編者按:如果時(shí)光倒流回二十年前,五筆字型和WPS就代表了計(jì)算機(jī)。在當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)還不普及的時(shí)代,能在計(jì)算機(jī)上打出一串串文字,就代表了你是一個(gè)計(jì)算機(jī)高手。而現(xiàn)在我們整天都在鍵盤(pán)上敲敲打打,把心里的想法變成文字??纱蠹矣袥](méi)有想過(guò),為什么敲擊鍵盤(pán)可以輸入文字呢?除了鍵盤(pán),有沒(méi)有其他辦法輸入文字呢?甚至意識(shí)是不是能控制計(jì)算機(jī)呢?在此,主持人和嘉賓將分兩期對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行深入探討。
主持人:
陳 捷 廣東省四會(huì)中學(xué)
嘉 賓:
金 琦 浙江師范大學(xué)附屬中學(xué)
邱元陽(yáng) 河南省安陽(yáng)縣職業(yè)中專(zhuān)
輸入的“速度與激情”
在當(dāng)今社會(huì),“又好又快”幾乎成了人類(lèi)完成各項(xiàng)任務(wù)的基本準(zhǔn)則。時(shí)光回溯,從最早的穿孔紙帶到后來(lái)得到人們普遍推廣的鍵盤(pán)輸入或者高級(jí)語(yǔ)音讀入等都可看出一點(diǎn):人們?cè)谥铝τ诟妮斎敕绞揭苑奖愀黝?lèi)人群使用的同時(shí),也積極不懈地鉆研如何提高輸入的速度。特別是在各種輸入技術(shù)異軍突起的今天,不同個(gè)體的輸入需求幾乎都得到了滿(mǎn)足。所以,創(chuàng)造者們的開(kāi)發(fā)激情就更加傾向于后者。如何在日益注重效率的現(xiàn)代化發(fā)展時(shí)期占據(jù)一席之地,贏得這個(gè)充滿(mǎn)激情的比賽?輸入也有“速度與激情”?我們嚴(yán)陣以待!
陳捷:硬件優(yōu)化——為愛(ài)車(chē)提一個(gè)檔次
看過(guò)電影《速度與激情》的朋友們都知道,一部亮瞎觀眾眼的跑車(chē)在電影里絕對(duì)是百分之百的點(diǎn)睛之筆。如果主人公駕駛一輛奇瑞QQ在迪拜塔上穿來(lái)穿去,這是一萬(wàn)個(gè)畢加索也不能畫(huà)出的詭異。可見(jiàn),一部好車(chē)是決定勝負(fù)的關(guān)鍵,同理,磨刀不誤砍柴工,要提高輸入速度,優(yōu)化的硬件條件也是不可或缺的。下面將以鍵盤(pán)和手寫(xiě)板為例說(shuō)明硬件優(yōu)化對(duì)輸入速度提高所發(fā)揮的作用。
1.鍵盤(pán)優(yōu)化
為什么鍵盤(pán)鍵位這么安排?早在1714年,打字機(jī)上就出現(xiàn)了鍵盤(pán)。在1868年,克里斯托夫·拉森·肖爾斯獲得了打字機(jī)模型專(zhuān)利,幾年后又首次規(guī)范了鍵盤(pán),也就是現(xiàn)在的QWERTY鍵盤(pán)。
很多人開(kāi)始學(xué)習(xí)使用鍵盤(pán)時(shí)會(huì)覺(jué)得奇怪,為什么每個(gè)鍵都處于這么奇怪的位置?不能按字母順序排列嗎?這樣會(huì)不會(huì)大大降低學(xué)習(xí)成本?原來(lái),最早的打字機(jī)的鍵盤(pán)就是按照字母順序排列的,但打字機(jī)是全機(jī)械結(jié)構(gòu),如果打字速度過(guò)快,某些鍵的組合很容易出現(xiàn)卡鍵問(wèn)題,于是肖爾斯將最常用的幾個(gè)字母安置在相反方向,最大限度避免卡鍵,取得了良好的效果。從此QWERTY鍵盤(pán)開(kāi)始流行。
