1.들어가며……
한동안 착시에 대한 사진들이 인터넷에 유행한 적이 있었는데요.
신기한 것은 우리는 거의 모두가 그 착시를 경험한다는 사실입니다.
‘착시’라 함은 말그대로 있는 그대로 보는게 아니라 잘못본다는 것인데…
사실상 모든 인간이 어떤 것을 볼때,같은 방법으로 잘못봅니다.
이상하죠.
만약 어떤이는 그렇게 보고, 어떤이는 또 다르게 보고 하는게 아니라,
거의 모든이가 똑같은 방법으로 잘못보고 있다니….
이말은 인간의 시각적 메카니즘이 그렇게 보도록 설계되었다고 볼 수도 있을겁니다.
2. 화이트 발란스
석양이 너무 아름다와서 사진에 남기고 싶어서 사진을 찍었습니다.
해변에 서있는 자녀의 모습과 석양의 모습을 같이 말이죠.
그런데, 나중에 사진을 보니, 얼굴이 온통 까맣게 나왔어요…..
아니, 왜이러지? 사진기가 후졌나?
사진 전문가에게 물어보니,‘역광’이라 그렇다네요.
역광일때, 피사체는 윤곽만 보이고, 까맣게 나온다고…….
그래서 자녀의 얼굴이 나오도록 조리게를 활짝 열어서 찍었더니
사진이 온통 하얗게만 나옵니다. 빛이 너무 많이 들어온 탓이죠….
정말 이상하죠. 우리가 노을속에서 자녀를 바라볼때는 분명히 얼굴이 보이는데,
왜 사진으로 찍으면 까맣게만 나오든지, 아니면 하얗게만 나오는 것일까….
여기서 질문…..
사진기에 찍힌 영상이 실제의 정확한 영상일까?
아니면 나의 눈에 보이는 영상이 실제의 정확한 영상일까?
과연 누가 거짓말을 하고 있는 것일까?
조금만 논리적으로 생각해보면,반도체와 렌즈 센서로 이루어진 사진기가 지맘대로 영상을 막 바꾸어 사진을 만들었을리는 없습니다. 적어도 기계는 거짓말을 안할거라 믿어요.
그럼 우리 눈이 거짓말을 한건가?
우리의 시각시스템은 우리가 바라보는 화면의 조도가 잘 맞지 않을때,자동을 조도를 맞추어 줍니다. 그것도 우리가 필요로 하는 부분만을 골라서 말이죠.
즉 역광일때, 우리는 피사체의 얼굴부분은 조도를 밝게 조절하고,햇빛쪽의 조도는 낮게 조절해서 우리가 잘 알아보기 좋은 영상을 만듭니다. 자동으로요…..
아주 성능좋은 A.I. 화이트 발란스가 장착되어 있네요. 우리의 눈에는 말이죠….
3. 스테빌라이져.
우리가 조깅을 하면서 앞을 보면, 지나가는 사람도 보이고,저기 빨간 차도 보이고…
저 앞에 앞집 아저씨도 알아 볼 수 있습니다. 우리는 뛰면서도 우리 앞에 어떤 것들이 있는지 잘 볼 수 있죠.
그런데, 만약 카메라맨이 카메라를 든 채로 뛰면서 어떤 영상을 촬영했다 합시다.
우리가 그 영상을 보면, 정말 뭐가 뭔지 알 수가 없을 겁니다. 때로는 멀미가 나기도 할것이구요.
어 이상하다….. 왜 우리가 뛰면서 보면 크게 흔들리지 않는데, 카메라 맨이 뛰면서 찍은 영상은 그렇게 흔들리지? 실제로 우리가 뛰면서 우리 눈에 맺히는 영상은 가메라 맨이 뛰면서 찍은 영상과 다르지 않습니다.엄청 흔들리죠……그런데, 우리가 보는 것은 흔들리지 않습니다.
신기하죠….
우리눈은 또하나 최고급 스테빌라이져도 갖추고 있네요……
4. 맹점과 실핏줄
우리의 눈의 뒷쪽에 맹점이란게 존재해요. 시신경이 그곳에 모아져서 뇌로 연결되어 있죠.
즉 시신경의 신경 다발이 왕창 모아져 있는 부분입니다. 그부분에는 그래서 시신경이 존재하지 않습니다.
그부분에 맺힌 상은 우리가 볼 수 없는 것이죠.
그런데, 아무도 우리가 무엇을 볼때, 눈앞에 텅빈것 같은 구멍은 보이지 않아요.
