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戏该收场了——看看谁才是真老虎

[作者] 桑丘 [来源] 临时论坛:华南虎事件

早年看“抓特务”电影最迷恋主角在尾声中一句斩钉截铁的:“戏,该收场了!”。今天真的很想对关记者说一下这句话。

周同志教育程度有限,大概不知道这世界上还有一门学问叫做计算机视觉,他更不知道计算机视觉中有很大一部分是研究图像空间变换的,这难怪,毕竟这是一门研究生课程,本科生一般也甚少涉及。如果周同志理解这一点,那么他一定会设计出一套更加高明的拍摄方案来(其实只要拍摄的时候抖动一下把图像弄模糊就行了)。可惜周同志是个完美主义者,非要弄出一大堆清晰的图像了,最后给自己惹上无尽的麻烦。

废话少说。进入正题。

对PhotoShop有些熟悉的网友都知道其中有一个“透视变换”,这个功能的主要用途就是为了修正(或者强化)由于视角变化导致的变形。透视变化并非简单的图像处理算法,它本身具有严格的物理定义和规则,比如直线经过透视变换依旧是直线等等。我们日常生活中也会有这种感受:正方形的桌子,从上向下看是正方形的,从正面看它就变成了梯形,从斜的角度看它就变成了不规则的四边形。摄影过程可以精确的记录透视变化的过程。在航空制图摄影中,透视变化就是一个需要关注的问题,因为两次摄影不可能具有完全相同的高度和角度,当需要将两幅航空图形象进行对比的时候,就知道两幅图像透视变换的详细参数。对于周同志的纸老虎问题也是一样的,我们不但要知道那是一只纸老虎,而且要求解出拍摄纸老虎的不同透视变换的参数。

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)。

寻找两幅图像中对应点。注意:这里不是简单的用鼠标点取对应点,Matlab可以在一个11像素X11像素的窗口中寻找最佳的对应点,比手工点取具有高得多的精度。

根据计算求得的透视变换的参数对第二副图像进行变换,注意图像的四边仍然保持直线。因为发图尺寸的限制,图像做了一点点Resize变换,宽度从1031改成了1000像素。

 

 

对应的基准图像也做了同比例的缩小。宽度减小为778像素

 

看看重合的效果。

 

结果与先前小图有差异,推断可能是早期小图是翻拍的原因

 

基准图像仍是是最初的那一张。

梓厚吾爱

胡慧建自2005年以来一直在进行野生华南虎的考察工作。虽然没有找到野生华南虎,他还一直希望能够找到。胡收看央视《社会记录》节目《疯狂的老虎》时,非常生气。节目中,陕西师范大学教授王廷正表示,周正龙拍到的老虎长时间保持一个姿态是因为当时它正在打盹,反应不是很灵敏。“如果央视有热线电话,我就会直接打过去批评他了”。正是因为这个节目,他决定,以一个华南虎研究者的身份,指出吵嚷已久的陕西华南虎照片中的漏洞。他认为,根据目前已公布的原始照片,足以认定周正龙所摄图片百分之百是作假。

在陕西公布发现华南虎的第一天胡就已得到消息,听到拍到野生华南虎的消息,他感到很高兴,觉得意义非常重大。同时,在野生中国网站找到了照片,并进行了仔细研究,主要是想了解该虎与华南虎的异同点,因为存在虎的新亚种的可能。但第二天,当一名野生动物摄影家向他表示了对“周老虎”的怀疑时,他也向对方说出了自己的怀疑——不是华南虎,且对虎的真假存疑。但一时觉得证据不足,就没有公开表达自己的意见。结合老虎眼睛的解剖学和成像学原理、自己在野外和动物园拍摄的猫科动物的照片经验,最后,他确信,照片中的老虎是假的。

昨天,他在接受本报记者采访时详细地陈述了他的分析思路与证据。

第一步 眼睛告诉我们真相:

眼睛从目前的技术角度来说,是难以作假的。猫科动物的眼睛,它适应于夜间活动,所以它的瞳孔在白天是高度收缩的。另外,眼睛后部,有着一个类似于镜子一样的膜。这层膜使猫科动物在几乎完全黑暗的情况下,识别并追捕猎物。在生物学上,这层膜被称之为“脉络膜层”。当光线穿过猫科动物的视网膜后,“脉络膜层”可以将光折射,使得它们辨别出物体并追捕猎物。当光线打到眼睛上,会形成一种类似灯泡发光一样的反光效果,是不可能出现黑点的。

如果没有光线打到眼睛上的情况下,拍摄出来的图像,会有一种类似浸水的玻璃球效果,有立体感。而我们在关克提供的周正龙所摄原始图片上可以看到,老虎的眼睛是白色的,中有黑点,整个是平面的感觉。根据EXIF信息,这张照片没有闪光。那么拍摄出来的眼睛效果应该是一种类似浸水的玻璃球效果,且有立体感。