現(xiàn)在的機(jī)械技術(shù)已大大提高,肯定不會(huì)出現(xiàn)卡鍵的現(xiàn)象。那么鍵盤(pán)鍵位安排能不能進(jìn)一步改進(jìn)?1936年,August Dvorak教授設(shè)計(jì)了德沃拉克(DVORAK)鍵盤(pán)方案。DVORAK鍵盤(pán)布局原則是:①盡量左右手交替擊打,避免單手連擊;②越排擊鍵平均移動(dòng)距離最??;③排在導(dǎo)鍵(食指)位置處的應(yīng)是最常用的字母。這種方案按照理想化的擊鍵率分布設(shè)計(jì),打字速度提高了近乎一倍。但是,因?yàn)镼WERTY鍵盤(pán)如此深入人心,大家都不愿意為此改變使用習(xí)慣,所以只有極少數(shù)專(zhuān)業(yè)場(chǎng)合使用DVORAK鍵盤(pán)。
2.手寫(xiě)板優(yōu)化
手寫(xiě)繪圖輸入設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)是一種輸入設(shè)備,最常見(jiàn)的是手寫(xiě)板,其作用和鍵盤(pán)類(lèi)似。當(dāng)然,基本上只局限于輸入文字或者繪畫(huà),也帶有一些鼠標(biāo)的功能。在手寫(xiě)板的日常使用上,除用于文字、符號(hào)、圖形等輸入外,還可提供光標(biāo)定位功能,從而使手寫(xiě)板可以同時(shí)替代鍵盤(pán)與鼠標(biāo),成為一種獨(dú)立的輸入工具。手寫(xiě)板先后經(jīng)歷了三次重要變革。
第一代電阻手寫(xiě)板:電阻手寫(xiě)板主要由兩層薄膜構(gòu)成,其中上層薄膜可以輕微變形,下層固定不動(dòng)。用手寫(xiě)筆觸壓上層薄膜并使之變形時(shí),會(huì)與下層的薄膜接觸,這樣就可以判斷手寫(xiě)筆的軌跡了。雖然工作原理簡(jiǎn)單、成本低廉,但使用者必須用力書(shū)寫(xiě)才能有較好的識(shí)別效果。這樣一來(lái),用的人很累,手寫(xiě)板也容易損壞,因此很快就被淘汰了。
第二代電容手寫(xiě)板:電容手寫(xiě)板在技術(shù)上做了很多改進(jìn),但使用時(shí)仍需用力書(shū)寫(xiě),因此沒(méi)有得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。
第三代電磁手寫(xiě)板:電磁手寫(xiě)板采用了目前最先進(jìn)的電磁壓感技術(shù),使用時(shí)即使手寫(xiě)筆沒(méi)有接觸手寫(xiě)板,計(jì)算機(jī)也能感應(yīng)到手寫(xiě)筆的位置,記錄書(shū)寫(xiě)的筆跡。這意味著在單位時(shí)間里用戶(hù)可以書(shū)寫(xiě)更多的內(nèi)容,大大提高了使用者的輸入速度,同時(shí)手寫(xiě)板的使用壽命也延長(zhǎng)了不少。
邱元陽(yáng):識(shí)別判斷——你的專(zhuān)用衛(wèi)星導(dǎo)航
一部好車(chē)是贏得比賽的充分條件,但不是必要條件。車(chē)再好,不會(huì)走、走錯(cuò)路也是白搭,一不小心還會(huì)遇到世紀(jì)大塞車(chē)。所以,我們需要一個(gè)專(zhuān)業(yè)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),為我們識(shí)別各種路面情況,從而決策出可行之路。同理,各種設(shè)備的輸入信號(hào),最終都需要計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別出來(lái)才會(huì)有意義,因此各種新型的輸入方式,實(shí)際上就是識(shí)別能力的比拼。精準(zhǔn)的輸入識(shí)別判斷能力,是我們獨(dú)一無(wú)二的分析系統(tǒng),提高識(shí)別能力有助于更加精準(zhǔn)判斷。
1.文字識(shí)別
除了傳統(tǒng)的鍵盤(pán)打字,還有手寫(xiě)輸入、語(yǔ)音輸入、光電識(shí)別等,但由于它們?cè)谛屎妥R(shí)別率上還存在很多問(wèn)題,所以仍然需要不斷地改進(jìn)。
手寫(xiě)輸入的識(shí)別已經(jīng)達(dá)到很高的程度了,它成熟地應(yīng)用于手機(jī)、平板、手寫(xiě)筆等設(shè)備上。但手寫(xiě)輸入的效率仍然不高,輸入很慢,主要使用群體是不會(huì)打字的老年人。
