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臉部超科學回春!光影、老化與比例對外觀的影響

MedPartner_96
・2016/09/16 ・4728字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

大家有不小心把自己畫成白鼻心,或者是臥蠶畫成眼袋過嗎?有畫鼻影的時候有不小心把自己畫成阿凡達的納美人過嗎?原本就方方的臉有沒有好像覺得越畫越寬?相信很多人都有這樣的慘痛化妝經驗,特別是在新手期 XD

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臉中白一線的白鼻心。圖/Tony Hara@flickr

之前在分享過一些有關解剖結構的文章,希望大家對這些知識更有掌握,可以把妝化得更好。其實化妝品 「cosmetics」是希臘文的「kosm tikos」,翻譯過來大概是「裝扮巧妙,使自己更具魅力」。字首的「kosmos」的意思,就是裝飾。既然要裝飾成「某個樣子」,那你心裡面就不可能「沒有某個樣子」。對多數人來說,「某個樣子」通常代表「更年輕」、「更有吸引力」。以現在人的標準來看,更有吸引力通常代表「更立體」、「更精緻」的五官比例。

所以今天我想分享的是:

 1. 光影如何影響人臉的視覺效果
2. 人類的臉部老化過程——比較年輕的臉跟老化的臉的差異
3. 符合東方美學概念的臉部比例

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如果要保養,也必須知道到底哪些是可逆的,哪些是不可逆的。看懂之後就不用亂花錢囉!

累了嗎,我們聽首歌吧!痾,不是啦,先來看一下影片~片長兩分多鐘,大家看個三十秒就可以停了。

光線的顏色與明暗對人臉視覺上的影響

https://www.youtube.com/watch?v=uqTuo2yQBXM

從這部影片,你可以清楚看到,不同顏色、不同角度的光,對人臉在視覺上會產生很大的影響。如果全都是強光,沒有明暗,就不會有立體感。你想想看,這不就是化妝在做的事情嗎?另外你也可以知道,為什麼在某些餐廳、某些店家,照鏡子照起來就會特別好看?這除了鏡子的原因以外,光線的顏色跟角度也都有差喔!!!下次如果不小心又沈浸在某個讓自己看起來很瘦的鏡子前,趕快回想一下這篇文章,醒醒吧阿宅,這一切都只是幻覺啊!

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人臉自然老化的過程

從一個小蘿莉,長成花樣年華的少女、再到輕熟女、然後熟透,然後過熟(誤),慢慢步入中老年的過程,到底是怎麼回事呢?我們來看一下這支影片,一分鐘帶你走過女人臉部的八十年。

https://www.youtube.com/watch?v=tTBlFC-oAnw

人的臉部老化是「全面性的」,從皮膚、皮下脂肪、肌肉到骨骼,都有各自老化的過程。

臉部皮膚的老化

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皮膚從外到內有很多層次,我們就由外而內說明:

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皮膚變薄:老化過程中,膠原蛋白跟彈性纖維變性,結締組織也會流失,所以皮膚就會變薄。老人的皮膚常常一擦到就破,就是這個原因。

皮膚鬆弛:皮膚變薄加上重力的影響,臉部皮膚就會呈現鬆弛。

皮膚粗糙:表皮的角質層因為角化異常,就會導致皮膚粗糙。

乾燥:青春期腺體分泌旺盛,但老了就功能下降。皮脂腺和汗腺分泌不足,無法形成正常的皮脂膜,皮膚就會乾燥。

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黑斑:正常的黑色素小體會均勻分布。但如果色素調節異常,就會出現局部的黑色素增加,產生黑斑或曬斑。

白斑:有時候某些黑色素細胞會退化,就會在它負責的區域產生一點一點的白斑。

老人斑:表皮細胞不正常的角化,會產生脂漏性角化症或俗稱的老人斑。

老年性紫斑:老年人血管及周遭的膠原蛋白跟彈性蛋白都減少,所以微血管變得脆、硬,很容易一碰撞就出現一大片的出血。年紀越大就越容易出現!

