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一樣的月亮,為什麼我們拍的不一樣?——《這麼做就對了!最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》

天下文化_96
・2020/02/19 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 468 ・五年級

  • 作者/蘭德爾‧門羅(Randall Munroe);譯者/黃靜雅

我們常常以為眼睛有如一對照相機,但是人類的視覺系統比任何照相機都要精密複雜得太多了,因為視覺是自然而然發生的,所以我們很容易忽略其複雜性。我們看到景象,腦海中出現畫面,但我們並沒有意識到,要有多少的處理、分析和交互作用才能產生那樣的畫面。

照相機通常是用大致相同的解析度來看影像的每個部分。如果用手機相機拍下現在閱讀的頁面,照片中央的字與邊緣附近的字會由大約相同數量的像素組成。但是,眼睛並不是那樣運作的。

眼睛在視野中央看到的細節,和在邊緣看到的細節有很大的差別。眼睛實際的「像素網格」(pixel grid)看起來很奇怪:

圖/天下文化提供

我們沒有注意到解析度差異很大,是因為我們的大腦已經習慣了。我們的視覺系統處理影像,給我們的整體印象是:我們看到的就是現場的樣子,和照相機看到的是一樣的東西。這樣行得通⋯⋯直到我們開始比較腦海中的畫面和真實照相機產生的畫面,才發現大腦私底下一直在幫我們調整很多的變量。

照相機和眼睛在各方面都有差異,其中之一是它們的視野(field of view)。攝影學上的許多困惑都是視野引起的,而且視野對於自拍有特別顯著的影響。

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當你拿起照相機靠近自己的臉拍攝時,你的五官看起來會不太一樣。想要明白為什麼(以及這如何影響各種照片),我們先來談談超級月亮(supermoons)。

圖/天下文化提供

你的月亮不是我的月亮?

網路報導三不五時就會輪番瘋傳,針對一些即將到來的天文事件散播聳動的言論。

圖/天下文化提供

這些報導偶爾會附上天際線後方的「超級月亮」照片,如下。

圖/天下文化提供

然而,當人們去外面拍攝月亮照片時,拍到的卻是這個樣子:

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圖/天下文化提供

到底是怎麼回事?第一張照片是假的嗎?可能是,但通常不是。

相反的,這是利用望遠鏡頭、以非常窄的視角所拍攝的照片。每張照片都顯示某種視野。寬的視野看得到兩邊的東西,窄的視野只看得到鏡頭正前方的物體。

圖/天下文化提供

「變焦放大」(zoom in)的意思是窄化視野。

我們很容易認為變焦放大是「靠近」主體,因為放大使小的主體變大、充滿整個畫面。但「變焦放大」與「靠近」不太一樣。當你靠近主體時,照片中的主體變大了,但遠處的背景維持同樣的大小。當你變焦放大時,主體和背景都變大了。

圖/天下文化提供

人們被這種差異給搞混了,原因在於我們的眼睛只有一個視野。

我們可以將注意力集中在視野中央的事物上,但眼睛涵蓋的總面積維持不變。視野特別寬或特別窄的照片可能會令人嚇一跳。

幾十年來, 攝影師的經驗法則向來是:50 毫米全畫幅鏡頭產生的影像,在人們眼中看起來很「自然」,不太寬也不太窄。令人意外的是,這種「自然的」鏡頭產生的視野很窄,視角大約 40 度而已,和「手拿精裝書、離自己的臉大約 30 公分所涵蓋的範圍」差不多。

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圖/天下文化提供

突破傳統攝影的智慧型手機

但是智慧型手機可能正在改變這一切,因為手機鏡頭的視野比舊式的 50 毫米鏡頭寬很多。

舉例來說,iPhone X 具有 65 度的水平視野,使用者不必後退,便可將較寬的景象納入鏡頭(然而,這對某種常見的攝影主題來說還不夠寬:彩虹。彩虹在天空的涵蓋角度是 83 度,有點太寬了,以致 iPhone 的鏡頭容納不下)。

