文‧林欣靜　圖‧國網中心提供

 

3D立體影像能幫助觀眾更精準地抓住各種「被攝物」間的距離感，這種「深度視覺」的特質，運用在影視產業上固然娛樂效果十足，但轉個方向結合教育、生命科學、地理資訊重建、提升醫療手術品質與效率等各層面的應用，也能發揮造福社會的積極作用，「3D創新科技」也成為目前各領域學界亟待推廣的研究面向。

2010年3月19日，比利時法語區首府Liège正在舉行第9屆 的「ImagéSanté Festival」（健康影展），主辦單位在市中心的Sauvenière影院放映了一場長達3小時的「即時轉播」影片，內容非關科幻，卻也刀光血影十足刺激，原來這是同一時間在距影院16公里之外的Centre Hospitalier Universitaire醫院所進行的一場腦神經外科手術。

3D手術寫歷史

這場全球首次「3D Live」手術，執刀者為比利時的神經外科權威Didier Martin教授。要完成這場跨時代轉播並非易事，首先，所有的攝影器材都必須經過嚴格消毒、劇組人員也得像醫護人員般穿上無菌衣；另外，拍攝及打光時，都必須與醫療團隊保持至少10公尺的距離，以免因不必要的肢體碰撞造成干擾、提高手術風險。

除此之外，由於3D即時影像的資料量極為龐大（傳輸速度需達每秒500MB才能正常轉播），拍攝團隊還請來2家比利時知名電腦公司支援架設網路，才得以順利達成轉播任務，並讓同一時間在影院「遠距參與」的醫療同業們讚賞不已。

當然，像是打開頭蓋骨等血肉模糊的畫面，並非一般人所能接受，然而對於醫療專業人員來說，3D立體影像如臨手術現場的視覺效果，卻對他們判斷病灶位置、瞭解動刀程序，以及學習手術時若遇到大出血或其他緊急情況的應變措施，帶來莫大助益。

也難怪事後比利時國家廣播電視台訪問現場觀眾時，有人居然意猶未盡地說：「我覺得比《阿凡達》還精彩！」

立體影像輔助醫療

事實上，將立體影像應用在醫療早已行之有年。像是國內最高階的電腦運算中心──位於新竹科學園區的國家實驗研究院高速網路與計算中心（簡稱「國網中心」），早從2001年開始，就陸續與長庚醫院及台大醫院合作，將醫院所提供的病患X光片、電腦斷層掃描及核磁共振等檢查資料，運用特殊軟體及高速運算，建構成可自由翻轉各種角度的3D立體影像。

當醫生戴起特製的3D眼鏡，就可以鉅細靡遺地觀察病患體內神經纖維束及腫瘤分布的相對位置，不但可避免手術失誤，在教學或術前規劃手術流程等方面，也有事半功倍的效果。

國網中心軟體技術組副研究員張宏生更指出，3D立體影像還有助於改善醫生與病患或病患家屬的醫病關係。他舉例，台大醫院曾為一名腦瘤患者建構立體影像。這名患者的腦瘤恰恰長在主管人類語言溝通及邏輯推理的區域，透過3D立體影像的輔助解說，家屬就能非常清楚地瞭解病患會出現「老是忘東忘西」的短期記憶喪失現象，主因就是腫瘤周邊的神經纖維束因長期被壓迫已嚴重變形。

由於神經傷害是「不可逆」的，即使開刀取出腫瘤，病患也無法恢復常態，甚至有可能造成語言能力喪失的副作用，但如果不開刀，腫瘤持續變大也可能危及患者生命。

「對於病患及其家屬而言，開不開刀都是極為困難的抉擇，但至少在立體影像的輔助說明下，醫生能用更淺顯易懂的方式向家屬解釋手術的利弊得失，術後不必要的醫療糾紛也會減少許多，」張宏生說。

即時手術的3D傳輸，台灣也有巨幅進展，例如工研院已在今年6月宣布將與彰化秀傳醫院的微創手術中心，展開為期2年的合作計劃，初期將透過現有微創手術影像傳輸系統，截取內視鏡2D影像畫面訊號，在另一部3D顯示器上同步將2D影像轉換成3D顯示，外科醫師就能在手術中即時獲取立體影像。

第二階段則將合作開發出局部手術患部的即時3D影像及景深輔助系統。如此一來，當外科醫師在進行微創手術時，不僅可透過原有的內視鏡2D螢幕進行手術操作，也能經由3D螢幕同步獲得手術部位的立體影像，這樣就可以更精確地掌握縫合或切割時相對位置的空間感，此種新技術將可望大幅提升現有2D內視鏡手術的品質與效率。

地理資訊的立體化

除了醫療之外，立體影像也廣泛應用在科學研究與地理資訊的重建上。例如國網中心就與清大生命科學院「腦科學研究中心」主任江安世長期合作，建立了全球第一個「果蠅腦神經網路立體影像資料庫」，江安世也以此為研究基礎，發表了「果蠅腦內嗅覺神經網路地圖」等多篇聞名國際的論文。

另外像是中央大學太空及遙測研究中心，每年會固定從「福衛2號」傳回4組台灣全島的最新衛星影像，再由國網中心加入台灣各地的「標高資料」後，進一步運算轉化為3D立體圖資。

這麼一來，當研究者／政府官員戴上3D眼鏡，再配合滑鼠、鍵盤等簡單操作，就可體驗宛如坐在直昇機上俯瞰台灣各地的效果，也能輕易比對風災或強震過後的國土變貌。

例如去年肆虐南台的莫拉克風災，透過國網中心重建的災前／災後立體影像可發現，原本青山綠水的小林村周邊，風災過後全數化為黃澄澄的土石流；被懷疑是禍首的「獻肚山」則宛如被炸彈夷平後的一片光禿，種種影像透過3D展現後更顯觸目驚心，讓人在感嘆大自然的威力之餘，卻也不禁憂心，當未來極端天氣漸成常態，目前尚存在各種環境問題的台灣是否還有能力因應？

無論如何，3D立體地理影像確實提供極富參考價值的國土變異、水土保持及防災資訊。而對於科學家來說，與其討論「3D電影會不會躍居主流」、「3D電視何時才能普及」等軟性議題，如何透過立體影像所帶來的視覺「空間感」，發展更多元面向的應用科技，才是未來更重要的任務。

（本文節錄自台灣光華雜誌2010年09月號）

1. 被懷疑是罪魁禍首的「獻肚山」則宛如被炸彈夷平後的一片光禿。
   Mt. Xiandu, which was suspected of being the chief culprit for the disaster, was laid bare after the typhoon as though flattened by a massive explosion.
   ◎ be suspected of　被懷疑
   The police arrested some people who were suspected of plotting terrorism.
   
   
    
2. 讓人在感嘆大自然的威力之餘，卻也不禁憂心，當未來極端天氣漸成常態，台灣是否還有能力因應？
   While we may sometimes feel in awe of the power of Nature, we cannot help but worry that if extreme climate events gradually become the norm, will Taiwan be able to cope?
   ◎ in awe of　對...敬畏
   They stood in awe of the majestic beauty of the Grand Canyon.