文森特·迪彼得罗是一位电气工程师，他有四年的数字电子学研究和图像处理经验。迪彼得罗第一次见到“火星脸”是在一本杂志上，他的第一反应是“这是个恶作剧”，所以没有在意，因为该杂志声称，它是一本以外星文明考古研究为主题的刊物！

然而，两年后，迪彼得罗来到NASA戈达德太空飞行中心（位于马里兰州绿地）的国家太空科学数据中心查阅NASA的档案照片时，无意中打开了几个玻璃纸信封，他再次见到了“火星脸”的奇怪影像。这一次，他意识到照片恐怕是真的——否则不会被NASA存档。他后来描述说：“记录文字是用粗体字打出来的。”不过，面对这张距离地球几百万英里之外的电视相机拍摄出来的奇怪图像，迪彼得罗还是怀疑它的说服力，于是他又去查找其他相关的科学研究证据，但是一无所获。不过，他也注意到，照片旁边的注解说明它是“光影的巧合造成的”，因此NASA没有展开进一步的研究。

这不足为奇，因为原始照片刚刚拍摄的时候，与图像小组合作的“海盗号计划”科学家们就像一群小孩走进了一家琳琅满目的糖果店一样。他们身边堆满了各种不同寻常的火星细节照片、古代气候资料，还有着陆器拍摄的史无前例的奇异景观。他们忙于解决火星上的“实际”问题，而不想在一些显然是“光影游戏”的无聊问题上浪费时间。

NASA档案中的“火星脸”记录也引起了迪彼得罗的朋友兼同事格雷戈里·莫伦纳的兴趣，他是一位计算机科学家，其专业背景与迪彼得罗相似。莫伦纳很快便建议迪彼得罗与他一起对此进行私人研究，通过计算机增益技术提高NASA的图像细节质量。

“火星脸”的照片是由航天器上的相机拍摄的，这类照片在登上报纸或者电视屏幕之前需要经过多道处理工序。首先，它们被编码传送回地球，每个编码对应着原始图片中的某个灰度。地球上的超大型敏感天线将其接收下来，以磁脉冲的形式将编码记录在大型磁带盘上，然后再把这些信息转录到体积较小的磁带盘上。科学家随时可以根据磁带上的信息对图像进行“重建”——即在配有电视屏幕或者其他能够生成照相底片的器材或打印机的计算机上面播放磁带上的记录。

像迪彼得罗和莫伦纳这样的计算机专家拿到磁带之后，会用NASA二十多年来在处理其他太空项目中拍摄的无数照片时使用的方法处理这些数据。这种对图像进行计算机增益的技术已经成为行业标准，它通过电子方式调节图像对比度、去除信号传输至地球过程中产生的错误，甚至能在一定限度内改善图像的细节。对原始数据的编辑可以在很大程度上改进从航天器上传输回来的原始图像的质量。像NASA一样，我们的两位计算机科学家将会运用这类技术处理“火星脸”的图像。

经过无数次的辛苦测试与纠错等多个步骤，迪彼得罗和莫伦纳重建了“火星脸”的图像。他们发现标准的计算机增益技术尚不能完全满足处理的需要，因此，他们发明了一种与NASA处理太空照片所使用的先进数码方式不同的新技术，并称之为“放射状像素交织技术”（下文简称SPIT）。

这种严格细致的处理方法能够将火星沙漠中人脸图像的更多细节还原出来。当运用最后一道SPIT步骤对方圆1英里的火星人脸照片进行处理之后，我们可以明显看出它基本上是一个对称的图案：人脸的一只“眼睛”隐藏在阴影之中，沙漠表面的反光照亮了它的一部分；而它的“眉毛”似乎也符合人类的面部特征，包括它的“鼻子”和“嘴”也是这样。

照片拍摄时，太阳照射角度特别低（只有10度），因此沙漠中的阴影部分显得特别暗，不过，足以让人通过计算机增益技术强化照片的细节，看出图案的对称性。而这种对称性在自然中是找不到的，也与科学家最初认为“火星脸”是自然形成的这一判断相矛盾。

显然，NASA最初没有重视“火星脸”照片的原因之一是缺乏相关的证据，而且火星探测器再没有拍到类似的照片——“海盗号计划”的科学家索芬博士声称，拍下“火星脸”照片几个小时之后再次拍摄的照片显示，这块区域只有一个普通的小山丘而已，根本没有什么人脸图案。迪彼得罗与莫伦纳也对“海盗号计划”的相关资料进行了搜索，开始时确实一无所获。

然而事实上，就算海盗号探测器确实在几个小时后从其他轨道上对着“火星脸”地区拍过照，那么镜头捕捉不到任何“火星脸”的痕迹也是不足为奇的。这是因为出现了“火星脸”的35A72号照片是大约在傍晚6点（火星当地时间）拍摄的，所以图像中的地物有很长的影子。而“几个小时之后”拍摄的照片上肯定是一片漆黑，所以根本就没有必要在这个时间拍摄——因此索芬说这个时候拍过照片是不可能的。这说明“海盗号”项目组的科学家没有查看过“海盗号”的照片文件，就自以为是地认为“火星脸”是光照造成的错觉。这种宁愿主观臆测也不想亲自验证的态度一直在影响着对“火星脸”及其周边地区的考察过程。