這些廣角鏡頭已經變得愈來愈普遍,因為使用智慧型手機的人想要拍攝看起來很自然的生活照,或可同時拍到很多人的自拍照。

傳統的 50 毫米相機很難拿在一臂之長的距離自拍,而手機在拍完後很容易就能裁剪影像,所以出現兩邊「太寬」的差錯也無所謂,使用者再進行縮放和裁剪就行了。

但是,廣角視野是有代價的:當你用廣角鏡頭拍攝小型或遠處主體的照片時,拍出來的可能並不是你預期的樣子。

對人類來說,月亮很吸睛。即使我們沒有真的用眼睛「放大」,也會將注意力集中在月亮身上。我們利用自己的高解析度視覺,專挑月亮的細部來看,無視於月亮周圍相對較無趣的天空。

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但是智慧型手機不知道如何像大腦那樣「集中注意力」。月亮只不過是它的超廣角鏡頭裡的另一團像素而已。要拍攝好看的月亮照片,你需要變焦放大,而智慧型手機在這方面的功能有限。

圖/天下文化提供

如果你的照相機真的可以變焦放大,你想包含在照片中的所有其他東西(比如周圍的建築物和樹木),鏡頭裡就再也容納不下了。從你站的地方看起來,那些東西比月亮還要大,儘管它們顯然並不是這樣(除非你們城市的土地區劃法特別寬鬆)。

圖/天下文化提供

如果你想要物體相對於月亮顯得較小,你就必須離得夠遠,使物體占據天空的一小角。以建築物來說,此距離可能相當遠。為了拍攝「巨大無比的月亮在城市天際線後方」之類的照片,攝影師通常需要站在距離城市幾公里遠的地方。那張漂亮的照片,大概是花了好大一番工夫與規劃才拍到的。

圖/天下文化提供

為什麼在普通的照片裡,建築物看起來那麼大、月亮看起來那麼小?因為建築物比月亮近多了。說到這裡,我們再回過頭來談自拍照。

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——本文摘自泛科學 2020 年 2 月選書《這麼做就對了!:最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》,2020 年 1 月,天下文化

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天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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鑑識故事系列:飛鏢射豬眼,證明傷不淺
胡中行_96
・2023/08/17 ・2179字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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聖誕市集是德國自 14 世紀以來的傳統:寒冬裡,露天攤販聚集,銷售應景美食、裝飾和手工藝品,周遭或許還歌舞喧騰。[1]有個去享受年節氣氛的 16 歲少女,坐在市集的金屬圍籬上。附近 3 名年輕人正把玩著從酒吧偷來,尖端有塑膠鏢頭的飛鏢。他們原想閃避旁人,以策安全,直接往泥土裡扔;但不知怎地飛鏢竟朝少女而去……。[2]

德國聖誕市集示意圖。圖/LH DD/Dittrich on Wikimedia Commons(CC BY-SA 3.0)

眼睛創傷

根據統計,平均每 10 萬人,就有 810 人眼睛創傷需要治療。兒童與青少年是眼睛最容易受傷的年齡層,約佔該器官穿刺傷患者總數的 25%。不過有別於此案,傷患以男性居多。過去的文獻討論過魚鉤、榴槤及飛鏢等,各種物品導致眼球部份穿刺傷的案例。飛鏢的結構,分為 4 個部位:鏢頭、鏢身、鏢桿和鏢翼。大多數的傷害,都是由鏢頭或鏢翼所致。[2]

鏢頭(point)、鏢身(barrel)、鏢桿(shaft)和鏢翼(flight)。圖/Jihei on Wikimedia Commons(GFDL-1.2)

眼睛的構造

眼睛的外層結構,包括眼睫毛眼瞼肌肉腺體淚膜(tear film)和結膜(conjunctiva)等,功能是保護內層;內層由外而內,則可大略分為3個部份:[3]