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大家要注意的是,上面有些事情是你可以阻止的,例如防曬;但有些就幾乎難以預防,只能順其自然。有些廠商會隨便宣稱他的東西有療效,聽聽就算,不要浪費錢。

臉部脂肪的老化

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臉部在老化的過程中,脂肪會流失,另外也會伴隨著軟組織一起下垂,所以逐漸就從一個倒三角的 V 臉,變成一個正三角形的下垂臉了。年輕的女生常常在哭自己有嬰兒肥,你不知道那是甜蜜的負荷啊!等你老了,該有肉的地方沒肉,肉都垂到不該有的地方你就欲哭無淚啊……。

臉部肌肉的老化:張力增加

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有句玩笑話,什麼是老男人:就是該軟的都硬了,該硬的都軟了……該硬的不硬,不該硬的血管啊、攝護腺啊通通都硬了。但肌肉這件事情更是老天爺的玩笑,四肢的肌肉常會因為老化萎縮,但臉部的表情肌反而會因為老化而張力增加……,經年累月的拉扯加上過強的肌肉張力,就會出現很多表情紋路。像是抬頭紋啊、魚尾紋啊、法令紋啊、皺眉紋之類的,讓我忍不住想起這首歌啊:如果說一切就是天意,一切就是命運,終究……(透露年齡…)。

臉部骨質的老化

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大家可能比較難想像,骨頭這麼硬的東西也會變?其實骨頭是「活的」,隨時都有「生骨細胞」在製造新的骨質,也隨時有「蝕骨細胞」在吃掉老化的骨質。老了之後,製造新骨的能力低於蝕骨的能力,就會慢慢看到骨質流失了。在臉部常可看到眉骨被吸收、眼眶骨更凹陷,下頷角更往下垂等現象。可以對照骨骼圖看:

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年輕的臉 VS 老化的臉

所以一張年輕的臉,基本上會是:

1. 皮膚緊實、平滑
2. 肌肉張力不過強,沒有皺紋
3. 輪廓呈現一個倒三角形(inverted triangle face)

整張臉也不是只有一個大的倒三角,你可以把它拆解很多個,把整張臉用很多個倒三角來設計 。例如把整個臉當一個大的倒三角,或者眼睛一區、嘴巴下巴一區之類的都可以。 總之臉上可以區分成很多三角,但一定是倒三角 ,絕對不能是正三角 !不然就是老的臉……。

近年也有人提出好看的臉是大小兩個心形:

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不管是哪種,照著這樣的輪廓去化妝,或者是作為保養、治療的目標方向就對了。所以接下來的目標,就是讓他趨近倒三角,或所謂大小雙心的結構!我們能做的,就是光影的明暗效果,或者是立體效果。亮的顏色就是顯大,暗的顏色就是顯小。越立體你看上去就是小,越平面你看上去就是大。 要讓他變寬,就讓他平面化發展 ;要讓他看起來窄,就讓他立體化發展 。

這有點像是一個三角做圖法,你可以在臉上取兩個不會動的點,例如兩邊的眉尾,然後選定一個第三點去動作。不管是化妝還是整形。

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像是上面這張圖,左邊的女生下巴就短了一點點,不管是用拍照角度、化妝或是整形拉長了比例,就變更好看了。

所以最好看的臉就是又小又精緻又立體。 大家想想看喔,如果你臉白,就會顯大。所以要在螢幕上,又白、看起來又小,那就必定要有立體的五官。有沒有這種人呢?有一個歷史上很標準的正妹:

8+9
1956 年(左)和1978 年(右)的奧黛麗赫本。圖/wikihuffingtonpost

但這只是一個美的典型,別忘了美是有很多很多種的喔!而赫本當然也抵擋不了老化的力量,大家可以觀察其中的變化。

符合東方美學的臉部比例:三庭五眼和各種黃金比例

大家可能會想知道,符合東方美學的臉部比例是什麼樣子?其實也是有些客觀的分析標準,有興趣的朋友可以看隆鼻懶人包第一集,有更完整的角度介紹。但這邊就先讓大家看個最基本的三庭五眼圖。

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記住,整型是非必要的,化妝、髮型、微整形、手術都是可能的選項,當然要花你比較多錢,或承擔比較多風險的,就一定要想清楚喔!

