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Nature:光影真相vs算法幻象,AI时代的科学摄影

人工智能学家  · 公众号  · AI  · 2025-05-20 21:56

正文

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修改后的第二版照片被选用为1997年11月《物理化学B期刊》( Journal of Physical Chemistry B )封面。这幅影像不仅为研究提供了直观记录,更凸显了科学摄影师与研究者协作的重要性,这正是我工作流程中不可或缺的环节。


为在DALL-E中生成类似的图像,我输入以下提示词:"生成一张在黑色背景前的Moungi Bawendi的纳米晶体试管图片,其中试管受紫外光激发后因纳米晶体尺寸差异呈现不同波长荧光"*。


原提示词:create a photo of Moungi Bawendi’s nanocrystals in vials against a black background, fluorescing at different wavelengths, depending on their size, when excited with UV light.


图片由AI生成


你可能会认为程序生成的图像颇具美感,但其真实性与原始照片相去甚远。DALL-E在画面中生成了提示词未提及的珠状微粒结构,这或许是因为其算法在底层模型数据集中检索到"量子点"(quantum dots)这一术语后,将该概念替换了原本的"纳米晶体"(nanocrystals)表述。


更值得警惕的是,每个试管内含有多色微粒结构,暗示样本含有在多种波长发荧光的混合材料,这与事实不符。此外,部分微粒被描绘为散落在实验台表面,这种处理是否出自模型的美学考量?我认为生成的视觉效果非常吸引人。


图片由AI生成


在AI生成实验中,我获得的图像往往是难以被实现的卡通式图像,更遑论作为科学记录,但技术迭代终将突破这层壁垒。通过与科研界及计算机科学领域同行的深入探讨,我们达成共识,必须建立明确的许可性规范。 在我看来,AI生成的视觉作品视觉内容永远不应被允许作为文档记录。


图片由AI生成


图像处理与AI生成的本质分野


人工智能的出现意味着我们必须澄清视觉传播领域的三个核心议题,也就是阐释性图示(illustration)与影像记录(documentation)的差异、图像处理(image manipulation)的伦理规范,以及对科学家与工程师进行视觉传播训练(visual-communication training)的迫切需求。


影像构图,就是选择纳入或舍弃哪些元素,本身就是对现实的一种修饰。人们所选用的工具也是这种修饰的一部分。每一台数码相机都能拍出独特的照片;苹果iPhone的图像算法在色彩增强方面与三星手机截然不同;同样,詹姆斯·韦伯太空望远镜所拍摄的近红外图像,虽与哈勃太空望远镜的光学扫描不同,但正是为了与之互为补充。


更进一步来说,那些震撼人心的宇宙影像中呈现的瑰丽色彩皆经过数字增强(digitally enhanced),创造出对现实的多维诠释。如此说来, 人类多年来实际上一直在"人工生成图像"。 然而, 通过软件增强照片以刻画现实,与基于训练数据集创造虚拟现实之间,存在着根本性差异。


作为科学摄影师,我深谙阐释性图示与记录影像之间的界限,但对人工智能程序是否具备这样的判断力持保留态度。阐释性图示或图表通过符号、色彩、形状等元素对概念进行主观转译与视觉描述,其本质是对某个事物的表征;而基于光学摄影或扫描/透射电子显微技术获取的纪实影像,尽管并非实体本身,却是使用光子或电子形成的客观记录。二者本质差异在于其目的。







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