  1. 鞏膜(sclera)與角膜(cornea):兩者都由膠原蛋白所構成,排列方向不規則處呈白色,所以鞏膜亦稱眼白;相對地,角膜是透明無色,負責2/3的光線折射。[3]
  2. 葡萄膜(uvea):又細分成以顏色擋光,確保光線只進入中央瞳孔的虹膜(iris);控制水晶體形狀的睫狀體(ciliary body);以及佈滿血管,為水晶體供給養分的脈絡膜(choroid)。[3]
  3. 水晶體(lens)、玻璃體(vitreous body)和視網膜(retina):除了上述的角膜,另外 1/3 的光線折射,是由水晶體擔當。穿透它們的光,會通過黏稠的玻璃體,聚集於視網膜,再透過神經把訊號送去腦部。[3]
角膜(cornea)、鞏膜(sclera)、虹膜(iris)、睫狀體(ciliary body)、脈絡膜(choroid)、水晶體(lens)、玻璃體(vitreous body)和視網膜(retina)。圖/Cenveo on AnatomyTOOL(CC BY 4.0)

眼科證詞

少女的眼球 12 至 4 點鐘方向範圍內,鞏膜穿孔,虹膜脫垂。治療前,沒有拍照存證。手術出院後,視力只剩 1%。法庭上,2 位該醫院的眼科醫師表示,這種傷害應該與飛鏢的鏢頭無關,時機不可能那麼湊巧。他們還說,除非少女被東西以 100 公里的時速打到,不然就是自己跌撞桌邊。可是後面這個假設若屬實,受到衝擊的大概不只眼球,更何況少女堅稱沒有摔倒。[2]

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飛鏢射豬眼

輪到美茵茲大學(Johannes Gutenberg-Universität Mainz)的法醫提供專業意見時,他們決定實測。首先,要準備飛鏢和眼珠。同為射擊類的「玩具」,軟氣槍(softair gun)產生的動能介於 0.5 至 7.5 焦耳之間,≥ 0.5 焦耳在德國就會被當作武器管制。相對地,飛鏢雖能超過此門檻,卻完全不受限制,所以購買與持有均無問題。[2]至於眼珠的部份,基於倫理、成本、相似程度和取得的難易度,鑑識科學時常用豬作為人體替代品。[4]

(上)塑膠標頭的飛鏢,以及(下)正常與磨損的塑膠標頭。圖/參考資料 2,Figure 1(CC BY 4.0)

材料備齊後,法醫在 10 公尺高的落管(drop tube)底部,放置屠宰場廢棄的豬眼,讓飛鏢從中墜落。他們發現用金屬鏢頭的話,會穿破眼球;塑膠鏢頭則輕微傷害角膜。再來,他們手持鋼鐵鏢頭、塑膠鏢頭,以及塑膠鏢頭磨損的飛鏢,朝豬眼射去。大概是經驗不足,嘗試了超過 50 次,非常漏氣地僅有少數幾次擊中。最後總算有一次,在射擲塑膠標頭磨損的飛鏢時,造成與少女眼珠雷同的傷害。整體而言,從 5 公尺外射擊,鏢頭的動能可以達到 0.84 焦耳,具有軟氣槍的殺傷力;而鏢翼不會穿刺豬眼,頂多劃壞角膜表面。[2]

塑膠標頭磨損的飛鏢,在豬眼上造成的傷害。圖/參考資料 2,Figure 2(CC BY 4.0)

指控駁回

法醫大費周章的實驗,證明亂擲飛鏢的確有釀禍的機會;然而眼科醫師與少女的說辭大相逕庭,警方當時在聖誕市集又沒找到證物。因此,少女的指控終究遭法院駁回。結案之後,法醫團隊在期刊上發表個案報告,比較飛鏢和軟氣槍的動能,並以英國強制使用安全帶後,眼部創傷數減少 11.1% 為例,強調預防性法規的重要性。[2]

  

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參考資料

  1. Wilson A. (30 NOV 2018) ‘A brief history of Christmas markets’. The Guardian, Australia.
  2. Germerott T, Mann N, Axmann S. (2021) ‘Penetrating eye injury by dart’. International Journal of Legal Medicine, 135, 573–576.
  3. Pradeep T, Mehra D, Le PH. (01 MAY 2023) ‘Histology, Eye’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  4. Matuszewski S, Hall MJR, Moreau G, et al. (2020) ‘Pigs vs people: the use of pigs as analogues for humans in forensic entomology and taphonomy research’. International Journal of Legal Medicine, 134, 793–810.
胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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近視是一種疾病!——認識近視及日常保健懶人包
careonline_96
・2022/08/11 ・2768字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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  • 文/吳佩昌 醫師|高雄長庚紀念醫院眼科教授暨近視防治中心主任、教育部國教署學童視力保健計畫主持人

一、什麼是近視?

