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猩球崛起:凱薩的誕生

雷漢欣
・2014/07/24 ・2315字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 576 ・九年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

飾演凱薩的Andy Serkis。圖片來源:WIRED
飾演凱薩的Andy Serkis。圖片來源:WIRED

這當然不是最新續集的片名。

《猩球崛起:黎明的進擊》時間背景設定在黑猩猩凱薩的主人(James Franco飾)死後十年,這十年足以讓人猿社群發展出自己的文明。雖然在真實世界中,這個續集電影距離上集《猩球崛起》不過三年光景,在電影科技的世界裡,卻已相當漫長,長到足以發展出高科技繪圖技術,在工作室中創造一片森林、長到足以讓電影公司捨棄高薪的好萊塢巨星,開發新的票房寵兒--飾演凱薩卻不曾露臉的Andy Serkis。若他走在路上,絕對只會被當成路人讓你走過路過就錯過,因為不同於傳統電影角色的攝影方法,動作捕捉技術(motion capture)用攝影機捕捉了Serkis的動作當做框架,再以電腦繪出虛擬的人猿凱薩。

動作捕捉技術讓電影團隊能創造出非人類角色,如《魔戒》的咕嚕、《阿凡達》的納美人和《猩球崛起》的人猿,也能改變角色的外貌,像是《班傑明的奇幻旅程》中雞皮鶴髮的Brad Pitt。演員在身上的重點部位(不是那三點)裝上反射標籤,精心校準的單色攝影機追蹤這些標籤的動作,再由內嵌的處理器輸出標籤的確切座標到電腦系統,動作標籤的資料會變成數個互相連接的點,以呈現真人演員如何扮演虛擬角色,然後動畫師將動作標籤的資料連結畫面中角色的肩膀、膝蓋跟腳等部位,將動作調整的更像人猿的生理結構。一部動作捕捉電影同時也會大量使用較常見的高解析度攝影機來記錄整個場景,以作為導演和其他工作人員的參考。

Andy Serkis的動作被捕捉到電腦裡,再調整成凱薩的樣子。圖片來源:WIRED
Andy Serkis的動作被捕捉到電腦裡,再調整成凱薩的樣子。圖片來源:WIRED

一直以來這件極複雜的工作只在工作室或戶外的小小區域完成,因為要小心控制任何會影響追蹤動作標籤的光照、陰影和反射。但是今年暑假檔的《猩球崛起:黎明的進擊》將動作捕捉技術拉到野外,超過85%的電影都在工作室外拍攝,像是在溫哥華附近的森林和紐奧良周邊的戶外場景,因為電影中有2000隻人猿住在類似雨林的環境,這在技術上是個巨大的挑戰。來自紐西蘭電影特效公司Weta Digital的資深視覺效果總監Joe Letteri說:「我們想要深入下雨潮溼的森林,若想要精準的捕捉動作,這完全就是最爛的狀況。」

為求完美,劇組用了約50台動作捕捉攝影機跟八台高解析攝影機,為什麼要這麼多?Letteri解釋,不像在上集《猩球崛起》中大部分被單獨關在籠子裡的人猿,這集的人猿沒有束縛的四處奔跑,畫面看起來相當擁擠,同時有多位演員在樹叢間移動,不時會擋住單獨一台攝影的鏡頭,有了五十台攝影機,不管發生什麼事,至少會有一台攝影機可以捕捉到最多的動作標籤。工作人員將一些攝影機設置在地上偽裝成苔蘚,其他的放在五公尺高、可以支撐數台攝影機的鋁塔上,將每台攝影機裝設支架,固定在環境中的平台。動作捕捉總監Dejan Momcilovic說,他們精心佈置攝影機,在後製時也仔細移除所有攝影機排列的跡象,但還是可能有眼尖的觀眾在某片葉子或苔蘚下發現攝影機的鏡頭。

身穿動作捕捉套裝的Andy Serkis。圖片來源:the New York Times
身穿動作捕捉套裝的Andy Serkis。圖片來源:the New York Times

為配合拍攝,攝影機的擺設必須每天重新設定和校正,工作人員拿著有動作標籤的桿子在演員會經過的場景走來走去,確定每個地方的攝影機都可以捕捉到動作,一陣強風或是有人拔山倒樹而來撞上攝影機支架,都會擾亂攝影機位置,而讓工作人員必須重新校正。在這個氣候裡,攝影機需要妥善的保護,即使隔天還會回到同樣場景,每天拍攝結束後,還是要將整組設備打包帶走,因為機器不能待在潮溼的森林中。

每個演員在臉部點上白色顏料,由頭戴式攝影機記錄表情,身上穿戴48個標籤,因為無法控制戶外的光線,Weta的團隊無法使用標準的反射標籤,雖然他們先前為了《猩球崛起》的小段外景研發出紅外線LED標籤,但這組裝備不能滿足長期拍攝的條件,所以Momcilovic等人在LED外包裝半透明的塑膠,塑膠強度足以抵擋鐵鎚敲擊而保護內部的LED燈,再將這組設備用維可牢固定在演員身上,工作人員可以遙控LED的開關,或是配合環境調整明暗。

