虛擬的新視界著作權 第二部
科技產業資訊室 (iKnow) - 陳歆 發表於 2020年12月8日
3D的影像
虛擬實境可產生極真實的影像，而為觀衆能更加投入，好萊塢很早曾推出立體（3D）的電影。效應逼真，但技術的原理則是簡單，即只要仿效眼睛觀看物體的兩個不同角度而組合成僅一幅影像，故分別擺佈與人類眼睛間隔一般的兩台攝影機來拍攝，而以瀘光片改變個別攝影機所錄下之光束。觀衆則是戴上「3D眼鏡」而又是以瀘光片限制左眼和右眼分別只能看到不同角度攝影機所錄下的光束。
以瀘光片區分是使用光束的不同光學「偏振」狀態，即光束是以振動的電磁波組成，而可由電向量和磁向量形容。電向量（磁向量亦同）的振動是與光束的方向垂直，而在通過具有僅一道的晶體軸的偏振濾光片時，光束會被「線形偏振化」（即光的電向量是在僅一平面振動）；具有兩道垂直之晶體結構的濾光片是讓線形偏振化光的電向量分量走其最靠近取向的「快速軸」，而另一垂直的軸是電向量分量走的「慢速軸」，導致走不同軸的電向量分量會有相位差（即慢速軸的電向量分量會落後快速軸的電向量分量）。[註1]
所謂的「圓形偏振」是由普通沒有被偏振的光束先經「線形偏振」的濾光片，該狀態的光束經由「¼ 波長瀘光片」會被再偏振化成「圓形偏振狀態」，即「¼ 波長瀘光片」的垂直晶體結構是使得線形偏振光的電向量分量分別走快速軸和慢速軸而剛好有四分之一波長的相位差，亦即兩個電向量分量的「向量和」箭頭會畫出一「左手圓圈偏振狀態」，如圖所示：
產生3D的影像所需的不同光束狀態就是以「左手」和「右手」圓形偏振區別，即只要將與該「¼ 波長瀘光片」取向垂直（轉90o）的另一「¼ 波長瀘光片」就會產生反方向（右手對左手）的「右手圓形偏振狀態」，而如此就能以瀘光片的取向產生光束之兩個不同狀態而仿效眼睛所分別觀察和腦筋所組合的立體影像。[註２]
全像術的影像
但縱使3D，影像仍然是在平面的螢幕放映，更進一步的影像展示是所謂的「全像術」技藝，其基本原理比3D的技術複雜，但是稍知一點光學常識就不難懂。
由一台譬如氦氖雷射所發射的同調（同波長）紅色光先是以透鏡擴散而由分光鏡分成兩道光束，第一道「照亮束」是照在物體上，則被物體表面繞射，即所散射的「物射束」是反映該物體的表面形狀。被分出的另一道「參考光束」是經由反映鏡子而與「物射束」的波峰交接時，「物射束」就會干擾該「參考光束」的波峰，而所產生的「干擾圖」會記錄在類似照相膠卷的高解析度滷化銀晶體「紀錄盤」，如圖所示：[註３]
詳細一點地說，被雷射的同波長照亮的物體表面之每一點會成爲繞射光的發源點，而所散射的光波峰遭遇參考光束的波峰時的干擾可由輪流透明和不透明的「同心圓繞射板」代表。不透明的圓圈就會繞射與參考光束一樣的光，而依照繞射板之圓圈間隔，建設性干擾會在圓圈板的中心產生一個代表物體表面那點之影像。物體的所有被雷射照亮的表面點與一參考光束波峰交接時所產生的同心圓繞射板如此就可建造物體表面的影像。
環繞物體的個別雷射台會從不同角度照亮物體而被個別角度散射的物射束波峰與其參考光束交接時就會產生個別角度的衆多來自各同心圓繞射板的波峰所產造的「斑點圖案」。記錄在紀錄盤的斑點圖案的每一點就是涵蓋物體表面繞射的每一被照亮點所散射的光，即是代表物體的整個外表。
紀錄盤如此就是儲存物體之全像影像，則是可帶走而只需要另一參考光束的照亮就可重建該物體的表面形狀。如此可說，該干擾圖就是編碼物體外表的鎖碼，而解開鎖碼的鑰匙就是與原先的參考光束一樣的另一雷射參考光束。[註４]
國内外許多博物館已經在展示全像術的靜態雕刻藝術品，譬如故宮著名的玉燦朱光翠玉白菜，而包括著名現代藝術師薩爾瓦達李曾是利用全像術來創造自己的藝術作品。在商業方面，臺灣經濟部於2014年曾表示有意協助廠商發展一個雷射光全像術的產品影像展覽來促銷「臺灣製造」的產品。在工業方面，全像術亦可在紀錄盤的膠卷上快速儲存極大量的數據，而全像術「干涉測量術」是許多製造產業用來測試物品的規格和品質，即全像術是有繁多的藝術和技術用途。[註５]
動態的物體是需要短波長和高能量雷射之連續快速脈衝照射，但高頻率及高強度雷射光有燒壞標的物之虞，而一般只會在實驗室進行研究。持續不斷的較爲底頻率和較低能量的雷射可處理較慢的動作，但所延展的動作會不平滑而影像模糊。
許多台較低能量雷射之同步照射可以安全的對真人而達到真實平滑的動態影像，譬如已年邁的奧地利猶太婦女，少女時是在二次大戰火焰中躲藏在荷蘭，德軍佔領阿姆斯特丹時，她就被納粹黨的秘密警察發現而押送到惡名昭彰的奧斯威辛-比克瑙集中營等待在毒氣室滅絕。幸而她被聯軍及時拯救，而於2018年在圍繞的116台雷射照射的圓形劇院中央，向採訪的歷史學家敍述她的故事，以望此悲慘的惡戰歷史不會被遺忘而重演。[註６]