同場加映:視錯覺原理在化妝與整形的應用

講到化妝或整形,就不能不知道「視錯覺原理」。它可以分成由感覺器官引起的「生理錯視」,以及由心理原因導致的「認知錯視」。詳細的視錯覺成因跟機制可以講到很複雜,但這邊先簡單說,基本上視錯覺原理就是個愚蠢的「人類自行腦補的故事」。

好啦,也不能這麼片面把人類當作這麼愚蠢啦~人類的認知功能是有限的,必須在很短的時間做出判斷,然後把認知功能專注放在重要的事情上,所以對於很多事情我們會傾向直接腦補……所以你就會出現錯覺。視錯覺廣泛出現在我們生活中,這邊我們舉幾個可能用得上的例子吧~

案例一:A 和 B 兩個長方形,哪個比較長?

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其實這是兩個一模一樣的長方形。人在看兩個相同的長方形時,會傾向於把 A,擺成豎起來的這個看得更修長。所以可以在化妝時或穿搭時,設計一些豎長的線條,都會顯得比較修長。這道理很簡單,叫胖子穿橫條紋就是個悲劇不是嗎……。

案例二

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A 和 B 其實是同一個人。只要把其中一部分地方遮住,只露出剩下的部分,人們就會腦補被遮住的畫面。所以不管在穿衣服還是化妝還是設計髮型的的時候,想辦法露出自己最瘦的地方,或者遮住自己最胖的地方,或者顯露出五官最立體的部分,遮住比較平或角度不好看的部分,大家就會把你腦補成又瘦又五官立體的正妹惹(無誤)。

案例三:這兩個女孩哪個比較高?

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答案是一樣高。但大家都覺得戴帽子的那個高。這就是「視覺動線」的作用,這是一個利用「顯眼的視覺焦點」,大家就會把視覺動線往上拉,或者是往下拉,這個戴帽子的女孩就是因為你的視覺動線上移所以看起來高。當然也可以往左拉,或往右拉(但這類運用較少)。例如有個寬臉妹子,又同時帶了很亮眼的耳環,你在看她的時候,視線跟著耳環左右移動,恩,那就悲劇惹。所以如果你的臉部比例不是標準的三庭五眼,都可以利用這招,不管是用帽子、髮型、首飾等小心機做出效果喔~

案例四:哪條線比較長?

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最後一定要介紹一下上港有名聲,下港有出名的「萊依爾錯視」。三根線明明一樣長,但在箭頭的作用下,B 顯得最短,A 顯得最長。

這個可以解釋非常多事情!!!在穿搭上這就是V領衫可以顯得臉小的原理。在臉型上,這就是 V 臉為什麼看起來臉小的原理。活用這個錯視,你可以搞出一大堆變化!一統自拍界指日可待啊哈哈哈哈哈!

今天這篇文章是希望讓大家知道,化妝跟整型都是可以很科學、很醫學的。有更多的知識,就可以用更低的成本,達到更好的效果。不會因為不懂成分,結果買了一堆可怕的產品毀掉自己的臉,如果要整形也不會因為搞不清楚狀況,接受了一個根本不適合你的手術。

另外也希望大家正確認知「老化」這件事情,但不是要大家害怕老化,然後趕快去亂買抗老產品。知道什麼是老化、理解老化的機制,接下來我們會慢慢找機會補上其他相關機制,告訴大家哪些對預防老化是「實證有效的」,哪些是「持續爭議中的」,哪些是「根本沒效不要再被騙的」。錢跟時間是你最需要掌控的。把這兩樣東西運用好,人生就會有餘裕。但要把錢跟時間運用好,其實是需要很多正確的知識啊!!!