圖片來源:YAHOO! Movies
動作捕捉的演員和電腦繪出的黑猩猩。圖片來源:YAHOO! Movies

身著LED裝同時出現在一個場景的演員人數可高達13人,攝影機的處理器即時分析完影像中標籤位置後,直接傳遞到場邊的伺服器,當工作人員將伺服器帶出森林並連上網,伺服器將動作捕捉資料寄到紐西蘭的Weta工作室,動畫團隊即可開始製作虛擬人猿。

前幾週在加拿大森林的拍攝已經遇到最艱鉅的技術挑戰,之後電腦處理最困難的場景是全電腦繪圖的紐奧良周圍工業環境,Letteri表示,最後的步驟非常繁瑣,畫面中所有的物件都是電腦繪圖產生的,包括夜晚的燈火輝煌、摩天大樓半成品上頭的無數人猿,處理這個環境下的毛髮、肌肉、臉部表情,都需要耗費極大功夫,每個場景大概需要550個核心處理器小時,可想而知,動畫團隊用了一卡車的多核心電腦,通常有200到1000個處理器同時運作,尖峰時刻甚至高達5000個。至於花這麼多心血值得嗎?就有待客官去電影院鑑定了。

延伸閱讀

資料來源:Motion Capture Technology Goes Into the Wild for Dawn of the Plant of the Apes [IEEE, July 10, 2014]

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雷漢欣
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PanSci的菜菜實習編輯,來自溫馨的動科系,心情好的時候喜歡說「你知道嗎!?」小故事,即使常得到「誰不知道阿.......」的冷眼回應,也不改其志。

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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如何選擇「基因交友軟體」?——影集《真愛基因》的現實
胡中行_96
・2022/06/27 ・4916字 ・閱讀時間約 10 分鐘

「身為交友軟體公司的執行長,用自家服務找對象並不道德,可是我偶爾會做市場調查,所以手機裡下載了 20 個同行的產品。當我打開其一,便收到一個月前,某位友善男士的來訊。內容實在迷人,可惜他整頭紅髮……」幸好見面之後,一拍即合。她徵求對方的同意,採集其口腔的 DNA 樣本,進而得知他們擁有最頂尖 10% 的相容性。「我從不想要紅髮伴侶,認為自己不會喜歡,但其實我超愛。……,這都在你的 DNA 裡。」[1]

  

影集《真愛基因》中的基因配對廣告:「接受檢測,找到真愛」。圖/IMDB

  

Netflix 影集《真愛基因》

Netflix 影集《真愛基因》(The One)講述科學家發現有一種 DNA 檢測,可以找到完美伴侶,於是數百萬人踴躍嘗試。以此營利的媒合公司執行長,卻在事業愛情兩得意之際,捲入一場謀殺案……。[2][3]

話說回來,本文第一段引述的並不是影集劇情,而是美國交友網站 Pheramor 的共同創辦人兼執行長,接受德州醫療中心(Texas Medical Center)專訪時的自白。[1]

  

您的手機裡,裝有哪些交友軟體?圖/Pratik Gupta

  

真實的基因配對業者

影集《真愛基因》於 2021 年上映,然而在更早之前,就已經有業者開始提供類似的服務。以下是幾個知名的例子:

DNA Romance 的口腔 DNA 採集套件。圖/參考資料 11

  

基因配對的原理與目的

在考慮註冊一般交友軟體或網站的帳號之前,我們由最基本的動機,例如:純交友、約砲、短期約會、長期戀愛,甚至是以婚姻為前提交往等,搜尋適合的平台。選擇基因配對服務時,想清楚使用的目的,同樣也是首要之務。同時,最好瞭解這些檢測的功能,是否符合您的需求。有鑑於業界廣告的項目繁多,單一基因觸及的層面也相當複雜,以下只簡單說明其中一小部份:

  • 人類白血球抗原(human leukocyte antigens,HLA),即人類的主要組織相容性複合體(major histocompatibility complex,MHC):[15]1995 年瑞士 Claus Wedekind 教授等人,發現動物身上的MHC,會影響體現免疫特質的體味。排除避孕藥干擾的情形下,女人喜愛的味道,通常屬於與自己 HLA 差異較大的男人。[16]2016 年的德國研究,認為 HLA 相異者的結合,能帶來令人滿意的關係和性愛,以及強健的子代[15]不過,2020 年另一群德國科學家檢視 3,691 對情侶後,覺得 HLA 對人類求偶的實際作用甚微。[17]
  • 血清素轉運體(serotonin transporter,SERT基因:編寫蛋白質 SERT 的基因變異體 5-HTTLPR,[18]是調節神經系統中血清素濃度的關鍵,與情緒控管有關[19]
  • 催產素受體基因(oxytocin receptor gene):這種基因有幾個不同的類型,2019 年的美國研究指出,GG 基因型的人合群、有同情心,且情緒穩定。他們或他們的伴侶,比 AA 或 AG 基因型婚姻滿意度高[20]
  • 多巴胺受體基因(dopamine receptor gene)DRD4:多巴胺帶給人愉悅感,但相應受體遲鈍的 DRD4 7R+ 基因型,必須要更大的刺激,才能達到相同效果。[21] 2010 年美國研究 DRD4 的論文指出,相較於 7R-,屬於 7R+ 者,傾向從事一夜情、出軌等高風險的行為,因而有旺盛的繁殖力,且容易繁衍多元的子代。[22]
  • 兒茶酚-O-甲基轉移酶基因COMT gene):COMT 基因若異常,會提高某些精神疾病的風險。[23]2019 年的德國研究顯示 COMT 基因的不同類型,會導致情緒辨識表現的差別。與 Val/Val 相比,有 Met/Met 和 Met/Val 基因型的人,能更準確的辨識負面情緒。因此,遇到負面的社交經驗時,也更輕易地陷入焦慮或憂傷的情緒。[24]
  • 單核苷酸多態性(single-nucleotide polymorphism,SNP):SNP 是指 DNA 序列中的變異,可以用來尋找致病基因和療法、做親子鑑定,或是瞭解族群的演化等。目前科學界已知約 400 萬個 SNP,[25]如果交友網站沒說要驗哪些,其實算是過度籠統。