第二步“翻白眼”的原因

受网友“alwayssong”模拟拍摄“纸老虎”的启发,立体的眼睛和平面的“眼睛”图像

对光的反射和折射是不同的。平面的会有一种很强的漫射,由此形成“白化”效果。真老虎照片绝对不会有这样的现象。这就是图片造假的关键证据。

此外,老虎的下唇是向上弯曲的,“周老虎”身上看不到。其次,“周老虎”的右前肢与整个位置不对。另外,他也对傅德志的看法表示赞同:叶子与老虎的比例关系不匹配,等等。但他认为这些都不是铁证,最过硬的证据还是眼睛的异常。  

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专业质疑串串SHOW  

随着越来越多的信息公之于众,网友们的意见基本趋于一致:真照片,假老虎。与陕西方面的想象不同的是,在网上发出质疑声音的,有各行业中的专业人士,他们有摄影高手,有中科院的植物学家、动物学家,有保护野生动物的非政府组织,甚至还有懂得计算视觉的专业网友。他们从各自专业角度出发,把同一组照片上的可疑之处一一指出并进行了详细的技术论证。这些分析论证得到网民的普遍认同。正如植物学家傅德志先生所言:谁说网友都是业余的?

◎摄影

代表:鲍昆 著名摄影家

拍摄距离过近

据周正龙对本报记者所说,他拍到老虎最远的距离是60米开外,最近的有20多米。网友“好色伟哥”利用关克提供的原始照片,按物体大小/物距=像大小/像距(注:像距约等于焦距)的公式进行了计算。根据公式计算,周正龙应该是在离虎仅有12米左右的地方进行拍摄,与其所述不符。

闪光灯有疑点

第二次公布的照片中有一张是打了闪光灯拍摄的,照片上可见虎额头上明显的光斑。鲍昆表示,据拍摄者称使用的是傻瓜胶片机和佳能400D数码相机,这两款相机的随机闪光灯都属于小功率的闪光灯,有效距离不会超过3米,在这么远的距离拍摄老虎纯属无稽之谈。网友“随便写写”说,如是真虎,反光处应是双眼,而非前额皮毛。而照片表现情况相反。

老虎色温偏蓝

在“周老虎”照片中,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。

老虎和周围光效不同

鲍昆表示,老虎身上的光是顺光(也即平光),于是整个虎的影像是平的,没有天光照明的立体感,这是闪光灯拍照的基本效果。环境光是正常阴霾天气下的天光效果,植物受光和背光两部分明暗关系立体明确。两者的光效关系完全不同。

◎植物学

代表:傅德志 中科院植物研究所研究员

叶子与老虎的比例

傅德志认为,老虎身边的叶子,是壳斗科的麻栎或是榛子。这种植物叶子一般长3厘米(跟真老虎眼睛差不多大),不会超过6厘米。最可疑的是老虎脑袋上那片叶子,如果是真老虎的话,这叶子就得有小脸盆大,傅肯定地说,该地区没有这么大的叶子。

拍摄地点有变化

傅德志分析了几张图片中老虎背景中植物的不同,认为老虎换过位置。而中科院植物研究所信息中心的李荣贵根据几张照片中同样的植物,同样得出老虎拍摄位置有变换,而且通过制作示意图标明了准确位置。

◎动物学

代表:解焱 中科院动物所研究员 拯救中国虎基金会

近半小时不动

根据周正龙所摄原始图片的EXIF信息,整个拍摄老虎的过程持续了20多分钟。见过全部数码照片的记者都表示没有看到老虎的姿势有任何改变,全是睁眼张嘴,放松卧于林中。网友“第一印象”做了GIF动画,在三张前、背景完全不同、拍摄时间相差较大的照片中,老虎影像高度重合。

人接近姿势没反应

周正龙的图片中,老虎一直保持着放松的卧姿。而拯救中国虎基金会声明中表示,老虎尤其是野生虎的感觉非常敏锐。在陌生生物接近的时候,老虎的第一反应往往是伏下身体,将头放在两只前爪之间,将整个身体压平在地面上,这一行为,一方面可以防止对方发现自己,另一方面也方便采取下一步行动,随时发动攻击或逃走。

辅助证据不可信

在周正龙拍到华南虎之前,当地官员就已找到中科院动物研究所的解焱,把找到的老虎痕迹资料送给她鉴定。解焱表示,“实际上没有太多材料,有一些脚印、粪便之类的照片啊,但是我们看了之后呢,(认为)都不是华南虎。”

◎计算机视觉

代表:网友桑丘

平面老虎是唯一可能

桑丘表示,周正龙大概不知道这世界上还有一门学问叫做计算机视觉,他更不知道计算机视觉中有很大一部分是研究图像空间变换的。他用了非常常见的Matlab软件包,利用其中通过透视变换来进行图像配准的工具对周的图片进行验证。如变换后两张图片中的老虎会完全重合在一起,就说明老虎只可能是平面的,也就是一只纸老虎。桑丘的验证结果是:老虎的影像完全重合。  

