Lõpeta uskudes, et TV-l on tegelik tõde suurendamise kohta

Sa oled seda ikka ja jälle näinud. FBI kasutab oma arenenud tehnoloogiat, et „hägustada” hägust pilti ja leida pahurite nägu halvimal võimalikul videolõigul. Noh, How-To Geek kutsub oma bluffi. Loe edasi, et näha, miks.

See on üks levinumaid trikke televisioonis ja filmides, kuid kas on olemas võimalus, et valitsusasutusel oleks tõesti tehnoloogia, et leida nägu, kus on ainult uduneid piksleid? Me teeme argumenti, et see pole mitte ainult võimatu praeguse tehnoloogiaga, vaid see on väga ebatõenäoline, et kunagi oleks see tehnoloogia, mida me kunagi näeme. Jääge ringi, et näha, et me paneme selle tropi teaduse ja tehnoloogia läätsede alla, ning tõestage seda korraga ja kõik.

Kuidas pildistamine ja valgus on kõik pildid piiratud

Kõik digitaalsed või analoogsed pilditehnoloogiad töötavad umbes samamoodi. Mõelgem hetkeks kaameraid. Kõik kaamerad loovad mingisuguse pildi, kui valgus (osakesed, mida me nimetame fotoniteks) suhtlevad mingi kujutise loomise meediaga. Digikaamerates on see fotoelektriline sensor. Filmikaamerates on see keemiliselt töödeldud, valgustundlik kile.

See võib üllatada, et filmipõhised kaamerad saavad rohkem detaile kui isegi äärmiselt kõrge resolutsiooniga digitaalkaamerad. Kuid isegi filmikaameraga saab filmile salvestada ainult piiratud hulga valgust. Sama kehtib ka mis tahes kujutusseadme kohta, olgu see siis videosalvesti, digikaamera või tasapinnaline skanner. Ja kuna iga pilt on tehtud piiratud ajaperioodil (tavaliselt mõne sekundi fraktsioonid, kaamerate puhul), on iga pildistatud pildi detailide osas ülempiir.

Digitaalses pildistamises on ülemine piir sageli seotud kaamera või seadme ülemmääraga, näiteks pikslite arvuga, mida kaamera sees olevad andurid on võimelised tuvastama. See kõik puudutab seadme piire ja on mõnevõrra erinev probleemist, mis puudutab piiratud hulga valgust, mis jõuab kaamerasse kandjale. Lihtsamalt öeldes, ükski kaamera, olenemata sellest, kui kaugele arenenud on, on lõpmatu resolutsioonivõime.

Kõik andmed on muu andmete prügi toode

Arvutid on huvitavad masinad, kuid need ei ole ilma nende piiranguteta. Üks asi, mida enamik inimesi arvutitest valesti mõistab, on see, et nad ei ole tõesti võimelised „uut” teavet looma, vaid nad loovad „erinevat” teavet. Matemaatikas, kui võrrandi üks osa on kostja teisel poolel, nimetatakse seda funktsiooniks. Kui Y = X + 1, siis Y on X funktsioon. Ükskõik, X on, Y on otseselt korrelatsioonis.

Arvutid töötavad sarnaselt. Saate anda arvutile juhuslike tähtede ja sõnastiku tohutu tekstifaili ning öelda, et see korraldab need piiratud tähed sõnastikku sõnastikku. See toimib seetõttu, et lõpptoodet saab jaotada juhuslike tähtede kogumi funktsiooniks, sõnastiku sõnadest ja juhistest, kuidas neid teistest luua.

Kujutage ette, et te teete oma arvutis algebra kodutööd. Ühendate numbrite seeria oma „Y = X + 1” võrrandisse. Esiteks, X = 1, nii et 1 + 1 = 2. Aga mis juhtuks, kui valite valed võtmed ja sisestate valed numbrid? Kas Teil oleks ikka õige vastus? Kui soovisite öelda X = 1, kuid trükitud X = 11, kas arvuti annab teile õige vastuse? Küsimus on muidugi ülearune. See on mõiste „prügi, prügi välja”. Teisisõnu annavad valed andmed vale vastuse.

Nagu meie võrrand, on “täiustatud” pildid algse pildi funktsioon. Kui alustate udune või pikslitega pilt (või isegi terav puhas, siis ei saa ükski kogus filtreid ega arvutimagiaid teavet kohast, kus see teave lihtsalt puudub). Just nagu “1 + 11” ei saa kunagi tulemuseks “2”, ei anna piiratud pilt kunagi nn „täiustatud” versiooni.