值得注意的是,許多現有的相關研究均以順性別異性戀為主,所以對性少數的族群而言,未必有參考價值。Instant Chemistry 為此展開大型研究,正在招募後者參加。[6]

  

《真愛基因》劇照:如果已經有伴侶了,您還會想做基因檢測嗎?圖/參考資料 3

  

基因在戀愛中的角色

除了正在尋覓另一半的單身人士,Instant Chemistry 更鼓勵情侶們購買雙人檢驗套組,說是有助於解決兩人對關係的不滿。[6]影集《真愛基因》的原著小說《命定之人》(The One)裡,就有這麼一個經典的橋段:「如果我們的 DNA 結果不合,怎麼辦?」「那就要留心,或許我們得為戀情更加把勁。就像約翰.藍儂說的,『你只需要愛』。」「對,可是他也說過『我是海象』,所以咱們還是別太相信他智慧的箴言。」[26][註1]

想去驗基因的伴侶,是不是早就對感情缺乏信心?若是心中的芥蒂被科學驗證了,又該如何面對?

換個角度來說,這可能要看兩人不合的基因,是關乎哪個面向。比方,美劇《宅男行不行》(The Big Bang Theory)裡,不用驗也知道大難臨頭的 Amy,以反諷的口吻抱怨:「噢,當然,因為 Sheldon 跟我的 DNA 加起來,會等於一個曉得怎麼交朋友的孩子。成熟點!」[27]憂慮子代基因無法適應社會的心情,擺在生育意願超低的臺灣,不僅很難激起觀眾共鳴,應該也不太會動搖已經成形的交往關係。

但,要是基因檢測,還有其他風險呢?

  

Michael Connelly 的小說《Fair Warning》,點出基因檢測的風險。圖/參考資料 28

  

基因資訊的隱私疑慮

「你知道今年五角大廈叫所有軍人,不准使用 DNA 試劑,因為那會造成國安問題嗎?」曾任記者的知名美國作家 Michael Connelly,在 2020 年出版的虛構小說《合理警告》(Fair Warning;暫譯)裡,[註2]描述真實世界可能上演的基因隱私危機。「骯髒四號。有些遺傳學家這麼稱呼 DRD4。」故事中,有心人士從盜用的基因資料,斷定哪些女性水性楊花,然後跟蹤並殺害她們。[28]當原本屬於隱私的個人資訊被交予私人企業,以獲取服務,消費者究竟能得到多少法律的保障?

根據 Michael Connelly 的調查,目前美國食品藥物管理局(Food and Drug Administration,FDA)尚且無法有效規範基因資料的蒐集與運用。[28][29]DNA Romance 強調他們遵守美國《健康保險攜帶和責任法案》(Health Insurance Portability and Accountability Act,HIPAA)的隱私準則,而且不會把使用者個資賣給第三方。[11]

可是美國國家人類基因組研究所(National Human Genome Research Institute)坦承:「雖然很多公司設有健全的隱私及知情同意政策,但沒有聯邦法律能禁止他們將個人的基因資訊提供給第三方。[30]

  

臺灣的基因隱私保障

科技部 2021 年的《科技魅癮》數位季刊,曾探討臺灣與美國在基因法規方面的異同。[31]比起美國允許某些科學研究不經當事人同意,就能使用去識別化的基因資訊;[30][31]臺灣的規範較為嚴謹,卻也因阻礙科技發展而為人詬病。[31]基因檢測等相關科技,是一個仍在不斷演進的領域。

我們一來不能光看基因就認識一個人的特質,畢竟後天環境也是造就人格和生理條件的重要因素;二來在研究還未成熟的階段,對檢測的解讀必有其侷限。另外,還得注意檢測單位是否遵循當地法規,以保障消費者權益。萬一不小心,資料外洩或是驗出個本來不曉得的基因缺陷,當事人受到的打擊,說不定會比失戀還嚴峻。

總之,基因檢測是潘朵拉的盒子。一旦勇敢嘗試,便如同 Michael Connelly 書中所言:「你的 DNA 可以開啟任何事物,從此秘密再也不是秘密了。[28]

  