光電識(shí)別(OCR)經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展,已經(jīng)非常成熟了,而且不再依賴(lài)于掃描儀掃描圖片,可直接用手機(jī)拍照,針對(duì)現(xiàn)有的圖片甚至PDF文檔等,都可以完成文字識(shí)別,識(shí)別率也能讓人滿(mǎn)意。但是目前對(duì)復(fù)雜背景下文字的識(shí)別、特殊字體文字的識(shí)別、手寫(xiě)稿文字的識(shí)別,還有很多問(wèn)題沒(méi)有完全解決。例如,有些彩色文稿,文字和背景看起來(lái)區(qū)分非常明顯,但是在黑白和灰度模式下,它們卻可能沒(méi)有任何區(qū)別,完全混為一體了,甚至在圖像處理軟件中進(jìn)行閾值調(diào)整都無(wú)法分開(kāi),識(shí)別軟件往往就更無(wú)能為力了。
值得一提的是,對(duì)有些特殊的圖案,軟硬件可能會(huì)拒絕掃描、復(fù)印和打印。例如,錢(qián)幣,在一些掃描儀和打印機(jī)、復(fù)印機(jī)上,以及Photoshop等軟件上,就會(huì)拒絕進(jìn)行掃描、復(fù)印、打印操作。這是因?yàn)楦鲊?guó)新版紙幣都統(tǒng)一使用了一種名為“EURion星座”的不易覺(jué)察的小記號(hào),由五個(gè)圓環(huán)按照獵戶(hù)星座(Orion)排列,在紙幣上多處分布,最早在10歐元(EUR)紙幣上使用。例如,施樂(lè)復(fù)印機(jī)就是如此,當(dāng)發(fā)現(xiàn)這種記號(hào)后便拒絕打印、復(fù)印,以提高對(duì)制造假鈔的防范。
2.語(yǔ)音識(shí)別
語(yǔ)音輸入目前也已經(jīng)廣泛使用,百度網(wǎng)站的手機(jī)版上,就可以直接用語(yǔ)音來(lái)輸入要搜索的內(nèi)容,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別成文字。QQ的語(yǔ)音輸入中,也有語(yǔ)音識(shí)別功能,方便計(jì)算機(jī)用戶(hù)不能聽(tīng)到聲音時(shí)直接翻譯成文字。微軟的Windows系統(tǒng)和Office軟件也都集成了語(yǔ)音輸入功能,不僅能進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別,還能直接使用語(yǔ)音指令,以及把文字朗讀為語(yǔ)音。國(guó)外的IBM、國(guó)內(nèi)的科大訊飛,都是語(yǔ)音識(shí)別領(lǐng)域的佼佼者。TTS引擎還可以被第三方軟件直接使用,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)語(yǔ)音功能。例如,“朗讀女”軟件,本身就非常小,只是借用了現(xiàn)成的TTS來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音合成,當(dāng)然這還需要一定音色和語(yǔ)言的語(yǔ)音庫(kù),語(yǔ)音庫(kù)就非常大了,如果再需要男聲、女聲、童聲,不同人的音色,甚至不同的方言,語(yǔ)音庫(kù)就需要很多個(gè)。目前的TTS已經(jīng)非常成熟,效果接近人聲,但是語(yǔ)調(diào)、音變、連讀等還不盡人意,仍有生硬的機(jī)器感。
無(wú)論是文字轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音,還是語(yǔ)音轉(zhuǎn)換成文字,在語(yǔ)音輸入的領(lǐng)域之外,也還有其他用武之地。例如,將會(huì)議錄音、采訪錄音、評(píng)書(shū)播音等內(nèi)容快速整理成文字,以及計(jì)算機(jī)配音、機(jī)器對(duì)話、電子朗讀等。
3.圖像識(shí)別
