「雙黃」成3D－探討3D的形成與壓力的由來 2016.12.15
造成流行，而3D螢幕也進入市場，現在基於人因工程探討3D產品對人體的影響，以做為日後產品研發改良的參考，已成為醫學界及產業界討論的重點。在此我們針對3D形成的基本概念與壓力的由來加以說明：
所謂3D是指視覺的立體影像。我們原本就生活在三度空間的立體世界，但不是每種動物視覺上都有立體感。動物也是經由演化才慢慢具備3D的視覺。人類單眼會有視覺，但卻沒有立體影像，必須要雙眼同時對焦，才會形成3D影像。而人類就算雙眼同時對焦，眼前的影像也只有中心約50°會有3D立體感，正常人雙眼外側視野是僅有視覺而沒有立體感的。事實上，性別不同，3D視覺敏感度也有不同，演化上男性生來要狩獵，搏鬥時要專注眼前影像，立體感較佳；而女性為保護幼小，須偵測四周危險，視野較廣且敏銳，但中心3D敏感度卻較差。其實人類也不是隨時都需3D的視覺，正常人對日常生活立體感的認知，大部份是大腦日積月累的經驗值，所做的合理判斷。而在3D電影發明以前，我們看到的2D電影，也會有遠近距離不同的認知，並不會質疑因為2D螢幕來拍攝3D空間，而產生沒有立體感的視覺，這便是所謂的「2D電影的3D認知」。
3D是最高階的視覺品質，它有別於單眼視力，基本上要有3D的視覺感官，仍要有「絕佳的單眼中心視力」當基礎，為了應付這個最基本的要件，人類的眼睛演化出所謂的「黃斑部」，黃斑部主控我們的中心視力，約等於我們眼前的30°視角。每種動物如果有了兩眼的黃斑部，是否就會一定會構成3D影像呢？那倒也不一定！如果雙眼視野沒有重疊，例如水中的魚「雙眼分別位在頭的兩側」，那麼也不可能有立體影像！所以「雙黃成3D」，就是指兩眼有高度進化的黃斑部，而且兩個黃斑部有重疊的視野，這時才有可能讓大腦利用「融像作用」，最終在我們的枕葉形成3D影像。
所謂雙眼能有重疊的視野，指的是雙眼能夠同時聚焦在同一目標上。為何雙眼影像重疊就會有立體感呢？這是由於當我們雙眼看到眼前同一目標時，右眼與左眼看的影像會稍有不同，這時眼睛能夠輕易利用「瞳距(PD)(Pupil Distance)」，將這在腦部差異的影像融像，這便是構成立體影像的基礎。
人類經由千萬年的演化，眼睛的構造是用來看遠處(圖一)，當影像在遠處時，平行光線最能充份進入眼底(圖二)。眼睛不易疲倦，雙眼視軸平行舒適(圖三)。交感神經旺盛，瞳孔是大的(圖四)。
而當影像靠近時，便會啟動三大反射作用：
1.調節力(accommodation)：這時藉由睫狀肌的作用，造成水晶體變厚，再度聚焦至視網膜(圖五)。
2.內聚力(convergence)：這是指雙眼經由三對中樞神經的作用，操縱六對眼外肌，使眼睛能向內看，而有「雙眼單一視覺(BSV)(Binocular Single Vision)」(圖六)。
3.縮瞳(Pupil constriction)：這是指副交感神經的反射作用，造成瞳孔縮小，光線減少像差(Aberration)，所以影像變得清晰，這時物體由遠而近造成的影像向後移動的作用，使病患經由對焦深度(depth of focus)，而有「景深」的感覺(圖七)。
人眼正常的3D應分為兩種：一是心理性3D，二為生理性3D。所謂心理性3D，就足以應付日常生活所需，這種3D主要是依靠大腦的邏輯判斷(Logical Judgement)，單眼即可做到。而生理性就不一樣了，通常用於應付特殊場合所需，這時就必須透過雙眼黃斑部一起完成，而且必須各類眼內眼外肌的合作才能辦到(表一)。
人眼與2D或3D電影比較:如果將正常人眼的3D影像，與我們所見2D或3D電影加以比較，可以發現人眼事實上是介於傳統2D電影和現今正夯3D電影之間的，怎麼說呢？以前的2D電影，雖然是2D的螢幕，但是我們卻以日常經驗法則來判斷分析，而有3D的認知，這可稱為「偽3D(Pseudo 3D)」。而現今的3D電影，卻又超乎我們雙眼的日常生活視覺融像能力範圍，我們稱為「超3D(Super 3D)」，這種電影為了增加娛樂效果，往往完全聚焦於生理性的3D影像，這時整部電影利用特效強調的立體感，當然就會讓我們有被疲倦轟炸的感覺了(表二)！