備註

  1. 影集《真愛基因》和原著小說《命定之人》的原文名稱都叫做「The One」。本文引述的段落是由筆者自行翻譯,所以可能與目前通行的繁體中文版用字略有出入。
  2. Michael Connelly 小說改編的作品中,較為臺灣人所知的,大概是電影《下流正義》(The Lincoln Lawyer)和影集《絕命警探》(Bosch)。至於《Fair Warning》,目前好像沒有中文譯本。

參考資料

  1. Dating app taps genetics and social media (Texas Medical Center, 2019)
  2. The One (Netflix, 2021)
  3. The One (IMDB, 2021)
  4. GenePartner (2022)
  5. Instant Chemistry (LinkedIn, 2022)
  6. Instant Chemistry (2022)
  7. SingldOut (Crunchbase, 2022)
  8. This Online Dating Site Thinks It Can Match You Based On Your DNA (Business Insider, 2014)
  9. How Identity Evolves in the Age of Genetic Imperialism (Scientific American, 2015)
  10. DNA Romance (LinkedIn, 2022)
  11. DNA Romance (2022)
  12. Nozze (2022)
  13. The Illusion of Genetic Romance (Scientific American, 2020)
  14. Pheramor (Facebook, 2019)
  15. Kromer J, Hummel T, Pietrowski D, Giani AS, et al. (2016) ‘Influence of HLA on human partnership and sexual satisfaction’ Scientific Reports, 6: 32550.
  16. Wedekind C, Seebeck T, Bettens F, and Paepke AJ. (1995) ‘MHC-dependent mate preferences in humans’ Biological Sciences, 260: 1359, pp. 245 -249.
  17. Croy I, Ritschel G, Kreßner-Kiel D, Schäfer L, et al. (2020) ‘Marriage does not relate to major histocompatibility complex: a genetic analysis based on 3691 couples’. Biological Sciences, 287: 1936.
  18. serotonin transporter (SERT) (APA Dictionary of Psychiatry, 2022)
  19. Cao H, Harneit A, Walter H, et al. (2018) ‘The 5-HTTLPR Polymorphism Affects Network-Based Functional Connectivity in the Visual-Limbic System in Healthy Adults’. Neuropsychopharmacology, 43, pp. 406–414.
  20. Monin JK, Goktas SO, Kershaw T, DeWan A. (2019) ‘Associations between spouses’ oxytocin receptor gene polymorphism, attachment security, and marital satisfaction’. PLOS One, 14 (2): e0213083.
  21. Muda R, Kicia M, Michalak-Wojnowska M, Ginszt M, et al. (2018) ‘The Dopamine Receptor D4 Gene (DRD4) and Financial Risk-Taking: Stimulating and Instrumental Risk-Taking Propensity and Motivation to Engage in Investment Activity’. Behavioral Neuroscience, 12: 34.
  22. Garcia JR, MacKillop J, Aller EL, et al. (2010) ‘Associations between Dopamine D4 Receptor Gene Variation with Both Infidelity and Sexual Promiscuity’. PLOS One, 5(11): e14162.
  23. COMT gene (APA Dictionary of Psychiatry, 2022)
  24. Lischke A, Pahnke R, König J, Homuth G, et al. (2019) ‘COMTVal158Met Genotype Affects Complex Emotion Recognition in Healthy Men and Women’. Frontiers in Neuroscience, 12:1007.
  25. single_nucleotide_polymorphism_snp (國立中正大學生物資訊實驗室,2014)
  26. John Marrs. (2020) Chapter 9. ‘The One: Now a major Netflix series!’ USA: Random House.
  27. Big Bang Theory Quote 11016 (The Big Bang Theory)
  28. Michael Connelly. (2020) ‘Fair Warning‘. USA: Little Brown and Company.
  29. Beautiful Places to Die (The New York Times, 2020)
  30. Privacy in Genomics (National Human Genome Research Institute, 2021)
  31. 【個人vs.社會】基因檢測如打開潘朵拉盒子?隱私權成為重要問題!(科技魅癮,2021)
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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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猩球崛起:凱薩的誕生
雷漢欣
・2014/07/24 ・2315字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 576 ・九年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

飾演凱薩的Andy Serkis。圖片來源:WIRED
飾演凱薩的Andy Serkis。圖片來源:WIRED

這當然不是最新續集的片名。

《猩球崛起:黎明的進擊》時間背景設定在黑猩猩凱薩的主人(James Franco飾)死後十年,這十年足以讓人猿社群發展出自己的文明。雖然在真實世界中,這個續集電影距離上集《猩球崛起》不過三年光景,在電影科技的世界裡,卻已相當漫長,長到足以發展出高科技繪圖技術,在工作室中創造一片森林、長到足以讓電影公司捨棄高薪的好萊塢巨星,開發新的票房寵兒--飾演凱薩卻不曾露臉的Andy Serkis。若他走在路上,絕對只會被當成路人讓你走過路過就錯過,因為不同於傳統電影角色的攝影方法,動作捕捉技術(motion capture)用攝影機捕捉了Serkis的動作當做框架,再以電腦繪出虛擬的人猿凱薩。

