1999年10月20日 星期三

電腦多媒体專輯製作紀實

電腦多媒体專輯製作紀實

張東瀛 

原載 1998-7 微電腦傳真 p.282-286

 
 






壹、 前言 一九九二年春天,我把論文(A multimedia-based bilingual instructional system using an expert system shell 參考資料 4)中,與多媒体資料庫相關的部分改寫成多媒体編輯系統,用來整理歷年蒐集的台灣文化紀錄。 隨著硬体技術的發展,在 DOS處理圖形及音效開始有令人滿意的結果。 兩年前將影像部分以 MPEG-1格式在 Pentium-133 機台播放,畫質雖未盡理想,仍可接受。 後來又寫一個簡單的多媒体播放程式,將編輯好的文字和圖形合併,以圖形方式顯示,音效和影像外掛。如此一來,不論從DOS 或WINDOWS 95 都可瀏覽多媒体資料庫。
數年前,我對電腦多媒体已有所憧憬和期許(參考資料 3,5,6)。 雖然如此,個人整理資料,緩不濟急,不論深度和廣度都有所不足。 再者,相關資料之引用, 牽涉繁複的著作權問題,使得電腦多媒体開發製作,不論成本和難度都相當高。 幾年下來,我的認知是,凡事要靠機緣,不可操之過急。
去年夏天,在第三屆世界臺灣語文營巧遇林榮德教授。 林教授是我在台南市中求學時的音樂老師,致力兒童音樂教育多年,音樂和油畫創作曾在紐約林肯中心演出展示, 是個蜚聲國際的藝術工作者。隨後,林老師表示,希望把歷年作品做有系統的整理, 製成多媒体光碟。我想到有個現成的多媒体編輯管理系統,便答應下來。 作過可行性評估,把手邊的個案結束,決定用多媒体資料庫的方式來處理林教授的作品。 以知識工程技術,開發本土文化資源,一直是努力的目標之一。「林榮德音樂藝術專輯」, 終於讓我圓了這個夢想。
本文記述這個專輯的開發過程,文末隨附相關論文,謹供有興趣的讀者參考。



貳、軟硬体設備
從前硬体價位相對偏高,一九八二年間,一部單面單密度軟碟機要價台幣壹萬元,相當於大學畢業生一個月的薪水,當時開發軟体必需考慮硬体的普遍性。近年來電腦價格大幅滑落,更新周期更短,軟体設計不能以入門機種作為訴求。 在臺灣,多數個人電腦使用者選擇 IBM 相容PC。 因此軟体設計和測試都在IBM 相容PC進行。硬体規格如下:

主機板: 華碩P55T2P4
CPU: INTEL PENTIUM 133
RAM: 32MB
硬碟機: 2.4G/SEAGATE (5400RPM)
軟碟機: 1.44MB
CD-ROM: 24倍速
VGA 顯示卡: 32-bit PCI Local Bus Graphic Adapter
            ATI-264CT Graphics Accelerator
            最高解析度 1280x1024x256, 2MB Memory on board
音效卡: Creative Labs VibRA 16C PnP Audio Chip
        16/8 bit PCM 5 K Hz to 44.1 K Hz
顯示器: 15吋彩色顯示器
        點間距: 0.28mm
        掃瞄頻率: 水平30~64(KHz), 垂直47~120(Hz)
鍵盤: WIN95專用104鍵
滑鼠: Microsoft 相容
MPEG-1 影像轉換(擷取)卡: MPEGator (Snazzi, Vitec RT10)
Scanner: TWAINSCAN 9600 EP
Video Camera: Sony Hi8 CCD-TR81
放音設備: 一般家用音響
雷射印表機: Epson EPL-5200
以上設備在一九九七年以前添購(影像轉換卡擇一即可),約需台幣十五萬圓 軟体部分,多媒体編輯、播放系統和部分工具,大部份自行開發。一方面不需軟体授權,再者擁有原始碼,功能修改、添加都很方便。 由於預算有限,在不用未授權軟体的原則下,需用其它軟体時,儘量採用低價的共享 (Shareware)或免費的公用(Public Domain)程式。軟体表列如下:
DOS 6.2 及WINDIWS 95 作業系統------------電腦隨附軟体
ABC 資料管理程式-------------------------自行研發(參考資料 1)
TITES 多媒体編輯管理系統-----------------自行研發(參考資料 7)
TITES 多媒体播放系統---------------------自行研發
中文字型轉換程式-------------------------自行研發
Lotus Word Pro---------------------------電腦隨附軟体
倚天碟版中文 V3.0------------------------倚天公司出版
Dr. Halo IV 繪圖程式---------------------Media Cybernetics
Paint Shop Pro 繪圖程式------------------shareware
GoldWave 3.24 音效處理程式---------------shareware
Cool Edit 音效處理程式-------------------shareware
WinDAC32 CD音樂轉換 MP3工具--------------shareware
Sound Impression ------------------------音效卡隨附軟体