所以拜託千萬不要隨便放棄治療,或者是手滑亂買東西啊……。腦袋空空,錢包就會空空,這是不變的真理啦!!!科學其實沒這麼難,希望大家卸下心防,讓我們幫助你輕鬆學習,然後實際應用在日常生活中~

看完這篇文如果覺得有幫助,趕緊用底下按鍵分享給所有好朋友吧!不傳的沒朋友啊啊!(不夠要好的就不用傳了,認真。因為化妝或整形就是一種競爭,如果大家都超正,就顯不出你的正了…科科)

助人省錢,功德無量,阿彌陀佛~~~

編按:愛美是每個人的天性,不過對你而言光是看滿架的化妝品、保養品,各種醫美產品就令你眼花撩亂,更別說還有玻尿酸、膠原蛋白、類固醇這些有聽沒有懂的名詞來搗亂嗎?如果你想要聰明的美,不想要被各種不實廣告唬得團團轉,那麼泛科學這位合作夥伴 MedPartner 美的好朋友,就是你我的好朋友。

本文轉載自MedPartner 美的好朋友

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MedPartner_96
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一位醫師用一年時間和100萬,夢想用正確醫美和保養知識扭轉亂象的過程。 Med,是Medicine,醫學的縮解。Med 唸起來也是「美的」。我們希望用醫學專業,分享更多美的知識。Partner則是我們對彼此關係的想像。我們認為醫師和求診者不只是醫病關係,更應該是夥伴關係。 如果您也認同我們的理想,歡迎和我們一起傳播更多正確的醫美知識。 我們的內容製作,完全由MedPartner專業醫療團隊負責,拒絕任何業配。

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人與 AI 的關係是什麼?走進「2024 未來媒體藝術節」,透過藝術創作尋找解答
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/10/24 ・3176字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎?還是 AI 會成為個人專屬的超級助理?

隨著人工智慧技術的快速發展,AI 與人類之間的關係,成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一,究竟,AI 會成為人類的取代者或是協作者?決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力,唯有人們清楚了解如何使用 AI,才能化 AI 為助力,提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此,目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」,特別將展覽主題定調為奇異點(Singularity),透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

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C-LAB 策展人吳達坤進一步說明,本次展覽規劃了 4 大章節,共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品,帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始,到欣賞各種結合科技的藝術創作,再到與藝術一同探索 AI 未來發展,希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式,進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來:AI 技術發展的 3 個高峰

其中,展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖,從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線,平行梳理 AI 技術發展過程。

圖一、1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧」一詞

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究,觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧(Artificial Intelligence))」一詞,並明確定出 AI 的任務,例如:自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等,就開啟了全球 AI 研究浪潮,至今將近 70 年的過程間,共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制,科學家將任務文字化、建立推理規則,再換成機器語言讓機器執行,然而受到演算法及硬體資源限制,使得 AI 只能解決小問題,也因此進入了第一次發展寒冬。

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圖二、1957-1970 年迎來 AI 第一次爆發

之後隨著專家系統的興起,讓 AI 突破技術瓶頸,進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成,由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的,因此只要搭載不同資料庫,就能解決各種問題,克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外,機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生,雖然是 AI 技術上的一大創新突破,但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響,導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於,IBM 超級電腦深藍(Deep Blue)戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov,加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法,並使用 GPU 進行模型訓練,不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位, 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上,不斷的追求創新和突破。

圖三、1980 年專家系統的興起,進入第二次高峰

從現在看未來:AI 不僅是工具,也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進,如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中,更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用,而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」,便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

圖四、2010 年發展至今,高性能電腦與大數據助力讓 AI 技術應用更強

例如,超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》,乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家,運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區,就像走進一間新科技的實驗室,」吳達坤形容,觀眾在此不僅是被動的觀察者,更是主動的參與者,可以親身感受創作方式的轉移,以及 AI 如何幫助藝術家創作。

