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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Li?ge正在舉行第9屆 的「Imag?Sant? Festival」（健康影展），主辦單位在市中心的Sauveni?re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！」
運用立體影像標記腫瘤（黃色區塊），不但可幫助醫生確認病灶位置、提前掌握下刀的距離與分寸，也能更清楚地為病患及其家屬解釋手術風險與利弊得失。圖／國網中心提供
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。
運用立體影像標記腫瘤（粉紅色小點），不但可幫助醫生確認病灶位置、提前掌握下刀的距離與分寸，也能更清楚地為病患及其家屬解釋手術風險與利弊得失。圖／國網中心提供
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。
※延伸閱讀：
‧當3D走入Live
【完整內容請見《台灣光華雜誌》九月號】
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