近視主要原因是眼軸拉長,導致遠方的影像無法聚焦成像在視網膜上。近視是遠方的景物焦點落在視網膜前方,而非在視網膜上,形成一個模糊影像;因看遠處會較模糊、看不清楚;看近處會較清楚,故稱為「近視」。

大部分近視眼都是眼軸拉長所致。眼軸是從眼球前表面一直到視網膜表面的這段距離,也稱為眼球前後直徑。眼球是一個水球,一旦拉長時,眼睛組織變薄,體積和重量變大,對眼球的壓力及衝擊力變大,就容易產生病變。

近視後不只是配眼鏡矯正視力,大多數人認為戴上眼鏡看清楚就沒事了,但是不知道的是眼鏡只能做為輔助工具,卻無法控制近視度數加深,並忽略了近視會惡化危害眼睛健康和導致許多併發症。

目前國際臨床上,針對近視的照護標準已進展到控制度數,也就是透過醫療處置來延緩加深度數,維持眼睛的健康,而非單純佩戴近視眼鏡而已。

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近視眼度數越深表示眼軸得越長,眼球的病變風險越高。近視 500 度的高度近視患者,比沒近視者,黃斑部病變的風險增為 41 倍,視網膜剝離風險增為 9 倍,白內障風險增為 3 倍;如果是近視 800 度的高度近視患者,比沒近視者,黃斑部病變的風險增為 126 倍,視網膜剝離風險增為 21 倍,白內障風險增為 5 倍。

二、近視是一種疾病!

世界衛生組織提出近視達 500 度有失明風險的警告,2050 年將會有近 50 億人口近視,其中 10 億人會因高度近視(>500 度以上)而有失明風險。

近視 500 度以上可能導致多種併發症:

  • 眼睛提早老化,導致視力變差,視野受損,甚至提高失明的機會。
  • 易罹患青光眼導致周邊視野受損。
  • 易罹患黃斑部病變導致中心視野受損。
  • 易提早白內障導致視力模糊。
  • 易罹患視網膜剝離導致視野缺損、視力受損,甚至失明。

近年來,不只是高齡族群發生視網膜剝離,20~29 歲年輕人數也持續攀升中。高雄長庚眼科近視防治中心吳佩昌主任指出,國人視網膜剝離發生率為各國之冠,隨著 3C 世代來臨,民眾自我保健意識也要跟著抬頭,才能避免近視相關併發症發生,進而維護大家的視力健康。

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三、近視自我保健這樣做

(一)每年至少一次定期至醫院視力檢查留下檢查紀錄,若發現問題可以提早治療。

  1. 散瞳檢查:定期散瞳檢查眼底視網膜。
  2. 眼軸測量:正常為 24 毫米以內。
  3. 眼壓及視神經盤檢查。

(二)症狀自我察覺:飛蚊症是否突然變多、出現布幕般黑影或是有閃電的症狀。

(三)閱讀時要有適度光線,及正確姿勢,保持 30~45 公分的距離。

(四)減少過度用眼:用眼 30 分鐘,宜休息 10 分鐘。

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(五)戶外活動預防近視:研究指出每周戶外活動 11 小時,一年平均可減少 55% 近視機率。戶外活動不僅可以減少眼睛肌肉緊張,也增加視網膜多巴胺分泌量,進而抑制眼軸拉長,降低視網膜剝離機率。

(六)營養要均衡,並多吃綠色蔬菜及富含葉黃素的食物。

四、雷射近視手術能夠治癒近視嗎?