基本上整個眼睛壓力(eye tension)的分類：首先就是實質可量測到的眼睛壓力，稱為「眼性高壓(ocular hypertension)」；另外就是指眼球肌肉緊張過久所造成的「緊繃性高壓(eye stress)」(表三)。
在這種邏輯思考下，我們很容易知道原來造成眼睛壓力的主要來源，應該是睫狀體。為什麼呢？剖解學上睫狀體相連於水晶體與虹膜，而組織學上睫狀體分為兩大部份(圖八)：一是在內面的色素表皮層，它可分泌房水；二是靠近外面的睫狀肌，它可藉由收縮使水晶體膨脹而造成聚焦。房水就是撐著眼睛使其成為球狀的最主要物質，我們平時能夠測量的「眼壓」，就是指房水造成的壓力，這種房水造成的眼壓，原理與血液造成的血壓一樣，是可以測量的，如果睫狀體水分泌過多，或流通的路線不順暢，那麼房水在眼內積聚過多，就會形成眼壓高，這便是眼性高壓的由來。
另外由於睫狀肌是屬於自主神經系統的肌肉，如前所言，睫狀肌收縮會造成影像的對焦，但使用過久肌肉過度緊張，也會造成酸麻脹痛，這種壓力的表述，就無法用數值來加以陳述，可說是無形的眼壓過高，這便稱為「緊繃性高壓」。
平時房水由睫狀體上皮細胞分泌後，經由後房流經瞳孔到前房，經由隅角流出眼外，有兩種狀況當前房陝窄時，會造成眼睛房水通路的阻塞，而引發青光眼：1.瞳孔擴大時 (如在昏暗的環境下，看書、看電影時容易瞳孔擴大)；2.水晶體推位向前向下時(看書、看電視時，臉前傾向下，容易水晶體向前向下)，這兩種狀況由於虹彩與水晶體極度靠近，就會有房水無法流通，引發青光眼的疑慮(圖九)。正常狀況下，目標在遠處，瞳孔自然放大，但水晶體較扁平；而目標物接近時，雖然水晶體脹大，但瞳孔縮小；所以房水的流通在這方面的影響應該不大(圖十)。
可是在看3D電影時，關燈又戴著暗色3D眼鏡，往往瞳孔便會脹大，這時情況就改變了。而且講求聲光娛樂，目標物的前後移動變化太快，次數頻繁不可捉摸，這些非自然(unnatural)影像，使得腦部中樞系統，產生解讀上的壓力(data analysing stress)，這時腦部為要求影像更清晰易懂，而加強自主神經對眼睛的控制。可是如果3D電影變化過快，當然眼部自己肌肉反射性作用(reflex fusional reaction)，傳達至腦部的影像訊息，與腦部欲加強的自主控制產生干擾(autonomic impulse interfering)，就會因資訊傳達紊亂而「當機」，這當然就是看完3D電影後會極度疲勞的最大原因了。
當我們在看2D電影時，腦部所呈現的3D影像，只是一種腦部邏輯判斷的影像，這時眼睛對焦在螢幕上，由於目標在遠處，所以睫狀肌並不需要太多收縮就能對焦，可是我們在看3D電影時，那就是另外一個故事了。由於影像忽前忽後刺激交感神經旺盛，而且眼部所有肌肉都全員動員，肌肉使用過久、過當，就像本來是五千公尺慢跑，現在改成馬拉松長跑，那麼腿部就會酸麻脹痛，道理是一樣的。
另外黃斑部受光干擾，而光線在黃斑部造成影像的立體融像，與中樞神經系統交感作用抗壓的激發，都造成了非自然影像在腦部解析上的困擾與壓力。事實上與現在大家深入研究過強光線在夜間對環境造成傷害而有所謂「光害」(light pollution)一樣，是不是看3D電影也會造成眼光害(ocular image light-related pollution)，是值得我們再深入研究探討的。
臨床上，我們可以看到有幾類病患，看3D電影時會有一些情況產生：
1.年齡六十歲以上有白內障時，其水晶體就會自然肥厚，這時水晶體正常狀況下就會壓迫向前，而看3D電影時，關燈戴暗色3D眼鏡或交感神經旺盛都會造成瞳孔放大，就可能因為虹膜過度擠壓，而造成通路阻塞，引發急性青光眼(圖十一)；
2.有青光眼的患者，當然較不宜去看3D電影，另外也因為青光眼本身周邊視野不好，其實它無法使正常黃斑部對焦精確產生融像，所以較不易有3D影像的形成；
3.老花眼：本身老花眼的病患，近目標物的對焦就有問題，此時就更難造成融像，如果看3D電影，他能感受的立體畫質就不會好。
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