• 周老虎应用科学 - [科学家]

    2007-11-29

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    周老虎到如今,应该已经算尘埃落定了。不过,我仔细看了网友们在周老虎事件中的论证,还是很拜服的。在周老虎事件中,你需要具备哪些科学常识呢?植物学、动物学的就不说,重要的是以下这些:

    一、成像原理
    摘一段:
    “根据中心投影的原理,从A到相机的红线为A点的成像视线,同理有绿线是B的成像视线,黄线是O的成像视线。它们的像在底片上以突起的红、绿色表示。这里不失一般性,也为讨论简化和易理解起见,先设D相机视线与AB垂直(斜向时不失一般性)。而C相机斜交,距离无特殊要求。为了易于理解,特作辅助线BA’,垂直于CC’,该辅助线与AC交于A’,与OC交于O’。显然,BA’与C的成像面平行,AB与D的成像面平行。根据相似性与中心投影原理,可以很容易得到,AOB在D相机上的像的比例为AO/OB,而在C相机上的像的比例正是A’O’/O’B。那么,显然,由于OO’与AA’不可能平行(交于C点),所以必有AO/OB≠A’O’/O’B。这就是出现了像差!”

    看得懂吗?没关系,我也看不懂。

    二、色温原理
    摘一段:
    “老虎的色温显著偏高(即偏蓝),而周边的草叶色温偏低(即偏黄、绿)。网友“老编”介绍说,彩色摄影的色彩成像及色彩还原理论告诉我们,阴影蓝只有在5500K的强烈阳光色温和9000K近紫外色温同时存在的条件时才会发生,例如雪景阴影。这个规律自人类发明彩色摄影术以来从胶片到数码影像的记录设备上已经存在了,胶片尤其严重。即使有少许阴影蓝也应该是整个照片颜色整体偏青蓝色,绝对不会产生在局部,尤其是白色部分。”

    三、高等数学
    摘一段:
    “《用线性代数证明老虎是平面的》1、找两张差别比较大的虎片,设为图A和图B,图B中的虎b可以看作是图A中的虎a的线性变换L的结果,b = L a;2、分别在两图上建立坐标系, 分别选择4组对应点,如虎双眼、条纹的交叉点等;3、将这4组点的坐标代入 b1 = L a1, b2 = L a2, b3 = L a3, b4 = L a4, 求出L矩阵;4、从图A老虎身上任选一特征点ai,计算bi=Lai, 如果bi都跟图B上的特征点吻合,说明虎b确实是虎a经过线性变换得来,因此可以说明老虎是平面的,反之,如果不是所有特征点都能完全吻合可以说明老虎不是平面的。”

    另外,有科学家在用拓扑学研究周老虎,再摘一段:
    “昨天下午,技术专家首先从送检的两只老虎左右双眼的两个外眼点间距离为基准,制作相同分辨率且两外眼点间距离相等的两张照片,再从上述两张照片上以老虎右眼瞳孔中心为基准点(该基准点为截取图片的右上角点),向左分别截取老虎的躯干部位图片用于比对。随后技术专家对截取的图片进行重叠比对,发现两张图片上老虎躯体部位可见的深色斑纹位置、数量、形态、大小基本一致;然后经进一步提取老虎深色斑纹的细节特征作拓扑图形,发现两者的拓扑图形相同。”

    小贴士:何为拓扑学?
    拓扑学是数学中一个重要的、基础性的分支。它最初是几何学的一个分支,主要研究几何图形在连续变形下保持不变的性质,现在已成为研究连续性现象的重要的数学分支。拓扑学起初叫形势分析学,是莱布尼茨1679年提出的名词。19世纪中期,黎曼在复函数的研究中强调研究函数和积分就必须研究形势分析学。从此开始了现代拓扑学的系统研究。连续性和离散性是自然界与社会现象中普遍存在的。拓扑学对连续性数学是带有根本意义的,对于离散性数学也起着巨大的推动作用。拓扑学的基本内容已经成为现代数学的常识。拓扑学的概念和方法在物理学、生物学、化学等学科中都有直接、广泛的应用。

    三、PS技术
    摘两段:
    “我取了立体图的红绿通道分别一看,这???????????图C是红色通道,图D是绿色通道,图D源于图B,但这图C是从哪里来的,特别是红色圈中的那块,无中生有?神乎其技阿!随意把两张照片放在不同通道中,这种立体图的生成法,我还是第一次听说。”

    “如果照片是平面纸板虎,用photoshop把老虎抠出来,然后用3dmax建三维老虎模,把抠出来的老虎图贴到三维老虎模上(注意要采用正确的贴图方式、坐标、参数、特效等等),再按flower的方法做立体图,如果能出现具有真实立体质感的老虎,那flower的立体像对就完全不能当证据了。”

    深悔自己PS技术还不够到位,不然可以扬名立万的。

    四、计算机视觉成像技术
    摘一段:
    “对于同一个物体而言,两次拍摄如果采用不同的机位,那么对于图像中的同一面而言就相当于增加了以下几个变化:X 方向的平移,Y方向的平移,放大系数的变化(相当于三维空间中Z方向的平移),围绕X轴方向的转,为找Z轴方向的旋转以及围绕Y轴防线的旋转,为了求解这些参数就必须在平面中寻找4对控制点。幸亏老虎同志长了五官,身上也有漂亮的花纹,这就为人工和自动寻找控制点提供了便利。
    上述的变换过程说起来简单,但是做起公式推到以及求解方程组的工作量还是非常大的。幸亏这个世界上还有数不清的工具软件。这里我用了非常常见的Matlab软件包,这个软件包里面就包括图像处理工具包,图像处理工具包里面恰恰就包含了通过透视变换来进行图像配准的工具,呵呵呵,老天不给周同志和关记者面子啊。
    这里再重复以下我进行验证的原理:如果若干点都是位于同一个平面上,那么他们就可以通过透视变换进行配准,如果这些点中有一个或者若干点不位于同一个平面上,那么它们就不可能通过透视变换来配准(您若是不相信,可以试着推翻,菲尔兹奖在那里等着您,奖金好像不必诺贝尔奖少)。
    这里是软件的界面和我写的几句简单的命令,大家其实可以自己尝试一下。”

    图就不上了,是软件界面和命令截图,看不懂。

    五、其他
    摘到底:
    “用AUTOCAD对比周老虎与原图。用AUTOCAD插入光栅图象,将两个虎头以瞳孔特征点为基准点连线,作为基线。放大旋转至两图相同,连接鼻端的三角形作为标准。在周老虎虎头上取有特征的曲线,全部复制过原图,可见是惊人的重合。此图为周老虎原图已确凿无疑。”

     


    好了,差不多这样了,已经够我学两年的了。

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    历史上的今天:

    香港 2005-11-29

    评论

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  • 真的非常博学!