相較前兩種識(shí)別方式而言,圖像信號(hào)的識(shí)別要復(fù)雜一些,因此常??梢宰鳛橐环N安全機(jī)制。圖像輸入一般通過(guò)攝像頭、掃描儀、數(shù)位板、指紋器等設(shè)備實(shí)現(xiàn),一般的圖片不需要識(shí)別,特殊情況下才需要識(shí)別。例如,指紋識(shí)別、人臉識(shí)別、瞳孔識(shí)別等,這些特征因?yàn)椴蝗菀啄7潞驮旒?,可以作為安全措施采用,廣泛應(yīng)用于考勤、門(mén)禁、加解密等領(lǐng)域。圖像識(shí)別是采用圖像比對(duì)的方式進(jìn)行的,寬嚴(yán)尺度通??梢栽O(shè)定,閾值設(shè)置高,識(shí)別控制嚴(yán),但可能會(huì)造成經(jīng)常識(shí)別不通過(guò);閾值設(shè)置低,識(shí)別率高,但可能造成誤識(shí)別,形成安全漏洞。
一般的圖像輸入設(shè)備,都是接收光信號(hào),一次成像,但數(shù)位板和一些指紋識(shí)別器卻例外,它們接收的不是光信號(hào),而是壓力感應(yīng)。這個(gè)特點(diǎn)可以使數(shù)位板模擬真實(shí)的運(yùn)筆壓力,從而還原繪畫(huà)圖案,在CG領(lǐng)域廣泛使用。熟練的設(shè)計(jì)師可以像在紙上一樣,在數(shù)位板上進(jìn)行草圖創(chuàng)作,后期再進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理。
金琦:輸入法改良——你會(huì)抄小路嗎
從A到B的路徑不止一條,選擇最短的路徑可以讓我們更快到達(dá)目的地。同樣,對(duì)于不同文字的輸入,使用不同的輸入法就相當(dāng)于選擇了不同的方向和不一樣的道路,很大程度上影響了你的平均輸入速度。當(dāng)然,對(duì)于那些只有極少由單字復(fù)合而成的語(yǔ)言,鍵盤(pán)按鍵的數(shù)量是足以覆蓋單字的范圍的。但對(duì)于類(lèi)似于漢語(yǔ)這樣擁有幾萬(wàn)個(gè)單字的語(yǔ)言,想要使用有限的鍵盤(pán)按鍵又快又好地復(fù)合出獨(dú)一無(wú)二的字形來(lái),一套完整的輸入規(guī)則顯然十分必要。使用不同的輸入法對(duì)輸入速度的影響也是巨大的。我們將以漢字輸入為例,詳細(xì)介紹不同的輸入法對(duì)輸入速度的影響。
提起中文輸入,這是每個(gè)使用計(jì)算機(jī)的人都必須具備的一項(xiàng)技能,不管是用漢語(yǔ)拼音,還是五筆字型以及各種各樣的輸入法,輸入中文總不像輸入英文那樣方便,這也是每個(gè)中國(guó)人用計(jì)算機(jī)時(shí)遇到的第一個(gè)問(wèn)題。中文信息處理中的漢字輸入問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)工作者為之付出不懈努力的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,由于漢字屬于方塊字,同音字多、字符集大,為計(jì)算機(jī)漢字的輸入增大了難度,雖然不懈努力的結(jié)果有了從五筆字型的一枝獨(dú)秀到后來(lái)的“萬(wàn)碼奔騰”,可以說(shuō)是前仆后繼,但這個(gè)問(wèn)題到現(xiàn)在也沒(méi)有得到徹底解決。
中文輸入有著非常長(zhǎng)遠(yuǎn)的歷史,在DOS時(shí)代,中國(guó)人為了解決計(jì)算機(jī)處理中文的問(wèn)題,開(kāi)發(fā)出了DOS中文系統(tǒng),這種系統(tǒng)的主要功能就是解決漢字的輸入、處理、輸出三大難題,人們?cè)谥形妮斎敕矫娴难芯恳不ㄙM(fèi)了大量的精力。中文輸入編碼曾是中國(guó)計(jì)算機(jī)史上的熱點(diǎn),以至出現(xiàn)了各種各樣的輸入法爭(zhēng)霸天下的局面,特別是1993年、1994年被稱(chēng)為“萬(wàn)碼奔騰”的時(shí)代。當(dāng)時(shí)主要有三種設(shè)計(jì)思路,即音碼、形碼和音形碼,五筆字型堪稱(chēng)形碼中的代表,由于輸入速度快、重碼率低,至今仍一直作為專(zhuān)業(yè)輸入人員的首選,其他一些如鄭碼、錢(qián)碼、肖碼、太極碼、黃金碼等,并沒(méi)有廣泛流行開(kāi)來(lái)得到應(yīng)用,還有一些方法力圖從輸入技術(shù)上做文章,如數(shù)字小鍵盤(pán)輸入、鼠標(biāo)輸入等??傊?,人們對(duì)中文輸入的研究一直沒(méi)有停步。