그런 구명이 보이면,병원에 가야 합니다.
안구의 안쪽은 수많은 핏줄들이 있습니다. 우리의 시신경은 사실 그 핏줄들도 다 보이는 위치에 있습니다.그런데, 우리는 그 핏줄들을 볼 수 없습니다.
우리 눈에서 뇌로 전달할때, 그 핏줄들을 지운 시각 데이타를 전달하기 때문입니다.
신기하죠. 어떤게 핏줄이고,어떤게 눈 밖의 사물인지 우리 눈은 어떻게 알까요?
개다가 맹점 부분에 맺히는 상은 어떻게 볼까요….?
우리눈은 간헐적으로 수시로 움직이며 시각데이타를 모읍니다.그 움직임 속에 사실상 같은 화면은 지우고, 다른 화면만을 캡춰하는 것이죠. 또한 그렇게 움직이면서 맹점부분의 데이타도 찾아냅니다.
5. 1백만 화소와 평면의 입체화
우리눈에서 뇌로 보내지는 영상의 해상도는 대략1백만 화소라고 합니다.
(서양 과학자들이 세어봤대요.어떻게 세어 봤는지는 몰라요.)
이상하죠. 예전에 폴더폰에서 광고한게 4백만 화소,5백만 화소 카메라 그렇게 광고했는데,
우리 눈은 고작1백만 화소라고…..
1백만 화소면, 그 카메라로 사진 찍어봐야 아주 흐린 사진밖에 안나오는데…
이건 뭐지… 우리가 보는 것은 사실 아주 고화질 영상인것 같은데 말이죠….
거기에 우리의 눈의 시신경은 2차원의 영상을 바라봅니다. 사진기의 원리와 같죠.
그러나 우리는 이3차원 공간을 너무나도 잘 파악해서 바라봅니다.
눈에는 2D 영상이 찍히지만,우리는 자동으로 3D 영상을 보는 것이죠…..
우리가 눈을 통해 바라보는 세상은 적어도5백만 화소의 화질에 1초에 10-15 프레임 정도의 3D 입체 동영상인데 말이죠…..
거기에 위에서 나열한 화이트발란스, 스테빌 라이져,맹점제거 등등의 최첨단의 포토샾 작업을 거친 화면들로 구성된 영상입니다.
만약 1백만 화소의 카메라로 이런 영상을 만들려면 얼마나 빠른 컴퓨터가 필요할까요?
아직까지 보는 순간 이렇게 포토샾해서 자동 편집까지 해주는 컴퓨터와 소프트웨어는 없다고 보여집니다…..향후 20년 내로 나올지….
정말 우리의 눈은 신기함으로 가득차 있네요……
6. 구구단
우리는 초등학교때 모두 구구단을 외웁니다.
물론 구구단을 외우지 않고도 곱셈을 할 수는 있어요.
만약 6X 7을 한다면6을 7번 더해서 구할 수도 있습니다.
그러나, 구구단을 외운다면6X7은 42 하고 바로 답을 말할 수 있습니다.
7. 시각시스템은 구구단과 비슷.
자 이제 결론이네요..
우리가 본다는 행위는 사실 우리가 구구단을 외어서 답을 말하는 것과 비슷합니다.
우리의 눈은 사실 보는게 아닙니다.
눈의 역할은 물론 눈 앞에 있는 빛의 데이타를 읽어서 뇌로 전달하는 역할을 하죠.
그런데, 뇌에서 우리가 인식하는 과정은 눈에서 보는 데이타를 있는 그대로 보는게 아닙니다.
눈의 데이타를 기반으로 새롭게 그림을 그리는 것이죠.
그런데 그 그림을 사실 아주, 아주아주 빠르게 그립니다.그게 가능할려면 가장 좋은 방법이 우리가 구구단을 외우는 것처럼 많은 답들을 미리 저장해 놓구,필요할 때 바로 그것을 끄집어 내는 것이죠.
즉 우리의 뇌에는 이미 우리가 보는 모든 것의 데이타가 다 저장되어 있는 것입니다. 그리고, 우리눈이 무언가를 감지했을때,이와 가장 유사한 어떤 그림을 빨리 끄집어 내어서 새로 그림을 그리는 것이죠. 우리는 이렇게 그려진 그림을 인식하는 것입니다.
여기서 중요한 것이 이 그림 데이타 베이스인데요.