參、專輯製作計劃綱要
上述軟体和硬体大部份是個人工作室原有的設備。 決定接受案主託付的工作後,先到林榮德音樂教育中心洽商製作計畫。林老師的作品大致可分為文學、繪畫、音樂三部分。音樂中心有幼稚園、節奏樂團、音樂教室。歷年來曾舉辦不少國內 和國際性音樂教學演奏活動。 此外林老師令堂,林李榭榴女士遺留兩百多幅水墨(圖 1),也是極為珍貴的台灣文化資產。
經過一番思考,草擬一份專輯製作計劃綱要,請林教授過目,當晚做一番討論後定案。這份綱要便成了多媒体專輯的主要架構。
目         錄

A       序    言
B       音樂藝術文教基金會
C       林榮德年表
D       還給孩子一個春天 - 林榮德的教育理念
E       文學作品
F       紅瓦厝 - 林榮德畫集
G       古拙之美 - 林李榭榴的繪畫世界
H       音樂教室
I       音樂夏令營
J       節奏樂團
K       音樂著作
L       兒童音樂世界
M       台灣文化和世界和平之夜


資料庫按照主題分別建立,主要考慮未來需要更新時比較方便。 各資料庫完成 後再合併,另成一個總資料庫,專供自動展示使用。 圖形目錄(圖 2)是超媒体 (Hypermedia)結構的樞紐所在。應用網際網路常用的手形滑鼠指標,引導使用者 進入資料庫。資料錄包含文字、圖片和同步音效(背景音樂),影片部分以外掛方式處理。 原則上有文字敘述的資料錄搭配音效,無文字說明的圖片資料在自動 執行時則以時間控制換頁。 操作方式採用簡單的圖形界面(圖3),讓四歲以上的幼童不需特別訓練即可使用。今年春天,在臺南佳里高工做專題演講時,我曾以此為例,說明多媒体操作界面的設計,應以簡單實用為原則。一般而言,太過 複雜的操作方式,往往讓使用者退避三舍,說明書還沒看完就打退堂鼓了。

肆、文字處理
語言是人類用來溝通的重要工具,在錄音和錄影設備還沒發明以前的世界,文字 除了橫向溝通以外,還有縱向的記錄功能。電腦處理文字,通常依照三個步驟: 從鍵盤或其它輸入設備輸入,以文字交換碼(ASCII)處理,再從螢幕顯示字形。 英文由字母組成,一個 8-bit 的二進位系統就可將英文字母,符號和數字一網打盡。漢文由數萬個不同的象形字組成,顯示漢字需用 16-bit 系統,既佔記憶, 又需更多處理時間。輸入一個漢字平均要4~5個按鍵,漢字輸入和處理一直是開 發華文軟体的瓶頸。 漢字字形顯示也不如英文暢快。倚天中文的16x15字型用了好幾年,主要還是顯示速度的問題。比較美觀的24x24字型在80486 電腦問世以後才有機會亮相。
TITES 多媒体編輯系統處理文字的方法是,將文書編輯器和資料庫的觀念結合。 當年為了使用24x24字型,必需寫一個字形轉換程式,將倚天中文列印用的字型檔轉換成可供SVGA顯示的圖形,多媒体編輯系統才有比較好看的漢字字形可用。
在文字編輯過程中使用倚天中文16x15字型。資料錄建好後,合併圖片顯示則換成24x24字型。 瀏覽資料錄不用外掛中文系統,因此可用SVGA 1280x1024x256 高解析畫面。 TITES 多媒体編輯系統有一個類似照相機的圖像擷取功能,瀏覽資料庫時會把編輯好的圖文畫面存檔,供多媒体播放程式使用。 如此一來,文字和圖片可以同步於瞬間顯示,又能在編輯時隨時修改文字內容,真是又快又方便。 當時(一九九三年初)為了程式化這個構想,寫碼測試三天三夜,完工後快樂了好幾天。
編輯文字資料時,由於軟体是自己寫的,用來駕輕就熟。 已有現成文字檔的資料,可用資料轉換功能直接存入資料庫, 否則只好從鍵盤輸入。比較花費時間的倒是改編和重寫的工作。例如,林教授的教育理念,散見歷年來出版的書籍, 文章和講稿。若不經過精簡和整理,無法以資料錄方式呈現出來。我用不少時間閱讀林教授的著作,再改寫成十二篇短文,挑選合適的照片與音效,才完成這個主題。