Miks pole mingit funktsiooni andmete loomiseks midagi

Te võite küsida: „Kas pole võimalik luua funktsiooni, mis võib halva pildi detaile lisada?” Noh, me ei loo seda tõenäoliselt peagi. Lihtsalt sellepärast, et me tunneme pikslite paigutuse näol, ei tähenda, et see on tegelik nägu. Näoosa on meie arusaam nendest andmetest - me vaatame tegelikult ainult andmeid! Pildiandmete võtmiseks ja paremaks muutmiseks on see võimatu. Funktsioon, mis loob mõttetu andmetest midagi nii spetsiifilist kui inimese nägu, nõuaks tegelikku teadmist lõpptoodangust, mida peaksite teadma tegeliku inimese nägu, et „leida” see udune kujutis, mis omakorda lööb punkti selle kujuteldava tehnoloogia kohta.

Prügi kujutise andmetest võib olla võimalik luua mingisugust näost sarnast pilti, kuid see ei tähenda, et see toode oleks asjakohane. See võib tekitada näo, mis tegelikult ei näe midagi sellist, mis tegelikult seal oli. Tõenäoliselt tekitaks lihtsalt pikslite mass, mis justkui näeb välja nagu „erinev” versioon sellest, mis seal on. TV loogikas on selle pildi taga lukus nägu, ja head poisid leiavad lihtsalt võimaluse selle juurde pääseda. Tegelikkuses on ainult andmed ja mis tahes funktsioon, mis taastab pildistamise asjaolud, on juba selle teabe sees.

Kuidas teada saada, et valitsus ei tee seda võimatust

Paljud raha kulutavad valitsusasutused, nagu NASA, et otsida taevast satelliitteleskoopidega nagu Hubble ja Kepler. Need ulatused ja teised maa peal pakuvad hämmastavat, sügavat ruumi digitaalset fotograafiat valgust ja ka teisi lainepikkusi elektromagnetilistes spektrites, nagu raadio ja mikro lained ning kõrgsageduslik kiirgus nagu gamma ja röntgen. Kuid kõik need pildid alluvad samadele piirangutele, mida varem arutati. Need on õigeaegsed pildid. Piiratud röntgenkiirte kujutamine on sama, mis nähtava valguse piiratud pildistamine. Kui pilte saaks "täiustada", oleks igaühe ja igaühe jaoks lihtne ruumi fotograafia teha. Kui te saate pilti "suurendada", suurendades rahvahulga nägu, miks mitte minna välja, võtke taevas hetktõmmis ja "täiustage" seda, et näha üksikasju Pluto kohapeal? Kui see oleks võimalik, siis võiks kujutlus - mis tahes pilt - sisaldada kõik universumis olevad pildiandmed.

Kas tegelik kasuliku pildi täiustamine on võimalik?

Lihtsalt sellepärast, et viis, kuidas trope-riddled kirjalikult kujutisi parandab, on vale, vale, vale, ei tähenda, et graafikaprogrammid ei ole selliseks probleemiks kasulikud. Niikaua kui teave on tegelikult pildi sees, võib mõni „täiustamine” lihtsamini näha. Võta näiteks see tume, varjuline pilt, mis on heledamaks, et varjus näha üksikasju. Seda tüüpi „täiustus” on reaalne ja kättesaadav kõigile arvutiga. Erinevus on selles, et andmed on juba olemas - me vaatame seda lihtsalt teisiti. Meie silmad ei näe (sõltuvalt teie monitorist) vasakpoolset nägu. Kuid paremal paremal näidatud versioon näitab varjus palju üksikasju, andes meile parema pildi oma näost.

Nii et FBI-l ei ole tõenäoliselt maagilisi Photoshopi võimeid ja te ei saa pildistada väikestest rohelistest meestest, kes elavad Plutoonis oma lõbusõitjaga. Ära usu kõike, mida näete teleris!

Image Credits: Harrison Ford Firewallist, mida kasutati ilma loata, kasutas õiglast kasutamist. Valguse kirjutamine BloomsEyeView, Creative Commons. Prügi poolt Toimetaja B, Creative Commons. IMG1189b poolt HooverStreetStudios, Creative Commons.