越是在这个变化不确定的世界,越有必要静心思考,夯实认知,好好沉淀自己。

你好,我是「爱思考的大熊」。

今天,我们聊一聊认知心理学中,识别和概念系列里的视觉识别。

我们在看到某个物体时,随口就能说出“兔子”、“篮球”、“花”、"桌子"等名称,这个过程是如何发生的?

我们怎么知道什么是兔子、篮球、花、桌子呢?

每天,我们看到的物体,光线,角度,方向都不一样,进入我们视网膜的光线带的信息也不断变化。

但我们仍然一瞬间就能知道它是什么,这背后有什么样的道理?

实际上,是有两种物体视觉识别的方法。

两种物体视觉识别方法

第一种,叫「基于结构的描述」。

我们大脑,会将刚看到的物体抽象特征,对比记忆中对物体结构的描述。

从哪个角度看不重要,无论方向或视角怎么样,物体都会被分解为各个组成部分,然后与一组特征比较。

因为这种方法,不依赖特定视角,只依赖物体本身特征,所以也被称为“与视角无关”。

-年,埃文彼德曼和同事提出了一种颇有影响力的SDB理论。

视觉系统会在物体各个部分间,寻找看起来像边界的区域,然后解析物体。

当我们把物体拆成一个个特征时,这些特征就是基本三维形状,彼德曼称为"几何元素"。

根据这个理论,总共有36个几何元素作为视觉基本元素,它们是一些可组合最复杂物体的简单形状,且无论方向或视角,我们看待几何元素都是相同的。一个圆柱体基本上,总是看起来像一个圆柱体,无论方向或观察者视角如何。

下图就是36个几何元素中的一部分及它们如何组合成简单的物体。

你认出它是什么了吗?是一只猫。

这种方法,简单来讲,就好像是在分辨一个由乐高积木组装的物体。

我们把物体拆解成一块块固定的元素以及元素且组合的关系,然后根据这些元素及组合关系对比记忆的特征,我们「大致」就知道:

下图里,左边是弹弓,右边是愤怒的小鸟。

这种方法,好处是能快速识别和分类(不会把弹弓认成是其它东西),但坏处是粗看可以,但不够精细,一是受到光线、视角影响导致识别信息缺失,就容易认不出;二是要分辨两个差异很小的物体,比如飞蛾和蝴蝶,光靠特征要素就够了(因为差异很小的物体,本质构成要素都差不多)

这时,就要用到第二种方法,「基于视图的方法」

除了将刚看到的物体抽象特征,对比记忆中对物体结构的描述外,我们大脑,还会从不同方向和视角,识别物体。

这样,能发展出对该物体的多种表征或视图,用作将来识别物体的“模板”。

这种方法,是依赖特定方向和视角的,所以也被称为“与视角有关”。

因为已经从不同角度/方向接触过物体,有了大量、多角度“采样”,所以下次,

见到同样的物体,哪怕光线、角度、方向原因,使得视觉系统捕捉的信息有缺失,大脑也能很好还原和识别出来。

年,相关研究者教猴子学会了熟练识别不同方向的新奇三维物体。发现猴子大脑中和识别相关的神经活动,随物体旋转,不同细胞反应不同。

研究者猜测,这些猴子似乎也拥有类似的“大脑生理模板”,不同模板专门用于识别特定方向的特定物体

这种方法,好处是能精细识别,细看能拿捏,即使是很像的物体。

比如从不同角度,看了大量飞蛾和蝴蝶的标本或图片,那就区分飞蛾和蝴蝶间的细微差异。

但坏处是需要大量,尤其是最好多角度多情景下的范例。(有点像机器学习学了几千万张猫的图片,最终机器有了猫的概念)

粗看与细看,「分辨率思维」

从生物演化的角度,我们既需要有「基于结构的描述」,也需要「基于视图的方法」。

简单来讲,既需要粗看,但有时也需要细看,差异就在于看事情的分辨率不一样。

如果只是想区分水源和草地,那粗看就够用了,看一眼就知道,水和草地的本质特征完全不一样,基本没有认错可能。

但如果想要区分两种长的很相似的野果,一种可能有剧毒,一种没毒,光靠粗看就不行了,看错了吃下去就没命了。这时就要细看,仔细辨别细微的差异。

我们的视觉系统和大脑,在长期演化过程中,也是给自己,一点点演化出了了活兼顾的识别策略,能适配用于不同场景。

思考清单:

如果粗看事物,能正确归类,那总结提炼,抽象事物的本质特征、构成要素,就够了;

如果想细看事物,加深对事物的精细理解,那就要尽量,多角度多看事物的各种范例;看的范例越多,角度越全面,我们大脑越能记忆和识别细微的差别;

粗看还是细看,看什么目的和场合。有些时候,粗看就够了,比如快速区分不同概念,但有些时候,就要细看,比如深入理解一个概念(多看概念的实例)

我是「爱思考的大熊」,喜欢琢磨认知和思考的话题,也在不断实践。


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