在認識雷射近視手術前,我們先來認識眼睛的構造。

  • 角膜(Cornea):角膜為透明組織,可讓光線進入眼球的主要屈光表面,避免外在環境傷害。
  • 鞏膜(Sclera):為眼球壁,可保護眼球內部及維持眼球形狀。
  • 水晶體(Lens):是眼球的主要屈光結構之一,也是唯一有調節能力的屈光間質。
  • 虹膜(Iris):虹膜中間的洞形成瞳孔,可讓光線通過。虹膜有環狀肌及放射肌,收縮和放鬆時改變瞳孔大小,虹膜上的色素細胞多寡會決定虹彩顏色。
  • 視網膜(Retina):為眼球壁內層,佈滿感光細胞及神經纖維。視網膜中心區稱為黃斑部,為視力最重要的地方。
  • 睫狀肌(Ciliary muscle):是位於眼球中層(血管層)的一圈平滑肌,它能控制和調節水晶體形狀,以便看清近物、遠物以及正在移動的物體。
  • 視神經(Optic nerve):視神經具有能傳導神經訊號的功能,可將視覺傳導到大腦。

雷射近視手術是以雷射光點將角膜磨平,透過改變角膜的厚度來改變屈光率,讓影像可以聚焦在近視眼較長的眼球之視網膜上,達到矯正近視的效果。但是眼球依舊有眼軸拉長問題,且有易出現各種近視併發症的風險!

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五、日常保養重點

  • 定期就醫視力檢查:每年應進行 1~2 次眼科醫師檢查 ,以及配合學校護理人員進行學生視力保健的健康管理。
  • 天天戶外活動 2 小時:力行「天天戶外遠眺 2 小時」,每天戶外活動時間加總 2 小時。
  • 力行規律用眼 3010:進行近距離用眼時,一定要遵守「規律用眼」,近距離用眼 3C 或讀書 30 分鐘遠眺休息 10 分鐘。
  • 睡眠時間是充足:充足睡眠可讓眼球肌肉休息和組織修復。
  • 正確飲食健康五蔬果:攝取富含水果和蔬菜的飲食,特別是深色多葉蔬菜,例如菠菜、羽衣甘藍,對維持眼睛健康也很重要。
  • 指導單位:教育部
  • 執行單位:國立臺灣師範大學 照護線上
  • 諮詢專家:高雄長庚紀念醫院眼科教授暨近視防治中心主任、教育部國教署學童視力保健計畫主持人吳佩昌醫師
  • 諮詢單位:衛生福利部、衛生福利部國民健康署、中華民國眼科醫學會
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careonline_96
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一樣的月亮,為什麼我們拍的不一樣?——《這麼做就對了!最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》
天下文化_96
・2020/02/19 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 468 ・五年級

  • 作者/蘭德爾‧門羅(Randall Munroe);譯者/黃靜雅

我們常常以為眼睛有如一對照相機,但是人類的視覺系統比任何照相機都要精密複雜得太多了,因為視覺是自然而然發生的,所以我們很容易忽略其複雜性。我們看到景象,腦海中出現畫面,但我們並沒有意識到,要有多少的處理、分析和交互作用才能產生那樣的畫面。

照相機通常是用大致相同的解析度來看影像的每個部分。如果用手機相機拍下現在閱讀的頁面,照片中央的字與邊緣附近的字會由大約相同數量的像素組成。但是,眼睛並不是那樣運作的。

眼睛在視野中央看到的細節,和在邊緣看到的細節有很大的差別。眼睛實際的「像素網格」(pixel grid)看起來很奇怪:

圖/天下文化提供

我們沒有注意到解析度差異很大,是因為我們的大腦已經習慣了。我們的視覺系統處理影像,給我們的整體印象是:我們看到的就是現場的樣子,和照相機看到的是一樣的東西。這樣行得通⋯⋯直到我們開始比較腦海中的畫面和真實照相機產生的畫面,才發現大腦私底下一直在幫我們調整很多的變量。

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照相機和眼睛在各方面都有差異,其中之一是它們的視野(field of view)。攝影學上的許多困惑都是視野引起的,而且視野對於自拍有特別顯著的影響。

當你拿起照相機靠近自己的臉拍攝時,你的五官看起來會不太一樣。想要明白為什麼(以及這如何影響各種照片),我們先來談談超級月亮(supermoons)。

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你的月亮不是我的月亮?

