Как работает мозг

Когда специалист по определению формы заканчивает свою работу, он передает жесткую конструкцию из белых листов специалисту по освещению. Специалист по освещению знает законы, которые определяют, каким образом отраженный свет зависит от освещения, от степени освещенности поверхности и от угла расположения поверхности. Специалисту дается возможность перемещать единственный источник дальнего света таким образом, чтобы освещать модель с разных направлений. Оптимальным направлением будет такое, при котором каждая пара листов, соединенных ребром, будет выглядеть максимально похоже на соответствующие поверхности изображения, чтобы для завершения работы потребовалось как можно меньше серой краски.

Наконец, модель попадает в руки специалиста по отражательной способности – художника. Этот специалист – последняя инстанция, и его задача – устранить любое остающееся несоответствие между изображением и моделью. В завершение работы он предлагает разные оттенки цвета различных поверхностей.

Работает ли эта программа? Адельсон и Пентленд поставили перед ней объект в форме гармошки и дали ей возможность импортировать образ. Программа отображает текущие предположения о форме объекта (первая колонка), текущие предположения о направлении источника света (вторая колонка), текущие предположения относительно того, куда падает тень (третья колонка), и текущие предположения о том, как объект окрашен (четвертая колонка). Первые предположения программы приведены в верхнем ряду.

Изначально программа предположила, что объект плоский, как двухмерная картина, лежащая на столе, как видно из верхней строки в первой колонке. (Вам сложно это представить, потому что ваш мозг упорно продолжает видеть зигзагообразную форму как полоску, изогнутую в пространстве. На этом рисунке предпринята попытка показать некоторые линии как располагающиеся на странице в плоскости.) Программа предположила, что источник света направлен фронтально, в направлении от положения глаза (верхний ряд, второй столбец). При таком плоском освещении теней почти не получается (верхний ряд, третья колонка). Специалист по отражательной способности несет ответственность за удваивание изображения и просто дорисовывает его. Программа думает, что перед ней – картинка.

Как только программа получает возможность поправить свои предположения, у нее получается интерпретация, представленная в среднем ряду. Специалист по форме находит самую правильную трехмерную форму (в левом столбце показан ее вид сбоку), состоящую из квадратных листов, соединенных под нужными углами. Специалист по освещению обнаруживает, что, направив свет сверху, он может получить игру теней, которая будет напоминать исходное изображение. Наконец, специалист по отражательной способности наносит на модель краску. Четыре столбца – зигзагообразная трехмерная фигура, свет, направленный сверху, тени в середине фигуры, полоска света рядом с темной полоской – соответствуют тому, как люди интерпретируют исходное изображение[265].

Напоминает ли эта программа человека еще чем-нибудь? Вспомним, как сложенная гармошкой фигура переворачивается в пространстве подобно кубу Неккера. Внешний сгиб становится внутренним и наоборот. Программа тоже в определенном смысле способна увидеть этот переворот; «перевернутая» интерпретация показана в нижнем ряду. Программа считает, что издержки на получение обеих интерпретаций будут одинаковы, и делает выбор в пользу первой или второй наугад. Когда люди видят переворот фигуры в пространстве, они обычно видят и переворот направления источника света: верхний сгиб наружу, освещение направлено сверху; нижний сгиб наружу, освещение направлено снизу[266]. Программа делает то же самое. На самом деле, в отличие от человека, программа не «перескакивает» от одной интерпретации к другой, но если бы «специалисты» Адельсона и Пентланда работали не по образцу конвейера, а в условиях сети ограничений (наподобие сети на с. 124, работающей с кубом Неккера, или модели стереозрения), это было бы возможно.