動作捕捉技術讓電影團隊能創造出非人類角色,如《魔戒》的咕嚕、《阿凡達》的納美人和《猩球崛起》的人猿,也能改變角色的外貌,像是《班傑明的奇幻旅程》中雞皮鶴髮的Brad Pitt。演員在身上的重點部位(不是那三點)裝上反射標籤,精心校準的單色攝影機追蹤這些標籤的動作,再由內嵌的處理器輸出標籤的確切座標到電腦系統,動作標籤的資料會變成數個互相連接的點,以呈現真人演員如何扮演虛擬角色,然後動畫師將動作標籤的資料連結畫面中角色的肩膀、膝蓋跟腳等部位,將動作調整的更像人猿的生理結構。一部動作捕捉電影同時也會大量使用較常見的高解析度攝影機來記錄整個場景,以作為導演和其他工作人員的參考。

Andy Serkis的動作被捕捉到電腦裡,再調整成凱薩的樣子。圖片來源:WIRED
Andy Serkis的動作被捕捉到電腦裡,再調整成凱薩的樣子。圖片來源:WIRED

一直以來這件極複雜的工作只在工作室或戶外的小小區域完成,因為要小心控制任何會影響追蹤動作標籤的光照、陰影和反射。但是今年暑假檔的《猩球崛起:黎明的進擊》將動作捕捉技術拉到野外,超過85%的電影都在工作室外拍攝,像是在溫哥華附近的森林和紐奧良周邊的戶外場景,因為電影中有2000隻人猿住在類似雨林的環境,這在技術上是個巨大的挑戰。來自紐西蘭電影特效公司Weta Digital的資深視覺效果總監Joe Letteri說:「我們想要深入下雨潮溼的森林,若想要精準的捕捉動作,這完全就是最爛的狀況。」

為求完美,劇組用了約50台動作捕捉攝影機跟八台高解析攝影機,為什麼要這麼多?Letteri解釋,不像在上集《猩球崛起》中大部分被單獨關在籠子裡的人猿,這集的人猿沒有束縛的四處奔跑,畫面看起來相當擁擠,同時有多位演員在樹叢間移動,不時會擋住單獨一台攝影的鏡頭,有了五十台攝影機,不管發生什麼事,至少會有一台攝影機可以捕捉到最多的動作標籤。工作人員將一些攝影機設置在地上偽裝成苔蘚,其他的放在五公尺高、可以支撐數台攝影機的鋁塔上,將每台攝影機裝設支架,固定在環境中的平台。動作捕捉總監Dejan Momcilovic說,他們精心佈置攝影機,在後製時也仔細移除所有攝影機排列的跡象,但還是可能有眼尖的觀眾在某片葉子或苔蘚下發現攝影機的鏡頭。

身穿動作捕捉套裝的Andy Serkis。圖片來源:the New York Times
身穿動作捕捉套裝的Andy Serkis。圖片來源:the New York Times

為配合拍攝,攝影機的擺設必須每天重新設定和校正,工作人員拿著有動作標籤的桿子在演員會經過的場景走來走去,確定每個地方的攝影機都可以捕捉到動作,一陣強風或是有人拔山倒樹而來撞上攝影機支架,都會擾亂攝影機位置,而讓工作人員必須重新校正。在這個氣候裡,攝影機需要妥善的保護,即使隔天還會回到同樣場景,每天拍攝結束後,還是要將整組設備打包帶走,因為機器不能待在潮溼的森林中。

每個演員在臉部點上白色顏料,由頭戴式攝影機記錄表情,身上穿戴48個標籤,因為無法控制戶外的光線,Weta的團隊無法使用標準的反射標籤,雖然他們先前為了《猩球崛起》的小段外景研發出紅外線LED標籤,但這組裝備不能滿足長期拍攝的條件,所以Momcilovic等人在LED外包裝半透明的塑膠,塑膠強度足以抵擋鐵鎚敲擊而保護內部的LED燈,再將這組設備用維可牢固定在演員身上,工作人員可以遙控LED的開關,或是配合環境調整明暗。

圖片來源:YAHOO! Movies
動作捕捉的演員和電腦繪出的黑猩猩。圖片來源:YAHOO! Movies

身著LED裝同時出現在一個場景的演員人數可高達13人,攝影機的處理器即時分析完影像中標籤位置後,直接傳遞到場邊的伺服器,當工作人員將伺服器帶出森林並連上網,伺服器將動作捕捉資料寄到紐西蘭的Weta工作室,動畫團隊即可開始製作虛擬人猿。

前幾週在加拿大森林的拍攝已經遇到最艱鉅的技術挑戰,之後電腦處理最困難的場景是全電腦繪圖的紐奧良周圍工業環境,Letteri表示,最後的步驟非常繁瑣,畫面中所有的物件都是電腦繪圖產生的,包括夜晚的燈火輝煌、摩天大樓半成品上頭的無數人猿,處理這個環境下的毛髮、肌肉、臉部表情,都需要耗費極大功夫,每個場景大概需要550個核心處理器小時,可想而知,動畫團隊用了一卡車的多核心電腦,通常有200到1000個處理器同時運作,尖峰時刻甚至高達5000個。至於花這麼多心血值得嗎?就有待客官去電影院鑑定了。

