到的主要問題有很大部份是重疊的。

既然已有發行的專書,應該會比我這個半桶水說明得更清楚,那我就不先贅言,等看完消化後再來討論。
 樓主| Faerie Bard 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2015-9-30 10:39:56

RE: 視覺認知 (有關透視Perspective)

有了之前提過的〞視覺認知〞的基本認識,我們來談談〞透視〞這個很多人誤解的主題。

透視(Perspective)的定義:

你以視覺〞認知〞到的空間關係總合起來就是〞透視Perspective〞。
1. 〞The appearance of viewed objects with regard to their relative position, distance from the viewer, etc〞(http://www.oxforddictionaries.com/definition/english/perspective)
2. 〞...the way in which objects appear to the eye based on their spatial attributes; or their dimensions and the position of the eye relative to the objects.〞(https://en.wikipedia.org/wiki/Perspective_(visual))

很多人在討論時常會誤用這個詞,因為在建築/繪畫上,這個字也常被用到,但此時它的意涵是一種〞以2D表現3D的技法,即所謂的透視法〞。
1. 〞The art of representing three-dimensional objects on a two-dimensional surface so as to give the right impression of their height, width, depth, and position in relation to each other.〞(http://www.oxforddictionaries.com/definition/english/perspective)
2. 〞an approximate representation, on a flat surface (such as paper), of an image as it is seen by the eye.〞(https://en.wikipedia.org/wiki/Perspective_(graphical))

這種技法,是為了引導觀看者由2D建構出3D認知而被發展出來,有特定的觀看位置限制,如果不在正確觀看位置則會引導出錯誤認知。
〞Perspective images are calculated assuming a particular vanishing point. In order for the resulting image to appear identical to the original scene, a viewer of the perspective must view the image from the exact vantage point used in the calculations relative to the image.〞(https://en.wikipedia.org/wiki/Perspective_(graphical)#Limitations)

因為我們都是用眼睛在看,所以當我們談到〞透視Perspective〞這個字時,大多是在討論透過視覺認知到的空間關係。

在真實世界中,只要站在一個特定地點,注視著某一個特定物件/方向時,視覺上的透視就固定了。一旦你改變位置、改變注視物件或方向,視覺上的透視認知就改變了。但因腦袋對認知的處理特性,所以當沒有很大的認知衝突時,這些改變會被忽視,所以你會認為透視沒有改變。

當我們不是直接觀看實景,而是藉由相片來重建3D認知時,就會經由腦中的既有認知來補足相片中的各種〞失真〞不足之處。但從實景>相片>人眼,這更是二次的轉換,很多失真的地方就沒辦法完美補足。

而在一般攝影上,討論透視常會一併討論到幾個概念:
視野大小(Field Size)(https://en.wikipedia.org/wiki/Shot_(filmmaking)#By_field_size)
視角(Angle of View)(https://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_view)

因為我們通常都沒有特別意識到,〞自己是以同樣的距離來觀看所有的相片/影片,加上觀看照片時又會不斷改變注視物件或方向〞這個事實,所以也就沒有發現,其實我們從相片上建立認知到的透視,有很大的錯誤是因自己的誤用,並不能單純歸咎於拍攝硬體。

相對地,我們可以透過計算,來大幅減少某些失真,例如很常聽到的透視變形(Perspective distortion),相關的計算與討論我已有另外整理,請參考
http://pentaxfans.net/thread-153821-1-1.html
 樓主| Faerie Bard 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2015-10-1 02:47:08
接著要來說一下很多人都理解錯誤的部份。

很多人在初步理解:
〞站在一個特定地點,注視著某一個特定物件/方向時,視覺上的透視就固定了〞 ............(1)

之後,會推導出以下結論:
〞站在同一個地方,對著同一個主題,使用用不同焦距的鏡頭拍攝時,透視都是相同的。〞 ............(2)

但其實是不太正確的!!

因為〞直接以肉眼觀看〞與〞觀看照片〞在認知上是兩件完全不同的事。

當你按下快門記錄的瞬間,就等於將〞真實視覺的透視認知自由度〞縮限成為〞透視法的認知自由度〞。
觀看照片,就是透過照片上的圖像欺騙視覺產生認知,而也就必須計算/使用〞正確還原透視的觀看距離〞,即採用與拍攝時AOV相同的觀看AOV來避免透視變形。

多數人觀看照片並沒有使用正確的距離,也就導致了最後在〞2D重建3D〞時的認知錯誤,也就是透視變形,這也是一般人聽說的短焦鏡有擴張變形(extension distortion)、長焦鏡有壓縮變形(compression distortion)的成因。

結論(2)的錯誤在於,雖然拍出的照片看起來只是一系列的放大,畫面上相對位置及比例都相同,若我們沒有在正確的距離觀看時,在視覺/光學上其實是不同的;但因為認知的自動修正,大腦會先注意到相對位置及比例並以此為主建立最終的視覺認知,而忽略了較不明顯的認知衝突;這是一種很特別的視覺錯覺。

所以在討論透視時,請不要忘了指出是在〞直接用眼看〞,還是〞看照片〞,也要好好說明〞觀看距離〞,否則很容易就會陷入視覺錯覺的死胡同,得出似是而非、張冠李戴的結論。
本帖最後由 Faerie Bard 於 2015-9-30 19:56 編輯

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