伍、圖形處理
TITES 多媒体播放系統採用1024x768x256 PCX 圖形。 VGA 顯示卡問世以後, 電腦圖形邁入新的紀元。豐富的天然色彩(true color),高解析度畫面,以及功能齊全的繪圖軟体,使得從前必須應用暗房技巧和專業分色的圖形處理作業,都可在電腦進行。目前入門機種的電腦,皆能顯示1024x768x256圖片。 至於圖形格式則各有千秋,比較常見的有PCX,GIF,JPG等。選擇PCX作為圖檔格式的原因是: 第一,PCX為不失真壓縮格式。第二,沒有版權問題。網路通用的GIF壓縮格式雖較普遍,目前仍受專利保護,必需付費才能使用。至於JPG 則為失真壓縮,雖然体積小,解壓時間也長,換頁時有點拖泥帶水。一般而言,256色已能滿足肉眼的視覺要求。
圖片的主要來源有兩類,一是照片和印刷品,可用圖形掃瞄器(scanner)掃瞄後取得圖檔。通常用200~300 dpi取像,再縮小至所需尺寸。除非原稿特別小或作專業輸出,才會用400dpi以上取像。以300dpi為例, 掃瞄3"x5"照片需要 4 Mb 記憶体,若是A4 size,很快就會耗盡記憶資源。另類來源則是從錄影帶擷取。 一九八零年,AKAI VC-X1U第一代攝影機淨重2.4公斤。錄影時還要背一台7公斤的分離式錄影機。 最近幾年,手提攝錄影機不論体積,重量和功能都大有改善。錄影帶經影像擷取卡取得的靜態畫面是連貫的,每秒30張,很容易挑出令人滿意的照片。存入剪貼簿後,再用Paint Shop Pro 轉成PCX 圖檔,就OK 了。 有外賓來訪,或舉辦活動時,利用攝錄影機可以同時取得動態影像和照片,可謂一舉兩得。
圖片若要切割,整合或作局部修改,必需仰賴繪圖軟体。 大部分作業可在 Dr. Halo IV 完成。 EGA 時代, Dr. Halo III曾經流行一時。 六、七年前購買Dr. Halo IV 只要50美元,用到現在仍覺物超所值。 很多人喜歡玩高價軟体,一套還沒學會,又去追尋更新更貴的軟体。個人覺得,使用軟体應先衡量工作性質,選用合適的設備,完成工作才是正確的態度。


陸、音效處理
林教授主修聲樂和鋼琴教育,留德期間與兒童音樂宗師 Carl Orff 相熟,並和音樂律動專家 Gunild Keetman 女士合編奧而福樂器演奏曲集「古仔燈」。 回國後從事兒童樂教幾達三十年。這段期間,除了出版他所蒐集,改編的台灣民謠和 童謠音樂CD,發行以演奏「古仔燈」曲集為主的錄音帶「林榮德兒童音樂世界」, 節奏樂團每年巡迴演出,舉辦夏令營邀請國內外知名音樂家演奏,更遠赴紐約, 在林肯中心演出台灣交響詩和兒童環保音樂劇。這些作品都經由音樂中心的錄音室處理保存。
專輯所需的背景音樂來源有三: 錄音帶,音樂CD和錄影帶。 音樂CD以WinDAC 轉成WAV格式檔。錄音帶則以錄音機放音,透過音效卡用Sound Impression存 WAV檔。至於錄影帶有兩種處理方式: 第一種直接以錄影機輸出聲訊,再用Sound Impression存 WAV 檔。第二種方式比較麻煩。必需以影像編輯的方式處理,將聲訊分離存成MP2格式,再用WinAmp轉成WAV檔。方法容後敘述。
和圖形檔相比,數位音樂通常佔用更大的檔案空間。以音樂CD為例,取樣頻率 44K Hz,立体聲音效每分鐘約需9 MB。為了有效節省檔案空間,犧牲音質,在所難免。幾經考慮,決定選擇16-bit,11K Hz,mono 作為音效格式。口語旁白甚至只用8-bit格式。整体說來音質不是很好,不過還可接受就是。
由於背景音樂頗多,剪輯工作勢在必行。通常只取一段旋律,後端再作淡出處理。音樂來源不同,有時還得做順音,盡量讓預設音量維持在同一水準。雜訊太多時, 必需過濾。所幸這些工作,包括WAV格式轉換都可在 GoldWave 或 Cool Edit 進行,節省不少時間。
音效處理其實並不困難。 思考文章內容,尋找適當的音樂配合,往往花費更多時間,不過一切辛苦都是值得的。 有幾個夜裡,我獨自測試(聆聽)這張專輯, 從這些歌謠的旋律裡,彷彿看到台灣人在生活; 多變的性格,浪漫風采以及被壓抑的夢想。 這張專輯收錄近百首樂曲,加上幾乎整卷「童言童語」錄音,以電腦多媒体方式呈現,相信會讓讀者有一番不同的感受。