1.五筆字型輸入法
解決漢字輸入的一個(gè)早期方法是將每一個(gè)漢字對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的四位數(shù)數(shù)字,這就是區(qū)位碼,使用這種方法的人需要大量記憶,可以說(shuō)是種死記硬背的方法,輸入速度不能滿(mǎn)足要求,與之規(guī)則相似的編碼中還有電報(bào)碼等。以五筆字型為代表的輸入方式是通過(guò)機(jī)械的方式對(duì)筆型進(jìn)行編碼,俗稱(chēng)型碼,它將通過(guò)拆分后的漢字字根分布在英文鍵盤(pán)的每一個(gè)鍵上并盡可能地減少重碼,為了大量地輸入漢字提高輸入速度,人們不得不記住許多枯燥的規(guī)則,這種方法適合專(zhuān)業(yè)的錄入人員使用,能極大地提高錄入速度,但對(duì)一般的計(jì)算機(jī)使用者來(lái)說(shuō),它的學(xué)習(xí)難度較其他方法要大很多,必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)才能真正掌握,而且一旦長(zhǎng)時(shí)間不用很容易忘記。五筆字型一度成為人們熱衷學(xué)習(xí)的輸入技術(shù),甚至學(xué)習(xí)五筆字型也被異化為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的代名詞。
2.拼音輸入法
當(dāng)然,最基本、也是最普遍使用的還是依照漢語(yǔ)拼音規(guī)則制定的拼音輸入法。漢語(yǔ)拼音是一種標(biāo)準(zhǔn)的而且是人人掌握的漢字注音方式,所以在計(jì)算機(jī)漢字輸入方面的使用極為普遍,盡管其存在輸入速度慢、各地方言發(fā)音不準(zhǔn)等問(wèn)題,但在實(shí)際的計(jì)算機(jī)使用中還是起到了巨大的作用。
后來(lái)出現(xiàn)了在拼音的基礎(chǔ)上帶有智能化特色的智能拼音輸入方法,采用人們普遍熟悉的拼音作為基本的編碼,融入適當(dāng)?shù)闹悄芄δ埽蟠蠓奖懔似胀ㄓ脩?hù)的使用,最為典型的是北京大學(xué)朱守濤開(kāi)發(fā)的智能ABC輸入方法,它充分利用計(jì)算機(jī)的處理能力,讓它去適應(yīng)人的習(xí)慣,其具有的自動(dòng)記憶、模糊匹配等特點(diǎn)大大降低了拼音輸入固有的重碼多的問(wèn)題,使拼音真正成為一種簡(jiǎn)單實(shí)用的輸入法,因此在中文Windows系統(tǒng)中,將它作為最基本的漢字輸入法。
3.智能輸入法
隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的逐步提高,智能輸入技術(shù)漸漸浮出水面,以前以單字、詞組方式進(jìn)行輸入的拼音,現(xiàn)在已經(jīng)能夠以整句輸入的方式來(lái)實(shí)現(xiàn),在計(jì)算機(jī)智能技術(shù)的幫助下,漢語(yǔ)拼音輸入的重碼問(wèn)題得到了比較徹底的解決,輸入效率大大提高。由于中文語(yǔ)言的千變?nèi)f化,整句智能輸入的開(kāi)發(fā)涉及語(yǔ)言學(xué)、計(jì)算機(jī)人工智能等多個(gè)領(lǐng)域,開(kāi)發(fā)難度極大,國(guó)內(nèi)外軟件公司都將其作為一個(gè)發(fā)展方向來(lái)進(jìn)行研究。微軟中國(guó)公司投入大量的精力,研究微軟智能拼音;搜狗公司也推出了整句輸入的搜狗輸入法?,F(xiàn)在要提的是另一款前輩。中文之星對(duì)智能輸入的研究早在1992年就開(kāi)始了,早期在中文之星2.0版本中推出的新全拼輸入法,一直被消費(fèi)者津津樂(lè)道,其原理基本上與智能ABC類(lèi)似,其在輸入的流暢性和智能化用戶(hù)詞庫(kù)方面做了很多改進(jìn)。1997年中文之星公司成功研制出了CLM(中文語(yǔ)言模型)技術(shù),這是一個(gè)分析了多達(dá)100億字的語(yǔ)言材料后所得到的智能技術(shù),使智能整句輸入邁上了一個(gè)新臺(tái)階。
