《I型起源》

桃子D

About the Film

我们常说，眼睛是心灵之窗，从眼睛能看到一个人的感情和心灵。电影《I型起源》就围绕着眼睛讲述了一个神秘奇幻的故事：男主角格雷博士是一个研究眼睛进化的科学家，他痴迷于拍摄自己遇见的所有人的眼睛。在一次聚会上，格雷邂逅了一位拥有特殊颜色虹膜的女孩，并拍下了她的眼睛。后来，他重新找到她并与之坠入了爱河。然而在一次电梯事故中，他失去了自己的爱人。悲伤过后，他与自己的科研伙伴走到了一起。又过了很多年，他的儿子出生了，此时对虹膜的研究已经发展到可以为每个新生儿建立虹膜数据库，他的儿子也接受了虹膜扫描。但是奇怪的事情发生了——他儿子的虹膜数据居然和别人重复了！格雷为此进行了调查，他吃惊地发现，数据库中有和自己死去的爱人的虹膜数据一样的记录……电影中对眼睛进化研究以及虹膜扫描技术的描述颇为有趣，就此我们来做点小小的分析吧。

Real Story

虹膜的色彩魔法

电影中，女主角的眼睛图像几乎贯穿了整个故事，她的虹膜非常美丽，从内到外由金色向绿色过渡。我们在生活中看到的虹膜似乎都是单色的，但实际上也拥有颜色过渡，只不过这种过渡没有女主角的眼睛那样明显。亚洲人的虹膜多为棕褐色，欧美一些国家的人的虹膜更多彩，包括红褐色、绿色、蓝色、灰色、紫色等。其实从人类的进化史来说，虹膜颜色的多变，与人类的一个基因突变有关，这个基因突变减少了虹膜中黑色素的合成。如果你打开绘图软件Photoshop，在色彩窗口中调整单项色的数值，就会发现这种减少令棕褐色逐渐向蓝色转变。与之类似的原理，因为这个基因突变，靠近蓝色这端色相的虹膜出现了，而单色配比不同，就产生了各种不同颜色的虹膜。

虹膜扫描与生物识别

虹膜是眼睛中瞳孔外的那一圈组织，如果放大了看，你会看到极其复杂的组织结构，这种结构几乎是独一无二的，理论上来说，找到两个完全相同的虹膜的概率是120万分之一。而且，虹膜在人体发育成熟后终生不变，包括颜色也不会受疾病影响。因此，虹膜扫描成了生物识别技术中颇为引人注目的领域。

对虹膜进行识别，首先要摄入眼睛正面整体的图像，就像电影里格雷博士痴迷的近距离眼睛摄影一样，对整个虹膜进行识别。把这个图像放入计算机进行预处理，分离出虹膜的图像，然后提取出虹膜的特征点，进行编码，储存到数据库。用扫描的虹膜编码数据与数据库中已有的编码数据进行比对，就是虹膜识别技术。电影中对格雷的儿子进行新生儿虹膜扫描的情节，基本与现实技术相符。

False Tale

虹膜与灵魂的联系

然而当电影发展到格雷寻找逝去的爱人的眼睛时，这个故事就进入了浪漫的幻想，与科学没有什么关系了。

虽然虹膜扫描技术具有很高的唯一性，每个人的虹膜结构几乎都是独一无二的，但这个独一无二仍然具有统计学上的破绽，那就是前文提到的120万分之一的意外。目前，虹膜扫描技术还停留在科研机构和部分科技公司的推广项目中，没有大规模地进行实际应用。同样，虹膜数据库也远远不能匹配全世界数十亿的人口。在这个世界上，你能找到眼睛一模一样的两个人吗？这个问题在现实中还没有准确的答案。

而电影在结尾也耍了个小花招：格雷千辛万苦终于寻找到拥有与爱人同样眼睛的小女孩，他尝试让小女孩分辨爱人生前记忆相关的图片，小女孩成功与失败的次数是随机的，不具有统计学意义。如果你倾向于幻想，那心灵之窗就与灵魂相连；如果你追根究底，那虹膜就会给你一个冷冰冰的合乎科学的答案。

提高成功率的算法

虹膜识别技术自理论诞生起，已经经过了近30年的发展，目前的技术虽然可以进行精确的识别匹配，但要求必须取得虹膜近距离正面高质量图像。而在现实生活中，用户往往无法满足其苛刻的条件——眼球不能转动、不能被眼皮或睫毛遮挡、不能运动模糊、光照不能太弱……最要命的是超近距离，有多少人能接受将眼睛几乎紧贴在摄像头上来拍照呢？因此，研究这项技术的科学家倾向于努力改善虹膜识别的算法。对低质量的虹膜图像进行识别，最大的难度往往是预处理和提取虹膜特征识别的程序。如果让这两个程序的灵敏度提高到能无视现实环境中复杂的干扰，那么虹膜识别才能从“人迁就机器”向“机器满足人的需求”转变，成为真正实用的技术。