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圖五、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」展出現場,圖為超現代映畫的作品《無限共作3.0》。圖/C-LAB 提供

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》,將 AI 人物化,採用與 AI 對話記錄的方法,探討網路發展的歷史和哲學,並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻,無所不在》,則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論,使其更清楚在面對網路資訊時,該如何識別何者為真何者為假,更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡,第一章回顧 AI 發展史的內容設計,可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去,這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點,很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容,但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現,讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化,及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態,才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

圖六、「2024 未來媒體藝術節——奇異點」分成四個章節探究 AI 人工智慧時代的演變與社會議題,圖為第一章「流動的錨點」由自牧文化整理 AI 發展歷程的年表。圖/C-LAB 提供

「畢竟展區空間有限,而科技發展史的資訊量又很龐大,在評估哪些事件適合放入展區時,我們常常在心中上演拉鋸戰,」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件,還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則,「不過,歷史事件與展覽主題的關聯性,還是最主要的決定因素,」蔡侑霖補充指出。

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舉例來說,Google 旗下人工智慧實驗室(DeepMind)開發出的 AI 軟體「AlphaFold」,可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構,解決科學家長達 50 年都無法突破的難題,雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破,但因為與本次展覽主題的關聯性較低,故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外,在呈現方式上,2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容,蔡侑霖舉例說明,像某些比較艱深的 AI 概念,便改以視覺化的方式來呈現,為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容,從中找尋靈感,最後製作成簡單易懂的動畫,希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出,「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作,也跟上國際展會發展趨勢,於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動,包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽,例如:由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座,希望透過帶狀活動創造更多話題,也讓展覽效益不斷發酵,讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界,展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊:「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00,週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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Deepfake 辨偽技術如何在魔高一尺時,能道高一丈呢?——成大統計所許志仲專訪
A編編
・2022/01/26 ・3499字 ・閱讀時間約 7 分鐘

2021年末,小玉的「Deepfake 換臉事件」讓大眾正視 Deepfake 技術的濫用問題。  Deepfake 發展至今不只有造假技術在進步,辨偽也是:目前任職於成大統計所的許志仲老師,從 2018 年開始便在這個主題中專研,並於 2020 年發表相關研究結果,該篇文章起今已有超過 50 次的引用次數。「以這篇論文發表的期刊影響指數(Impact Factor,簡稱IF值)來說,這個引用數相對來說是高的,這代表 Deepfake 辨偽的議題開始變得重要,但研究的人可能沒那麼多。」

許志仲坦言,自己 2018 年研究 Deepfake 辨偽時,Deepfake 影片品質並沒有特別好。沒想到短短兩三年的時間,Deepfake 的效果就已經好到可能會造成問題了。

雙面刃的 Deepfake

Deepfake 技術起初是希望能藉由電腦產生各種不同的逼真圖片或影片,來因應特效製作或老照片修復之類的工作,而要產生逼真圖片或影片,有許多不同的方法都能達成這個目的,目前 Deepfake 最常使用的方法為 2014 年提出的「生成對抗網路(Generative Adversarial Network, 簡稱 GAN)」,透過生成網路與判別網路的對抗,產生逼真的圖片或影片,因此說到 DeepFake,通常都會說起 GAN。

「我們會說 Deepfake 就是 GAN,是因為就目前生成技術還是以 GAN 最好,當然也有新的方法正在發展,所以未來未必還是以 GAN 作為主體,可能用別的方法偽造,也能做得很漂亮。」

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許志仲也表示,Deepfake 的發展目標是正面的,技術本身是中立的,但使用者怎麼使用這項技術,就成了重要問題。而在不能確保使用者心態的情況下,辨偽技術成了這項技術的最後一道防線。而 Deepfake 辨識的主要問題,可以分為偏向研究的「偽造特徵不固定」,以及偏向實務面的「辨偽系統的使用情境差異」兩個面向。

Deepfake 辨識的研究困難:偽造特徵不固定

現在已經有可以辨識貓狗、車牌等物體的影像辨識系統,這些辨識系統也相當成熟可靠,直覺來說,要做出一套辨識 Deepfake 的辨識系統,應該也不會太困難吧?