拼音輸入技術(shù)走過(guò)了單字、詞匯的發(fā)展歷程,開(kāi)始向整句智能輸入方向發(fā)展;手寫(xiě)輸入在解決了單字識(shí)別率、手寫(xiě)體識(shí)別后,人們開(kāi)始要求速度和簡(jiǎn)化操作過(guò)程,語(yǔ)音識(shí)別輸入方面在力圖打破地域限制的同時(shí),對(duì)輸入準(zhǔn)確性和使用方便性的要求也越來(lái)越高??梢灶A(yù)計(jì),由于智能技術(shù)帶來(lái)的諸多便利,越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)使用者將采用智能輸入技術(shù),這不僅可以大大增進(jìn)計(jì)算機(jī)人機(jī)界面的友善性,而且還可以提高使用效率。隨著智能軟件、智能電子產(chǎn)品的普及,中文輸入這一最基本的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域,也會(huì)向前邁出一大步。
邱元陽(yáng):人車(chē)合一——輸入的未來(lái)展望
一直以來(lái),各種輸入方式針對(duì)的對(duì)象都是計(jì)算機(jī),通過(guò)各種各樣的接口和外設(shè)實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)的輸入。如果,這個(gè)對(duì)象改成人呢?
人體同樣具有復(fù)雜的輸入輸出器官。聲帶、舌頭和嘴巴的配合,形成聲音的輸出“設(shè)備”,而耳朵(鼓膜)則充當(dāng)了聲音的輸入“設(shè)備”。不過(guò)人體上的“輸出設(shè)備”很少,大部分“外設(shè)”都是“輸入設(shè)備”。當(dāng)把對(duì)計(jì)算機(jī)輸入的控制技術(shù)應(yīng)用到人體時(shí),結(jié)果卻不是我們想象的那么簡(jiǎn)單。
人體是生物有機(jī)體,不是電子設(shè)備,不能簡(jiǎn)單地輸入電子化和數(shù)字化的信號(hào),人體輸入器官最終輸送到大腦的是神經(jīng)脈沖。人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、痛覺(jué),都是通過(guò)人體器官來(lái)接收信號(hào),并最終轉(zhuǎn)換為神經(jīng)信號(hào)的。大腦通過(guò)不同神經(jīng)的脈沖信號(hào),識(shí)別各種外界刺激。
生理學(xué)家們做過(guò)試驗(yàn),一個(gè)嬰兒時(shí)期因角膜受傷導(dǎo)致完全失明的人,在成年之后對(duì)他進(jìn)行復(fù)明手術(shù),移植角膜的技術(shù)當(dāng)時(shí)已經(jīng)非常成熟,手術(shù)也非常成功。但是令人意外的是,恢復(fù)視力的這個(gè)人,根本看不懂外部世界,只是感受到五顏六色的光線。原來(lái),視覺(jué)的形成并不是人眼直接“看”到了外部世界,視網(wǎng)膜上的成像只是通過(guò)眾多的視細(xì)胞來(lái)接收光信號(hào),并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為神經(jīng)脈沖傳遞到大腦,由大腦的視覺(jué)中樞進(jìn)行“解碼”識(shí)別。