下面這幅畫名為《錯誤的鏡子》，是由比利時超現(xiàn)實主義畫家馬格里特（1898-1967）在1928年所創(chuàng)作，目前收藏于美國紐約現(xiàn)代藝術(shù)博物館。

從藝術(shù)視角，這幅畫引發(fā)了人們對視覺感知本質(zhì)的思考，每位觀看者都有各自的解讀。

不過從科學(xué)視角來看，畫中的人眼與真實人眼在結(jié)構(gòu)上其實非常相符。白色區(qū)域?qū)?yīng)于人眼中的乳白色鞏膜，藍(lán)色白云的區(qū)域?qū)?yīng)于人眼的虹膜，也就是平時所說的眼球（或者眼珠）。虹膜的顏色比鞏膜深，因人種而異，可能是棕色或藍(lán)色。但眼睛最深色的部分是虹膜中心的瞳孔，它大量吸收光線，看起來呈現(xiàn)漆黑色。人眼的幾個基本組成部分，畫中的眼睛也都一應(yīng)俱全。

在畫中，虹膜部分被藍(lán)天白云填充，黑色的瞳孔仍然清晰可見。這種表現(xiàn)方式就與實際不符了，因為我們通常無法僅通過觀察他人的眼睛就判斷出他們所看到的具體內(nèi)容。

圖3：人眼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[3]

人眼的工作原理類似于相機(jī)：瞳孔如同光圈，控制進(jìn)入光線量；視網(wǎng)膜則相當(dāng)于感光元件，接收光信號。由于瞳孔很小，且大部分光線被眼內(nèi)組織吸收，我們難以從外部直接觀察到視網(wǎng)膜上形成的圖像。

當(dāng)然有時我們也可以從眼睛外部獲得內(nèi)部的蛛絲馬跡。一個例子是夜間使用閃光燈拍照時，常會出現(xiàn)“紅眼”現(xiàn)象。這是因為在暗環(huán)境中瞳孔放大，閃光燈的強(qiáng)光被眼內(nèi)充血的脈絡(luò)膜反射，造成照片中眼睛呈現(xiàn)紅色。

人眼的光學(xué)系統(tǒng)主要由角膜和晶狀體組成，兩者都是透明的，類似于相機(jī)的鏡頭組。角膜位于眼睛最外層，形狀固定；而晶狀體可以通過睫狀肌的作用改變形狀，從而調(diào)節(jié)焦距，使不同距離的物體都能在視網(wǎng)膜上清晰成像。如果透鏡組調(diào)節(jié)功能變得失靈，遠(yuǎn)處物體的圖像無法聚焦在視網(wǎng)膜上，只能聚焦在視網(wǎng)膜前方，視像變得模糊，眼睛就會發(fā)生近視。

回到剛剛所說的，通過別人眼睛的一張照片，判斷出他正在觀看什么東西，通常是無法做到的，但也并不是絕對的，某些情況下還是有可能的，這就要靠眼角膜大顯身手了。角膜是一種理想的光學(xué)器件，其光滑表面能折射和反射光線，適當(dāng)條件下可以作為一面微型鏡子。這種反射形成的“鏡中像”通常很小且不清晰，還會受到虹膜紋理的干擾（虹膜的獨特紋理類似指紋，可用于身份識別）。

研究者們通過設(shè)計復(fù)雜的計算機(jī)算法，嘗試從眼睛反光中恢復(fù)周圍環(huán)境的清晰圖像[4]。他們建立了數(shù)學(xué)模型，校正了位置和角度，并去除了虹膜紋理的干擾，最終成功重建了周圍環(huán)境的圖像。研究者還發(fā)現(xiàn)，眼角膜的“鏡中像”具有獨特優(yōu)勢。角膜的彎曲表面可提供廣角全景畫面，而眼球的運(yùn)動和身體的移動可捕捉多個視角。這些特性使得從眼角膜反射中重建三維場景成為可能，實現(xiàn)了普通相機(jī)難以達(dá)到的效果，實現(xiàn)了“通過別人眼睛看世界”的效果。

需要注意的是，這些研究是在理想的實驗室條件下進(jìn)行的，在日常環(huán)境中應(yīng)用這項技術(shù)仍面臨諸多困難。

眼角膜的反光還可以幫助我們辨別照片或視頻的真?zhèn)巍?/span>隨著圖像處理技術(shù)和人工智能的發(fā)展，虛假圖像和視頻變得越來越逼真，引發(fā)了社會憂慮和信任危機(jī)。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，研究者開發(fā)了各種虛假圖像視頻檢測技術(shù)。其中，通過分析圖像中的眼睛細(xì)節(jié)就是一種有效的方法。

下面這兩張照片中，有一張是偽造的，你能看出是哪一張嗎？破解懸案的線索就來自一雙眼睛。

研究發(fā)現(xiàn)，由于人的雙眼位置接近，一張真實照片中左眼和右眼的角膜反射圖像通常非常相似。造假者往往忽視這一細(xì)節(jié)，使得假照片中的兩者存在不一致，圖7右就是一個典型例子。利用這一特征，研究人員在辨別真假照片時達(dá)到了94%的成功率[5]。

不僅如此，眼球瞳孔的形狀也可以用來給一張照片辨別真?zhèn)?/strong>[6]，圖8中兩張照片同樣是一真一假。分辨兩者的訣竅在于，左圖正常照片中人眼瞳孔形狀通常是規(guī)則的圓形或者橢圓形，而右圖AI偽造照片中瞳孔形狀是不規(guī)則的。

眼睛結(jié)構(gòu)和功能的深入研究不僅加深了我們對視覺系統(tǒng)的理解，還促進(jìn)了圖像處理和信息安全技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用中很多靈感都來源于一雙眼睛。