[Перевод] Электроника для инопланетян
Нас окружают дисплеи с миллионами цветов и сотнями пикселей на дюйм. А звуки сверхвысокой точности с нашей точки зрения реалистично воспроизводят реальный мир.
Конечно, на самом деле это не так — мы редко задумываемся о том, как электронные системы приспособлены к ограничениям человеческого восприятия. В этой статье давайте рассмотрим вопрос: «Что могут подумать инопланетяне о человеческой технологии?». Представим себе существо, ощущающее мир так же, как мы, но при этом с улучшенными возможностями восприятия, в связи с чем назовём его Окулако.
Начнём рассмотрение с практически мёртвых ЭЛТ-мониторов. Следующее видео показывает изображение с телевизора, снятое со скоростью 10 000 кадров в секунду.
Наша ограниченная визуальная система восприятия медленно реагирует на изменения. Непрерывность видео возникает примерно при 15 кадрах в секунду. В результате линии на экране ЭЛТ сливаются и создают одну непрерывную картинку. Но Окулако гораздо быстрее обрабатывает визуальную информацию, и вместо этого видит линию, проходящую по экрану. Такой организм может вообще не распознать в этом устройстве дисплей.
Даже если он обойдёт ограничение с медленным обновлением, он увидит странные группы красных, зелёных и синих точек. Люди воспринимают мир через три эти накладывающиеся области электромагнитного спектра с длинами волн от 400 до 700 нм.
В мире электроники разработаны источники, испускающие свет с определёнными длинами волн. Поэтому мы подражаем работе человеческого глаза, смешивая три длины волны, чтобы глазам казалось, что они видят один цвет.
Такое зрение не свойственно животным. Собаки видят только зелёный и голубой. Бабочки видят цвета, начиная от ультрафиолета и включая красный, но при этом у них есть набор дополнительных рецепторов, которые позволяют им лучше различать цвета.
Но всё это ерунда по сравнению со способностями ротоногих ракообразных. Они лучше различают ультрафиолет, чем мы — весь спектр. У них есть 12 видов рецепторов (в 4 раза больше, чем у людей), и самое лучшее зрение среди всех, известных науке (хотя вряд ли они так уж хорошо распоряжаются такой богатой информацией). [Также это единственные из известных животных, различающие спиральную поляризацию излучения — прим.перев.]
Но допустим, что Окулако видит ещё лучше, и его рецепторы спектрографические. Они чувствуют длины волн с точностью меньше нанометра. Его глаза высокого разрешения видят отдельные пиксели на наших экранах, и ему видна только странная меняющаяся мозаика без особого смысла.
LCD-экраны под микроскопом
LCD и LED дисплеи выглядят чуть получше, по крайней мере, Окулако увидит картинку целиком, но мозаичность останется, а обновления экрана будут идти сверху вниз, сливаясь одно с другим.
Если Окулако увидит современный DLP-проектор, он будет удивлён. В отличие от LCD, проектор смешивает цвета временно. Можно посмотреть интересные видео о том, как работают микрозеркала в этом проекторе:
Проще говоря, DLP содержит массив из тысяч микрозеркал, которые по-разному отражают свет, чтобы получить картинку.
Зеркала умеют находиться только в режимах «вкл» и «выкл», поэтому для получения цвета и смены интенсивности используются дополнительные технологии. Яркость пикселей задаётся частотной модуляцией — когда зеркала быстро включаются и выключаются, глазу кажется, что картинка становится ярче или темнее. Для создания разных цветов свет проходит через фильтры на вращающемся цветовом колесе. В результате происходит быстрая смена красных, зелёных и голубых картинок, которые наше медленное зрение смешивает, и затем видит цветную картинку.
Для создания реалистичных изображений зеркалам приходится переключаться тысячи раз в секунду. Но зрение Окулако воспринимают все переключения.
В любом случае, Окулако непонятны плоские картинки из этой мозаики. На манер камеры «светового поля» Lytro, глаза Окулако видят интенсивность и направление света, входящего в них. Поэтому он может реконструировать трёхмерное представление мира точнее, чем наше стереоскопическое зрение, и лучше, чем изображения, создаваемые трёхмерными телевизорами и шлемами виртуальной реальности.
Что это за шум?
Допустим, наши дисплеи малопонятны. Но ведь звук-то наверняка должно быть слышно хорошо? К сожалению, это не так. Лучшие уши людей ограничены восприятием частот ниже 20 кГц. Другие животные нас сильно обгоняют. Некоторые способны воспринимать звуки в сотни килогерц. Поэтому наши динамики для Окулако должны звучать низко и скучно. Естественные звуки журчащей воды также невозможно будет распознать, ибо они будут обрезаны. С таким сложным слухом Окулако даже может быть способным передавать сложные данные посредством звука.
Наш мир будет непонятным для Окулако. Легко впасть в заблуждение и считать, что другие организмы, земные и внеземные, могут видеть наши пользовательские интерфейсы, даже если не поймут их. Но небольшой обзор разработанных нами технологий в области аудио и видео показывает, что они сильно ограничены нашим набором чувств.
Разговор с инопланетянами
Что насчёт наших попыток связи с настоящими инопланетянами? Самой известной, конечно, будет золотая запись с «Вояджера».
Этот артефакт, примечательный сам по себе, похож на обычную виниловую пластинку, сделанную из золота. На одной стороне нарисованы картинки с инструкциями по работе с записью, и пояснено, как углубления и выступы используются для хранения информации на диске.
Вместе с аудиозаписями, которые могут помочь инопланетянам научиться разговаривать, на диске также содержатся цветовые данные. Наверняка они также страдают от проблем, описанных здесь. Улучшенные системы восприятия, вроде тех, что свойственны ротоногим ракообразным, не обязательно идут в паре с усиленным интеллектом и возможностью понимать сложные сообщения. Поэтому данные могут так и остаться нераспознанными.
Тем не менее, задача создания механизма коммуникаций между разными видами чрезвычайно сложна. Нам неизвестна другая разумная форма жизни, а тем более, какие у неё могут быть органы чувств, и кроме того, в 1970-х годах мы были сильно ограничены в технологиях. Принимая во внимание прогресс последних 40 лет, как бы вы лично сконструировали сегодняшнюю золотую запись?