完全由電腦建造的全像術則是根本毋須照射的實體，即「電腦創建的全像術」（CGH）是先用數位化影像，加上既有的各種已經標準化而儲存的「動作資料庫」和部位的Avars，即以數學函數自造數位化物體的光發源點圖案，而計算虛構標的物的虛擬干擾圖。譬如，「光線追踪」是計算光從虛擬的物射束到虛擬的參考光束的個別波峰距離，則以「空間光調制器」（SLM）來調制光束的相位差、幅度、及偏振而編碼動態物體的數位化干擾圖。人工智慧也能在缺乏標的物的某種參考資料之情況下，使用機器學習來模仿她獨特的動作和表情。[註７]
臺灣一家「虛擬人經紀公司」與已逝世歌星鄧麗君的遺產代理人簽下爲期十年的「經紀合約」，則依照所曾拍攝的照片和影片，人雖然已去世，鄧麗君的雷射光全像術仍可在日本，新加坡、中國大陸、和臺灣舉辦演唱會！。
鄧麗君於2013年在臺北小巨蛋與（活的）周杰倫合唱的YouTube短片時，學生看到已故的歌星所引起在觀衆的懷舊眼淚也難免眼眶也溼了。「誰說科學技術不會引人感觸呢？這就是活生生的否決」。[註８]
我們現在則要回到法律的現世議題，難道在天國的鄧麗君就沒有遺留的權利來操縱她自己的歌唱表演呢？全像術美則美唉，我們還要試問，老虎、大明星、和歌星的真人模擬，豈不是讓製片廠可無償模擬天文價碼的大牌明星演出，則藉由明星的票房而賺取一大筆誆騙來的錢呢？或者更爲險惡的，有心人士模擬某名人或政治人物而捏造「深假影像」（deepfakes）來誹謗人或誤導社會大衆？由於人並非一篇著作，他並沒有本身的著作權（當然因爲是天然的產物，亦沒有自身專利權），那法律要怎麽處理呢？(2518字；圖3)
[註1] 比喻一張面紙，選擇順遂纖維紋理的方向撕開就順速，選擇與纖維紋理垂直的方向就波折。
[註2] 「左手和右手圓形偏振」left and right circular polarization、「¼ 波長瀘光片」quarter wave plate。「左手」和「右手」的方向分別指的是以左手伸出拇指的拳頭順從電磁波的傳播方向，指頭的取向是「左手」的圓圈轉動方向，「右手」亦然以類推。圖案是由維基百科改編。有關光偏振的理論可參考筆者著作Liquid Crystal Displays, Fundamental Physics and Technology, Wiley (2011)。
[註3] 「全像術」holography、「照亮束」illuminating beam]、「物射束」object beam、「參考光束」reference beam、「干擾圖」interference pattern。
[註4] 「同心圓繞射板」sinusoidal zone plate、「斑點圖案」speckle pattern之影像取材於維基百科。
[註5] 「干涉測量術」holographic interferometry。
[註6] Eva Schloss，奧斯威辛-比克瑙Auschuwitz-Birkenau。參考《116 Cameras》的IEEE Spectrum, 04/2018。
[註7] 「電腦創建的全像術」Computer Generated Hologram（CGH）、「光線追踪」（ray-tracing）是用在先進電腦遊戲的虛擬模擬。「空間光調制器」spatial light modulator (SLM) 最簡單的例子是幻燈片和液晶顯示器所調制投影機的光束而產生螢幕上的影像。
[註8] 鄧麗君模擬影像取材於YouTube，由animation world network, awn.com在網路提供。
本文作者：
陳歆 (Robert H. Chen)（robgaoxiong@gmail.com）曾在美國史丹佛大學和矽谷做科學研究也任職舊金山律師事務所，在台灣曾在宏碁電腦、國際通商法律事務所（Baker & McKenzie）、台積電、奇美電子、日月光，財團法人資策會和工業技術研究院的專案顧問、以及國立台灣、清華、和交通大學兼任教授。學歷是密歇根大學空間物理學博士、史丹佛大學電機系後博士、加州大學柏克萊法學院法學博士，美國加州執業律師、美國專利暨商標局註冊律師。著作包括Einstein’s Relativity, the Special and General Theories, McGraw-Hill (2016)、Liquid Crystal Displays, Fundamental Physics & Technology, Wiley (2011)、Made in Taiwan, the Story of Acer Computers, McGraw-Hill (1997)、《英美契約法》元照出版公司2015年、《美國專利訴訟關鍵案例解讀》元照出版公司2012年、《晶理法，液晶、理工、法律》元照出版公司2010年，以及數件相關物理的學術文獻和智慧財產權法的文獻。
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