而這種識(shí)別,是建立在學(xué)習(xí)過(guò)程上的,從嬰兒時(shí)期開(kāi)始,逐漸感知外部光線,不斷明確不同光信號(hào)的實(shí)際意義,最終形成完善的視覺(jué)系統(tǒng)。不同的生物物種,其眼睛的結(jié)構(gòu)和可視角度也不相同,但都能對(duì)外部世界有正確的反應(yīng)。越是高等的生物,視覺(jué)形成的過(guò)程越長(zhǎng)。心理學(xué)的研究也表明,在幼兒時(shí)期過(guò)早地讓孩子識(shí)字會(huì)適得其反,因?yàn)楹⒆拥囊曈X(jué)系統(tǒng)還沒(méi)有完善,可能在空間上還沒(méi)有上下左右的區(qū)分,他們倒著看東西與正著看完全一樣,而成人倒著看東西已經(jīng)不能適應(yīng)了。
試驗(yàn)中復(fù)明的人,因?yàn)槿鄙僖曈X(jué)學(xué)習(xí)過(guò)程,忽然的復(fù)明讓他不知所措,在紛雜的大腦視覺(jué)反應(yīng)中,“看”不明白各自代表著什么意義。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的適應(yīng),他慢慢能夠識(shí)別出看到的人臉,能夠區(qū)分開(kāi)動(dòng)物和人,能夠區(qū)分物體的映像和純粹的光線反射,再后來(lái)能夠通過(guò)視覺(jué)感知物體的運(yùn)動(dòng),但仍然不能正常行走,常常會(huì)被路沿和臺(tái)階絆倒,因?yàn)樗匀徊荒軈^(qū)分圖像中某些輪廓和線條的真正含義,這是需要經(jīng)驗(yàn)積累和學(xué)習(xí)的。最后,他才慢慢能夠通過(guò)視覺(jué)圖像估計(jì)物體的遠(yuǎn)近(雙眼視差),形成立體視覺(jué)和清晰的圖像,視覺(jué)系統(tǒng)完成重建,達(dá)到正常人的水平。
視覺(jué)依賴(lài)的是光信號(hào)的輸入,攝像頭可以作為計(jì)算機(jī)的眼睛,那能否作為人的眼睛呢?科學(xué)家們做了試驗(yàn),為成年已經(jīng)有了視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)之后失明的人進(jìn)行特殊的手術(shù),“安裝”攝像頭。攝像頭采集的光信號(hào)先轉(zhuǎn)換為電信號(hào),通過(guò)手術(shù)方式植入志愿者腦部帶有很多電極的電板,對(duì)志愿者的視覺(jué)中樞進(jìn)行刺激。試驗(yàn)的結(jié)果讓人振奮,嘗試接通不同位置的電極后,受試志愿者終于感覺(jué)到了攝像頭圖像中的強(qiáng)光部分。雖然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到看到圖像的程度,但是能夠真切地感受到光線的刺激,這已經(jīng)是很大的突破了。不通過(guò)眼睛,而是通過(guò)視覺(jué)中樞的刺激,來(lái)感覺(jué)光線,是個(gè)了不起的進(jìn)步,目前已經(jīng)做到了讓受試者識(shí)別出海面上白色的船帆(體驗(yàn)描述是一片亮光),相信在不遠(yuǎn)的將來(lái),通過(guò)攝像頭來(lái)產(chǎn)生視覺(jué)、通過(guò)麥克風(fēng)來(lái)產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)、通過(guò)電子鼻來(lái)產(chǎn)生嗅覺(jué)等都可能成為現(xiàn)實(shí)。
陳捷:結(jié)束語(yǔ)
每項(xiàng)新技術(shù)的誕生、發(fā)展、乃至成熟都是一個(gè)復(fù)雜及漫長(zhǎng)的過(guò)程,都是在跟時(shí)間比賽。對(duì)于輸入技術(shù)的探討也許永不止步,我們這場(chǎng)速度與激情的比賽也將沒(méi)有終點(diǎn)。不過(guò),地平線上的風(fēng)景總是最讓人期待的,也就是這份得不到的渴望驅(qū)動(dòng)我們迎風(fēng)破浪去探索技術(shù)的極致。