延伸閱讀

資料來源:Motion Capture Technology Goes Into the Wild for Dawn of the Plant of the Apes [IEEE, July 10, 2014]

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雷漢欣
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PanSci的菜菜實習編輯,來自溫馨的動科系,心情好的時候喜歡說「你知道嗎!?」小故事,即使常得到「誰不知道阿.......」的冷眼回應,也不改其志。

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「阿凡達療法」:改善幻聽的替身科技
胡中行_96
・2022/06/13 ・3608字 ・閱讀時間約 7 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

2009 年風靡全球的電影《阿凡達》(Avatar),預計將在 2022 年底推出續集《阿凡達:水之道》(Avatar: The Way of Water)。當年第一集的劇情裡,下半身癱瘓的男主角,透過控制他的替身,而得以重新站起來。[1, 2]片名的英文單字「avatar」原有多重涵義,例如:虛擬世界的替身、印度教神祇的化身、代表某概念的人物等。[3]在現實世界中,以替身來彌補殘疾的概念,正是科技發展的潮流。2018 年日本的Avatar Work 技術,讓身障者從遠端操控機器人OriHime-D,為咖啡廳的客戶服務。[4]在不遠的將來「元宇宙」(metaverse)中的「虛擬替身」,也能給他們更便利的社交空間。[5]然而,有沒有什麼替身科技,是為精神障礙人士量身訂製的呢?

日本的 Avatar Work 技術,讓身障者從遠端操控機器人 OriHime-D,為咖啡廳的客戶服務。(來源:LTN on YouTube)

「阿凡達療法」

2008 年英國的 Julian Leff 教授(1938-2021),為思覺失調患者發明了「阿凡達療法」(AVATAR therapy)。[6, 7, 8]思覺失調(schizophrenia)為一種嚴重的精神疾病,主要症狀包括:妄想、幻覺、躁動和缺乏組織的言行等。[9, 10, 11]幻覺影響的範圍涵蓋聽覺、視覺、嗅覺、味覺與體感,但以幻聽最為普遍。[11]病患會聽到有人對他們講話,態度或友善無害,或殘忍傷人。[10]嘗試「阿凡達療法」的病患,用電腦為自己幻聽的聲音,設計虛擬替身,並與之對話。在醫師的引領下,病患被鼓勵挑戰這些聲音替身,並逐漸掌控全局。[8]

阿凡達療法:在醫師的引領下,思覺失調病患與自己設計的幻聽替身對話。(來源:King’s College London on YouTube)

療程規劃

從 2013 年起,「阿凡達療法」的研究進展,便不斷地被發表在各大學術期刊上。[8]2020年牛津大學出版的《思覺失調快報》(Schizophrenia Bulletin),介紹近年的臨床試驗,招募了幾十名「妄想型思覺失調」(paranoid schizophrenia)、「情感性思覺失調」(schizoaffective disorder)和其他精神疾病的受試者,來體驗這種療法。其療程全長6週,每週進行一次,每次 60 分鐘。單次治療分為三個部份:[12]

阿凡達療法:醫師(左)與病患(右)分別看著自己螢幕上的替身(上),隔牆對話。圖/參考資料12

一、對話之前(Predialogue)

醫病雙方討論並決定對話的主題。[12]

二、主動對話(Active dialogue):[註1]

在早期的治療中,約佔 5 分鐘,之後會增加至 10 到 15 分鐘。醫師與病患分別坐在兩個房間裡,但能直接對話。[12]這個部份又包含二個階段:

  • 第一階段「暴露與自我肯定」(Exposure and Assertiveness):[註2]螢幕上的虛擬替身,原文照錄講出病患所提供的幻聽內容。其中可能包含批評、侵犯、敵對的言論,甚至是要求病患傷害自己或他人的命令。同時,醫師則從旁支持病患,以自我肯定的態度作出回應。[12]這個階段療法的功能:
  1. 「減敏作用」(desensitisation):降低對刺激的反應。[12, 13]
  2. 「違反預期」(expectancy violation)
  3. 放棄「安全行為」(safety behaviors):有些人在焦慮的情況下,會採取某些保護措施,來避免預期的災難發生,就算它其實並不存在。這些過度的行為,是可以被剔除的。[14]
  4. 削減「制約恐懼反應」(conditioned fear response):典型的制約恐懼,是將令人厭惡的刺激(例如:閃電),與中性的事物(好比:聲調)做連結。結果不管看到前者或後者,都產生同樣的恐懼。[15]這樣無意義的連結,應該被弱化。

受試者的焦慮,在上述的暴露過程中,會得到緩解。當第一階段進行到尾聲,隨著他們的權力感漸增,虛擬替身也會小心配合,以和解的姿態出現。[12]

  • 第二階段「關係、發展與情緒處理」(Relational, Developmental and Emotional Processes):在對話中導入自傳性的內容,試圖創造生命的意義,解決過往創傷,並重拾力量。受試者練習對抗幻聽(替身)的壓迫,由爭執中抽離,不從「它」或別人的角度看待自己。其中有些人藉此重塑被歧視的經驗,並接受自我;與幻聽中逝者的聲音(替身)對話,以撫平傷痛;或是勇敢面對羞愧自責的內在情緒,準備重新融入社會。結束前,則聚焦未來,討論對病患有意義的復原計劃。[12]