科学的发展并不依赖权威人物的断言，而是依靠证据的发现。迪彼得罗与莫伦纳幸而没有轻信索芬的意见，他们翻遍了“海盗号项目”的所有文献资料，逐个数据、逐帧图片地查找，终于在一份归错档的文件中找到了一组照片，这些照片是35天之后在“火星脸”地区拍摄的，拍照时的太阳照射角度与第一张照片不同。两人翻开其中一张编号为70A13（第70圈，探测器“A”，第13张照片）的照片时，奇迹发生了：“火星脸”赫然出现在照片上，只是太阳的照射角略微变化了20度，加之这第二张“火星脸”照片是火星探测器从另一个角度拍的，因此通过多图比对，可以生成小山丘及其周边地区的立体效果。

对第二张照片进行的SPIT处理又增强了多处细节，足以证明“火星脸”并非光影的巧合所形成，照片中“人脸”的“下巴”非常明显，“眼窝”清晰可见，第一张中隐藏在阴影中的那只“眼睛”也出现了，甚至看得出左右对称的“发际线”。

有了第二张照片及其包含的立体地形信息，我们可以描摹出刻画了“火星脸”的山丘表面的轮廓。研究者发现，图中的凹陷恰巧组成“眼睛”与“嘴巴”，一块隆起的地区则形成“眉弓”和“鼻子”，而且，“火星脸”的左右两侧具有惊人的对称性，让人很难相信它是火星上出现的一种纯粹的自然现象。

迪彼得罗与莫伦纳设想了各种可能导致“火星脸”现象的地质以及气象原因，最后发现，无论从风蚀还是地质构造角度都无法解释形成这种奇怪图案的原因。

两位计算机专家又对“海盗号项目”拍摄的该地区的其他照片进行了扫描，研究了“火星脸”周边的环境，却找不到“风蚀”形成的任何与人类面孔相似的地貌。他们研究的主要是拍下两张“火星脸”照片之间的35天内火星探测器所记录的影像——两人至少找出了10张“火星脸”毗邻地区的照片——覆盖面积大约为4000平方英里！在偌大的一个区域内，却没有任何与“火星脸”相似的东西。但是，两人有一个同样令人震惊的发现：在编号为70A13的照片上，有一座巨大的金字塔，约1英里宽，1.6英里长。他们在研究报告中写道：“金字塔的四个面以极为陡峭的角度斜插地面，四个角结构匀称，似乎因为侵蚀而被加固过。如果是一座自然形成的金字塔形山丘，那么侵蚀应该出现在中央部分，而不是四个角。”

火星上的“金字塔”并不鲜见。1971年，美国在“海盗号计划”之前成功实施了“水手9号计划”。当时派出的探测器在第一次绕火星轨道运行的时候，就首次发现了多个“金字塔”。卡尔·萨根为了呼吁美国发射无人航天器进一步探索火星，即把可以在火星表面漫游的交通工具携带过去，曾经画过一些想象图。图的内容是某天下午，一台机械装置从“水手9号”发现的几座金字塔前方驶过，该装置将这些画面传回地球，在电视上播出，科学家与公众才弄明白火星的伊利森区那些“金字塔”究竟是什么东西……

然而，没有人（甚至包括萨根）相信，火星上的金字塔形物体，竟然真的是金字塔。

显然，这次“海盗号”在远离“伊利森金字塔群”（该区域位于“火星脸”另一侧的半球）的火星表面又发现了一个类似金字塔的物体，迪彼得罗与莫伦纳发现，它的走向是与火星的自转轴对齐的，而且，令他们震惊的是，“金字塔”距离“火星脸”不过10英里之遥。

上述发现只是该区域中众多“巧合”现象的九牛一毛。两人在寻找伊利森区金字塔的研究资料时，意外地发现还有一些图片也被归错了档，人们把它们和与伊利森区相对的另一半球上某个区域的照片给放在一起了。 这说明，如果“海盗号”也拍摄了卡尔·萨根提到的“金字塔”（因萨根的电视系列片《宇宙》而闻名）的照片，那么这些照片可能也被放错了地方。

对“海盗号项目”的资料进行了4个月的图像处理、计算机增益与数据搜寻工作之后，迪彼得罗与莫伦纳决定公布他们的发现。某一天的上午10点，两人在马里兰州兰哈姆的拉马达酒店中召开了新闻发布会，会议的报告人是迪彼得罗、莫伦纳以及NASA行星研究方面的人士。但与两位独立研究者在另一颗行星上发现了非自然造物这种事件（尽管两人并没有完全肯定它们就是非自然造物）相比，人们显然更加关注当时正在持续发酵的伊朗人质危机。

一个月后，舆论对这项“发现”的看法似乎开始朝好的方向发展。

迪彼得罗与莫伦纳受邀参加了极有威望的美国天文学协会在6月举行的年会，会议刚刚开始，便有无数的新闻机构要求他们提供研究资料的副本。参会者包括来自全美各地的一千多名天文学者，其中的一百多人排队观看了著名的“火星脸”的三维立体展示，了解到它的左右对称性。迪彼得罗与莫伦纳被科学家们提出的各种问题包围，许多问题都与“火星脸”所在地区的地质情况有关——人们怀疑是风蚀作用导致“火星脸”与“金字塔”的形成。但是迪彼得罗与莫伦纳驳斥了所谓“相邻金字塔与‘火星脸’左右对称的非均匀性说明它们可能是自然形成”的说法。

美国天文学协会年会结束后，迪彼得罗与莫伦纳继续运用新技术研究现有的“火星脸”土丘的影像资料，由于原始图片的对比度非常低，他们决定利用计算机再玩一些“花样”：用某一色域（从最浅的红色逐渐过渡到最暗的蓝色，红色代表亮区，蓝色代表暗区）代替不同的亮度值（灰度），结果令人震惊。

照片中颜色最深的阴影处，毫无疑问地显现出一只“眼球”，而且中间还有“瞳孔”！