但實際上卻並非如此,過往辨識系統的做法是抓取容易辨別的特徵,例如貓與狗兩者在形態上就有明顯的差異,只要給電腦夠多的訓練資料,就能有一組精確區分貓與狗的判別式,且能用到各種需要分辨貓與狗的情況下。

貓跟狗的形態差異很大,所以電腦能輕易辨別這兩種物種。圖/envato elements

先不談分辨人臉真假,就人臉辨識本身來說,就是個值得研究的問題,每個人的臉都長得差不多,差異在於五官的相對位置、形狀或大小有微小的差異,這使人臉辨識本身就難有通則可以去分辨。而不同方法生成相似的 Deepfake 圖片,並不一定具有相同的偽造特徵,從人臉特徵到偽造特徵都不固定,使得 Deepfake 辨識具有一定的困難度。

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此外,即便用同一種方法製作同樣的 Deepfake 圖片,也會因為當初給的資料不同,使得偽造特徵出現差異,這讓「一組判別式就能判斷是否為 Deepfake」成為近乎不可能實現的夢。

也許,偽造特徵根本不在人臉上!?

面對 Deepfake 辨識的棘手問題,許志仲說:「要辨識的特徵太多元。我們覺得倒不如去尋找有什麼線索是 GAN 一致會產生的,這線索也許是我們眼睛看不到的,但是電腦可以透過學習的方式去挖掘,所以我就用了這種學習機制去抓出,會不會大部分的這種生成系統,都可能有共同的瑕疵。」

一張 Deepfake 照片並不只有人臉與五官,也包含了背景。而許志仲的論文指出,Deepfake 的偽造特徵,經常出現在背景,或是背景與人臉的交界處:

「臉通常都合成的很漂亮,但是背景跟臉的交界處會不自然。通常在髮絲的地方,髮絲的地方會糊掉這是一種,或是眉毛或者是額頭中的髮線也會有明顯差異。另外就是背景,會明顯看不出背景是什麼東西。大家都忽略看這裡(背景)很正常,而實驗結果也確實看到這些部分具有相對好的辨識度。」

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使用 GAN 生成的 Deepfake 人臉。圖/This Person Does Not Exist

然而,即便該篇論文是近期發布的,許志仲也不敢肯定這套辨識方式是否能套用在目前的狀況下,他表示目前每半年,GAN 生成的 Deepfake 影像的逼真度,就會有顯著的突破,且沒有消退的趨勢。

Deepfake 辨識的實務困難:辨偽系統的使用情境差異

在實務上,許志仲認為目前還有更為棘手的問題需要解決,那就是辨偽系統的使用情境差異。以一段 Deepfake 影片上傳 Youtube 平台為例,上傳的時候 YouTube 就會先對影片進行壓縮,這時原有的 Deepfake 偽造特徵很可能會因為壓縮而被破壞,許志仲解釋:「有些人會故意加上一些雜訊、加一些後處理,比方說整個畫面做類似美肌之類的處理,這些都會破壞掉偽造的線索,我們發現這些狀況十分常見,而且很難克服。這也是為什麼現在幾乎沒有軟體或網站,提供 Deepfake 辨識服務。」

DeepFake 的歐巴馬與演員的解析度就不同。

在實驗室裡,我們可以拿到 GAN 生成的原始影像去做分析,但在網路世界裡,每一個影像都可能像上述的情況一樣,做了各種後處理才放到網路上,就算現在有研究指出某種辨認方式是有效的,也未必真的能應對網路上的複雜情況。