网友的模拟实验

组图红圈处显示虎眼“白化”过程  

中国野生动物摄影训练营论坛网友“alwayssong”在10月13日即提出了周正龙老虎图片拍摄最可能的作假手段:打印老虎照片,贴于KT板上,然后放到林子里拍出“真照片”。面对仍不明朗的现状,他决定亲自动手验证自己的假设。根据照片EXIF数据,他用的是佳能350D相机,在镜头的55毫米段拍摄。

10月28日,“alwayssong”把自己模拟拍摄结果发表在论坛上。由照片可见,老虎色温

与环境色温相比偏高的现象(即老虎色彩偏蓝,草叶偏黄)与周正龙所拍摄照片一般无二。有网友指出,色温偏差正是由于喷绘“老虎”的“纸”造成的,由于是数码相机,表现得更为明显。  

鼻子灵

试着统一一下认识:

1.由同一成像系统,经变换拍摄位置拍成同一3D景物的序列2D图像,那么,有可能由这个序列2D图像反演出原始3D景物的某些3D信息。

2.上述内容是图像分析的经典内容,叫做图像恢复吧,文献应该有大把:卫星图像估算山峰高度算是一种应用吧。

3.故此,楼顶桑同学的思路是没错的。

4.需要几幅图像?每幅图像上取多少控制点?这是相关联的问题,需要计算,盼望桑同学继续努力:估算出控制点的海拔高度,进而平面拟合,估算出不平面度(不在一个平面的差距)的多少。

5.所有的计算一定有误差,无法避免。

6.计算的方法:基本上就是解方程组吧?变量多些而已:数值方法也许不可避免。

Flower7166(反方)

1.没有新意,不如“第一印象”的工作(“第一印象”是原创,你用了METLAB包装在我眼里也不如他的;他用PS就做到了类似结果,他如果也会的话,不见得比你差)。

2.论文评审不通过:对成像原理、立体成像原理、几何纠正等方面的理解不透。正因如此可确定对自己所做方法也没有从根本上理解,所以得出错误结论,要加强学习。

3.无知无畏,建议好好参考科学文献,弄懂原理再做。基础知识掌握不扎实,特别是请先弄清楚相机内、外方位元素的概念和由控制点推算的方法和核心要求。

4.给出4个控制点的高度值(不会全部假设为0吧?就象界面上表现出来的那样)及控制点选取精度,不然就是数据不客观。如果你没想到高度值,那么就删贴吧,不要让人(无忌假牛人,如*,*,*,*,*,等,除外)看了笑话。如果想到了,那么补充做了再下结论。

5.结论不客观,与工作前提不合。关键的是:所做工作与结论无直接联系,因为对所用方法能到底解决的是什么问题,到底能说明什么问题没搞清。方法及结果不能支持结论。即:方法没错,但结论有误,与“第一印象”的错误一样。但签于“第一印象”早你数周发表,所以你不如他。

6.看在态度和做了点分析的份上,表扬这一点。并且不认为你的结果是造假,而是出错

7.建议:将你做的图构成像对做立体观察,不会可先学。

8.补充一点:你做的工作我都做过,但没有你的结论。

对本贴前的无脑跟贴表示摇头。如果后面还有无脑跟贴,则要替无忌叹气了。

老编

俺掌握的摄影色彩还原理论告诉俺, 阴影蓝只有在5500K的阳光色温和9000K紫外线色温同时存在时才会发生, 这个规律自人类发明彩色摄影术以来从胶片到数码影象的记录设备上就存在着,要想没有偏色蓝(B)或偏色青(C)除非相机按照阴影色温手动设置后才能解决。阴天或日光被薄云遮掩的天气色温一般在6500-7500K之间,相机只要用自动白平衡,一般是不会产生阴影蓝的,因为整个天气环境已经相当于阴影色温了,相机会自动补偿增加暖色调使高色温蓝得到平衡变成白色。假老虎照片已经显露了伪装,这是无疑的,原因除了色温产生色差外,还有现在的用于数码影象的打印纸和数码照片专用像纸在纸基上涂有很浅青蓝色增白剂,目的是减少大多照片偏色黄而制造。人眼虽然看不出明显差别,但相机是光学精密仪器,象血景蓝、阴影蓝这样眼睛看不到的颜色都能被忠实记录下来,从而转化成肉眼可见的颜色。

鉴别老虎照片的真伪根本不用放大呀什么苯办法,就利用仪器这个物理特点将色彩饱和度提高就行啦。当然用参数测量更能说明明问题。这是唯一的科学方法,而且凡是玩PS的人都可以作到,我想这件事情用老编的方法还是让全民去鉴别吧。另,从这个事情上也让我们看到了那些鉴定过老虎照片的“专家”们的确是欠缺彩色摄影成色理论和实践。

黑_猩猩

LZ的方法是正确的

 

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