三、對話之後(Postdialogue)

在整個療程的最後,醫師會陪伴病患檢討對話的內容,並提供後者一份錄音。[12]

進行中的臨床試驗

有了上面的經驗,研究團隊於 2021 年 5 月的《試驗》(Trials)期刊,分享了目前依然在進行中的臨床試驗。這回招募的受試者多達幾百人,以隨機方式拆做二組,參與原版(6 週)或第二代加長型(12 週)的「阿凡達療法」。初步結果會在第 16 和 28 週驗收,再進行分析。研究團隊 COVID-19 疫情期間排除萬難,努力照計劃執行。[16]整個臨床試驗預計在 2023 年 10 月底結束,可能 2024 年才會發表論文。[17] [註3]

因此,在等候電影《阿凡達:水之道》問世的同時,某些醫療專業人士和精神病患們,也對第二代「阿凡達療法」的試驗結果引頸期盼。

備註

【註1】哲學家 Risto Hilpinen 給「主動對話」(active dialogue)的定義,是「非由單方主導,參與的雙方僅使用間接的評論」,給允對話者選擇主題的自由,並容許討論在轉折的時候,不會打斷思路。[18]

【註2】網路上有許多英文單字「assertiveness」的中文翻譯,國家教育研究院建議的版本是「率直」,而教育部教育百科的說法則為「自我肯定」,本文採用後者。[19, 20]

【註3】一般臨床試驗的規劃,在主要治療期之後,還會回診檢查或填寫評估問卷,所以試驗的總長度超過治療期是很正常的。大型臨床試驗會在多個地點分頭進行,就算受試者參加的是同地點的試驗,也有可能在招募期的不同時間點加入。因此,對單一受試者來說,臨床試驗總長僅數週或數月;但研究團隊可能要花數年,才能完成所有受試者的療程、追蹤和數據分析。

參考資料

  1. Avatar (2009 film) (Wikipedia, 2022)
  2. Avatar: The Way of Water (IMDB, 2022)
  3. avatar (Merriam-Webster, 2022)
  4. Avatar Work: Telework for Disabled People Unable to Go Outside by Using Avatar Robots “OriHime-D” and Its Verification (ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction, 2020)
  5. Is The Metaverse Likely To Be Accessible And Inclusive Of People With Disabilities? (Forbes, 2022)
  6. AVATAR therapy for auditory verbal hallucinations in people with psychosis: a single-blind, randomised controlled trial (The Lancet Psychiatry, 2018)
  7. Julian Leff obituary (The Guardian, 2021)
  8. Avatar Therapy (Avatar Therapy Ltd, 2021)
  9. Schizophrenia (Mayo Clinic, 2020)
  10. Symptoms of Psychosis (Early Psychosis Intervention, 2022)
  11. Hallucinations and hearing voices (National Health Service, 2022)
  12. AVATAR Therapy for Distressing Voices: A Comprehensive Account of Therapeutic Targets (Schizophrenia Bulletin, 2020)
  13. Desensitization (APA Dictionary of Psychology, 2022)
  14. Safety behavior (APA Dictionary of Psychology, 2022)
  15. Fear conditioning (Nature, 2022)
  16. Optimising AVATAR therapy for people who hear distressing voices: study protocol for the AVATAR2 multi-centre randomised controlled trial (Trials, 2021)
  17. Optimising AVATAR therapy for distressing voices (ISRCTN, 2021)
  18. Rationality in Science: Studies in the Foundations of Science and Ethics (p. 128; Springer Science & Business Media, 2012)
  19. 率直性訓練模式Assertiveness Training Model (國家教育研究院,2012)
  20. 詞條名稱:自我肯定訓練(Assertiveness_training)(教育百科,2014)

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猩球崛起:凱薩的誕生
雷漢欣
・2014/07/24 ・2315字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 576 ・九年級

飾演凱薩的Andy Serkis。圖片來源:WIRED
飾演凱薩的Andy Serkis。圖片來源:WIRED

這當然不是最新續集的片名。

《猩球崛起:黎明的進擊》時間背景設定在黑猩猩凱薩的主人(James Franco飾)死後十年,這十年足以讓人猿社群發展出自己的文明。雖然在真實世界中,這個續集電影距離上集《猩球崛起》不過三年光景,在電影科技的世界裡,卻已相當漫長,長到足以發展出高科技繪圖技術,在工作室中創造一片森林、長到足以讓電影公司捨棄高薪的好萊塢巨星,開發新的票房寵兒--飾演凱薩卻不曾露臉的Andy Serkis。若他走在路上,絕對只會被當成路人讓你走過路過就錯過,因為不同於傳統電影角色的攝影方法,動作捕捉技術(motion capture)用攝影機捕捉了Serkis的動作當做框架,再以電腦繪出虛擬的人猿凱薩。