許志仲表示,目前看到有希望突破壓縮這個問題的辨認方式,是去抓人臉在一段影片中的五官變化是否足夠自然,這個線索可以克服壓縮的一點點問題,因爲是藉由五官相對位置的變化來偵測,這就跟壓縮沒太大關係。但正如前面提到的,人臉辨識是困難的,人臉的五官定位本身就無法做到精準,真要使用這套方法辨識 Deepfake,還需要更多研究來確認可行性。

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也有研究者認為 GAN 理論雖然看似完美無瑕,但在產出 Deepfake 過程中仍可能會出現某些關鍵操作,只要藉由偵測畫面中是否有經歷這些操作,就能間接推測這個畫面是否為 Deepfake,不過這個做法的缺點也很明顯,那就是這些關鍵操作,也很可能只是正常的影片後製造成的,並造成不是 Deepfake 的影像也被歸類到 Deepfake 中。

情境逐個突破,讓研究能落地使用

說到這裡,許志仲語重心長地說:「我們研究做了這麼多偵測 Deepfake 的方法,但都不一定能在真實世界使用,這讓我非常意外,而上述的這些情境,也只是冰山一角。」

其實大家都在研究差不多的特徵,像是五官的落差,說話的時候嘴巴的動態變化會比較小或模糊之類的,但這些特徵面在真實的使用情境中,還能有多少辨識度,就真的是未知數。考量到真實情境的複雜度,目前許志仲認為逐個突破不同的情境下它們適合的辨偽方式,才是比較實實際的。

「我們必須先確認好問題是正確的,才能找到正確的答案。」許志仲說,要在實驗室裡做出一套數據漂亮的辨識系統並不困難,但要做出實際能用的辨識系統卻非常不簡單。

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許志仲也嘗試將自己的研究成果運用在實際情境中,但面對製作公司精心製作的 Deepfake 影片,許志仲換了好幾套模型,也只有一套能判別出來,也呼應了「使用情境差異」才是辨識 Deepfake 無法落地的最大問題。

辨識系統在實驗室中可以使用、但在現實生活中卻不一定。圖/envato elements

各界都在防範 Deepfake 影響生活

GAN 要能生成以假亂真的 Deepfake 圖像,必須建構在有訓練完善的生成模型上,而一個訓練完善的生成模型,並不是隨便餵幾筆資料給 GAN 就會跑出來的,必須要有足夠算力的電腦,配合大量的資料才能完成。除了像 Google 或 Facebook 這種規模的公司有能力製作外,也只有部分研究單位,能做出這種以假亂真的生成模型。

許志仲說:「由於 Deepfake 對社會的影響很大,現在他們都只公開自己的程式碼,但不會公開自己的模型,主要就是怕模型被拿去幹壞事。」許志仲也坦承,對於辨偽技術的研究來說,目前的狀況是非常不利的,這代表研究者必須自己用程式碼生出不那麼精良的模型,來製作 Deepfake 圖片測試。

面對未來 Deepfake 是否會無法辨別,許志仲表示就影像上來說,這件事情是做得到的,總會有方法做出不被任何辨識系統偵測,堪稱完美的 Deepfake 影像。但身為防禦方的我們,並不是只能靠圖片辨識真偽,上傳的使用者、社群平台的 meta-data,這些能標示來源的訊息,都可能是我們辨識這部影片是否為 Deepfake 的線索。

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影片的上傳者、發布的社群平台等等,都可能是我們辨識這部影片是否為 DeepFake 的線索。圖/envato elements

面對持續進化,仍看不見消退的 Deepfake 技術,許志仲也希望未來能有更多人一同加入 Deepfake 辨偽的研究行列,針對 Deepfake 辨偽系統的使用情境,我們還有非常多的問題等著被解答。

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A編編
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PanSci 編輯|讀物理毀三觀的科學宅,喜歡相聲跟脫口秀,因為它們跟我一樣是個笑話。