이는 어려서부터 조금씩 쌓이기 시작해서 약6세 전후에 어느정도 완성이 된다고 합니다.
간난아기때는 엄마의 얼굴을,자라면서 천장의 나비를, 그런식으로 차곡차곡 그 시각 데이타를 우리의 시각중추에 쌓아가는 겁니다. 그렇게 쌓여진 데이타를 기반으로 우리는 아주 빠르게
시각인식을 할 수 있는 것이죠…..
만약 그 시각데이타가 없다면….. 눈이 있어도 볼 수 없는 것이죠.
예를 들어 아마존에 사는 사람들은 저 멀리 있는 산을 보지 못합니다. 본 적이 없으니까요.
사막에서 자란 사람은 눈 앞의 벌레를 볼 수 없습니다.
그리고 그 막대한 양의 시각데이타를 가진 것은 모든 포유류중에서 인간만이 가지는 특징입니다.
인간은 전체 포유류 중에 최고의 시각적 능력을 가진 것이죠…..
다시 결론으로…. 우리는 보는게 아니라,눈에 들어온 데이타를 기반으로 뇌에서 그리는 그림을 인식하은 것이다……
8. 얼굴
우리의 뇌안에 시각 시스템중에서 특히 사물인식과 얼굴인식을 하는 부분이 따로 존재합니다.
서양인들이 한국사람, 일본사람, 중국사람 구분 못하는 것은 그들에게 이런 얼굴의 차이에 대한 데이타가 부족하기 때문입니다.
마찬가지로 한국사람들이 흑인이나 백인 얼굴 구분을 잘 못하는 이유도 비슷하구요.
진화론 적으로는 과거에 적과 아군을 구분해야 하는 상황때문에 인간에게 얼굴구분이라는 아주 특수한 능력이 생겼다고도 합니다.사실 우리의 얼굴은 모두 눈 두개, 코하나, 입하나 거의 비슷 비슷해요. 정말 아주 아주 미세하게 모양,간격, 형태가 다른데, 우리는 정말이지 아주 잘 구분합니다. 엄마의 얼굴은 한번 보면 알구요. 아는 사람은 거의가 다 쉽게 알아봅니다.
이는 우리 뇌에 그 수 많은 얼굴 데이타가 저장되어 있기 때문에 단지 아주 작은 시각적 자극으로 그 데이타를 바로 끄집어 낼 수 있기 때문이죠…..
만약 이 시스템이 어떤 충격이나 특별한 이유로 망가지면, 얼굴 구분하는 능력이 붕괴됩니다. 즉 데이타 베이스가 망가져서 눈에서 어떤 얼굴을 봐도 끄집어 낼 데이타가 없기 때문에 어떤 그림을 그리지 못하는 상황이 발생하는 거죠.
이것이 안면인식 장애입니다.
인간은 뇌의 어느 특정부분을 온통 얼굴데이타로 채울 정도로 얼굴 구분이 중요했나 봅니다.
우리가 사람의 얼굴을 보며 느끼는 감정들,예쁘다, 안예쁘다, 잘생겼다, 못생겼다…..
그리고 표정을 읽는 능력들…..
그만큼 인간에겐 얼굴이 중요한 것이죠. 성형수술을 그렇게 원하는 이유도 그렇구요.
아무리 외모지상주의 타파를 외쳐도 별 수 없어요. 우리는 그렇게 진화했으니까요….
9. 마치며
좀 긴 내용이긴 한데, 현재까지 뇌과학에서 말하는 시각인식에 대한 얘기입니다.
어느정도는 과학적으로 밝혀져 있는 것들이고, 어느부분은 아직 가설인 부분도 있습니다.
다시 정리하면, 우리의 시각 인식은 눈의 자극을 통해 들어오는 데이타를 통해우리의 뇌에 이미 저장되어 있는 시각데이타를 기반으로 뇌에서 그리는 그림을 인식하는 것이다.
그런데 재미있는 것은 이게 단지 시각만의 메카니즘이 아니라는 것입니다.
후각, 미각, 촉각, 청각 모두 비슷한 메카니즘이죠.
더 나아기 우리의 생각 인식까지도 비슷한 메카니즘입니다.
감각에 대한 이 메카니즘은 불교의 인식론과 관련되어 있고,
생각과 인식에 대한 이 메카니즘은 비트겐쉬타인의 언어철학과 관련되어 있습니다.
이 이야기는 다음편에 꿈의 이야기와 함께 다시 써볼께요…..