動作捕捉技術讓電影團隊能創造出非人類角色,如《魔戒》的咕嚕、《阿凡達》的納美人和《猩球崛起》的人猿,也能改變角色的外貌,像是《班傑明的奇幻旅程》中雞皮鶴髮的Brad Pitt。演員在身上的重點部位(不是那三點)裝上反射標籤,精心校準的單色攝影機追蹤這些標籤的動作,再由內嵌的處理器輸出標籤的確切座標到電腦系統,動作標籤的資料會變成數個互相連接的點,以呈現真人演員如何扮演虛擬角色,然後動畫師將動作標籤的資料連結畫面中角色的肩膀、膝蓋跟腳等部位,將動作調整的更像人猿的生理結構。一部動作捕捉電影同時也會大量使用較常見的高解析度攝影機來記錄整個場景,以作為導演和其他工作人員的參考。

Andy Serkis的動作被捕捉到電腦裡,再調整成凱薩的樣子。圖片來源:WIRED
Andy Serkis的動作被捕捉到電腦裡,再調整成凱薩的樣子。圖片來源:WIRED

一直以來這件極複雜的工作只在工作室或戶外的小小區域完成,因為要小心控制任何會影響追蹤動作標籤的光照、陰影和反射。但是今年暑假檔的《猩球崛起:黎明的進擊》將動作捕捉技術拉到野外,超過85%的電影都在工作室外拍攝,像是在溫哥華附近的森林和紐奧良周邊的戶外場景,因為電影中有2000隻人猿住在類似雨林的環境,這在技術上是個巨大的挑戰。來自紐西蘭電影特效公司Weta Digital的資深視覺效果總監Joe Letteri說:「我們想要深入下雨潮溼的森林,若想要精準的捕捉動作,這完全就是最爛的狀況。」

為求完美,劇組用了約50台動作捕捉攝影機跟八台高解析攝影機,為什麼要這麼多?Letteri解釋,不像在上集《猩球崛起》中大部分被單獨關在籠子裡的人猿,這集的人猿沒有束縛的四處奔跑,畫面看起來相當擁擠,同時有多位演員在樹叢間移動,不時會擋住單獨一台攝影的鏡頭,有了五十台攝影機,不管發生什麼事,至少會有一台攝影機可以捕捉到最多的動作標籤。工作人員將一些攝影機設置在地上偽裝成苔蘚,其他的放在五公尺高、可以支撐數台攝影機的鋁塔上,將每台攝影機裝設支架,固定在環境中的平台。動作捕捉總監Dejan Momcilovic說,他們精心佈置攝影機,在後製時也仔細移除所有攝影機排列的跡象,但還是可能有眼尖的觀眾在某片葉子或苔蘚下發現攝影機的鏡頭。

身穿動作捕捉套裝的Andy Serkis。圖片來源:the New York Times
身穿動作捕捉套裝的Andy Serkis。圖片來源:the New York Times

為配合拍攝,攝影機的擺設必須每天重新設定和校正,工作人員拿著有動作標籤的桿子在演員會經過的場景走來走去,確定每個地方的攝影機都可以捕捉到動作,一陣強風或是有人拔山倒樹而來撞上攝影機支架,都會擾亂攝影機位置,而讓工作人員必須重新校正。在這個氣候裡,攝影機需要妥善的保護,即使隔天還會回到同樣場景,每天拍攝結束後,還是要將整組設備打包帶走,因為機器不能待在潮溼的森林中。

每個演員在臉部點上白色顏料,由頭戴式攝影機記錄表情,身上穿戴48個標籤,因為無法控制戶外的光線,Weta的團隊無法使用標準的反射標籤,雖然他們先前為了《猩球崛起》的小段外景研發出紅外線LED標籤,但這組裝備不能滿足長期拍攝的條件,所以Momcilovic等人在LED外包裝半透明的塑膠,塑膠強度足以抵擋鐵鎚敲擊而保護內部的LED燈,再將這組設備用維可牢固定在演員身上,工作人員可以遙控LED的開關,或是配合環境調整明暗。

圖片來源:YAHOO! Movies
動作捕捉的演員和電腦繪出的黑猩猩。圖片來源:YAHOO! Movies

身著LED裝同時出現在一個場景的演員人數可高達13人,攝影機的處理器即時分析完影像中標籤位置後,直接傳遞到場邊的伺服器,當工作人員將伺服器帶出森林並連上網,伺服器將動作捕捉資料寄到紐西蘭的Weta工作室,動畫團隊即可開始製作虛擬人猿。

前幾週在加拿大森林的拍攝已經遇到最艱鉅的技術挑戰,之後電腦處理最困難的場景是全電腦繪圖的紐奧良周圍工業環境,Letteri表示,最後的步驟非常繁瑣,畫面中所有的物件都是電腦繪圖產生的,包括夜晚的燈火輝煌、摩天大樓半成品上頭的無數人猿,處理這個環境下的毛髮、肌肉、臉部表情,都需要耗費極大功夫,每個場景大概需要550個核心處理器小時,可想而知,動畫團隊用了一卡車的多核心電腦,通常有200到1000個處理器同時運作,尖峰時刻甚至高達5000個。至於花這麼多心血值得嗎?就有待客官去電影院鑑定了。

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資料來源:Motion Capture Technology Goes Into the Wild for Dawn of the Plant of the Apes [IEEE, July 10, 2014]

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