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這些報導偶爾會附上天際線後方的「超級月亮」照片,如下。

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然而,當人們去外面拍攝月亮照片時,拍到的卻是這個樣子:

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到底是怎麼回事?第一張照片是假的嗎?可能是,但通常不是。

相反的,這是利用望遠鏡頭、以非常窄的視角所拍攝的照片。每張照片都顯示某種視野。寬的視野看得到兩邊的東西,窄的視野只看得到鏡頭正前方的物體。

圖/天下文化提供

「變焦放大」(zoom in)的意思是窄化視野。

我們很容易認為變焦放大是「靠近」主體,因為放大使小的主體變大、充滿整個畫面。但「變焦放大」與「靠近」不太一樣。當你靠近主體時,照片中的主體變大了,但遠處的背景維持同樣的大小。當你變焦放大時,主體和背景都變大了。

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人們被這種差異給搞混了,原因在於我們的眼睛只有一個視野。

我們可以將注意力集中在視野中央的事物上,但眼睛涵蓋的總面積維持不變。視野特別寬或特別窄的照片可能會令人嚇一跳。

幾十年來, 攝影師的經驗法則向來是:50 毫米全畫幅鏡頭產生的影像,在人們眼中看起來很「自然」,不太寬也不太窄。令人意外的是,這種「自然的」鏡頭產生的視野很窄,視角大約 40 度而已,和「手拿精裝書、離自己的臉大約 30 公分所涵蓋的範圍」差不多。

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突破傳統攝影的智慧型手機

但是智慧型手機可能正在改變這一切,因為手機鏡頭的視野比舊式的 50 毫米鏡頭寬很多。

舉例來說,iPhone X 具有 65 度的水平視野,使用者不必後退,便可將較寬的景象納入鏡頭(然而,這對某種常見的攝影主題來說還不夠寬:彩虹。彩虹在天空的涵蓋角度是 83 度,有點太寬了,以致 iPhone 的鏡頭容納不下)。

這些廣角鏡頭已經變得愈來愈普遍,因為使用智慧型手機的人想要拍攝看起來很自然的生活照,或可同時拍到很多人的自拍照。

傳統的 50 毫米相機很難拿在一臂之長的距離自拍,而手機在拍完後很容易就能裁剪影像,所以出現兩邊「太寬」的差錯也無所謂,使用者再進行縮放和裁剪就行了。

但是,廣角視野是有代價的:當你用廣角鏡頭拍攝小型或遠處主體的照片時,拍出來的可能並不是你預期的樣子。

對人類來說,月亮很吸睛。即使我們沒有真的用眼睛「放大」,也會將注意力集中在月亮身上。我們利用自己的高解析度視覺,專挑月亮的細部來看,無視於月亮周圍相對較無趣的天空。

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但是智慧型手機不知道如何像大腦那樣「集中注意力」。月亮只不過是它的超廣角鏡頭裡的另一團像素而已。要拍攝好看的月亮照片,你需要變焦放大,而智慧型手機在這方面的功能有限。

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如果你的照相機真的可以變焦放大,你想包含在照片中的所有其他東西(比如周圍的建築物和樹木),鏡頭裡就再也容納不下了。從你站的地方看起來,那些東西比月亮還要大,儘管它們顯然並不是這樣(除非你們城市的土地區劃法特別寬鬆)。

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如果你想要物體相對於月亮顯得較小,你就必須離得夠遠,使物體占據天空的一小角。以建築物來說,此距離可能相當遠。為了拍攝「巨大無比的月亮在城市天際線後方」之類的照片,攝影師通常需要站在距離城市幾公里遠的地方。那張漂亮的照片,大概是花了好大一番工夫與規劃才拍到的。

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為什麼在普通的照片裡,建築物看起來那麼大、月亮看起來那麼小?因為建築物比月亮近多了。說到這裡,我們再回過頭來談自拍照。

——本文摘自泛科學 2020 年 2 月選書《這麼做就對了!:最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》,2020 年 1 月,天下文化

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