柒、影像處理
動態影像大概是多媒体中最吸引人的部份。 其實,回顧電腦發展的過程,從文書處理程式,8-bit音效卡,mono graphic card (Hercules)進展到今天的多媒体整合,傳統媒体包括文字,圖形,音效和影像,除了從類比轉成數位外,在質的方面並未有所提昇。一九八九年,電腦多媒体的浪潮,從美國西岸湧向世界各地。 兩年後,在大家的期盼下,蘋果公司的麥金塔上出現一隻搖首擺尾的蛇, 那是以每秒15框播出的動態影像。蛇的動作緩慢,比較容易掩飾捉襟見肘的窘相。不久,IBM PC 也急起直追,推出各種格式的動畫和影像。 事隔十年,無可諱言地,即使連尚未普及的MPEG-2在電腦上也無法和傳統的身歷聲電影相比。 那麼,為何仍有那麼多人力和資源不斷投入個人電腦的動態影像呢? 因為它大幅提高個人參與影像製作的能力。只要你有創意,電腦多媒体絕對可以提供你足夠的想像空間。 就在數年以前,一套BetaCam攝影剪輯設備,要上百萬台幣。 以今日的電腦科技,二十萬就可擁有從攝影,剪輯,配音,特效到製片一系列功能的設備。你能不心動嗎?
一般Hi8 畫質已經相當不錯, BetaCam當然更好。 電腦影像的品質主要還是取決於影像擷取卡。 即時MPEG-1壓縮卡可做影音同步轉換,影片播完,同時存檔。 MPEGator轉換卡年前相當風行,效果也不錯。可惜不能做非線性剪輯。 VITEC Multimedia 的RT10 卻有後來居上之勢,隨附的 VIDEO Clip MPEG-1 剪輯系統除了可做非線性剪輯,淡入淡出,字幕添加等特效以外,又能將視訊和聲訊分解結合,影音可分開剪輯,配音後再合併。
前文提到從錄影帶取出音效檔正是採用這種方式。 舉例說明如次: 有一次,我到台南近郊拍攝即將消失的鹽田風光,由於估算錯誤,頂著大太陽熬 了兩個多小時才逮到日落鹽田的景色,眼看著落日映著晚霞,電池卻沒了。勉強攝得幾段鏡頭,打道回府後,發現有幾個鏡頭因電力不足產生色變失框等現像。 轉換成MPEG 檔後,將聲訊和視訊分開存檔。聲訊部分取出一小段(MP2格式)經 由WinAmp 轉成WAV 檔另作他用。 視訊部分,將有問題或不需要的畫面剪除, 再複製若干鏡頭補足。 原來的聲訊沒有什麼內容,改用林教授編曲的台灣民謠 「日頭落山一片紅」取而代之。這首以木笛吹奏的民謠旋律極為優美,計算好長度後,調整部分視訊與之匹配,終於結合成新的影像檔。
一般作影像轉換時通常都選擇Video CD相容規格, 即
視訊部分
                picture rate: 每秒 29.97 框
                picture size: 352x240 (點)
                bitrate:  1.152 Mbits/s
聲訊部分(MP2)
                sampling frequency: 44.1K Hz
                mode:     立体聲
                bitrate:  224Kbits/s
林教授早期的錄影都是BetaCam,委托影像工作室拍攝、剪輯、配音並打上中文 字幕。一支30分鐘的影帶,動輒數十萬圓。後來改用Hi8製作影帶,成本降低不少。由於動態影像所耗檔案空間相當龐大,專輯只存放大約二十分鐘的短片。


捌、時間及成本分析
專輯所用素材和資料大部分由林教授提供,我負責系統設計和編輯。主程式是現成的,只作少數修改。除了幾次錄影以外,大部份時間投入編輯作業。自一九九 七年十月開始到今年五月測試完成,總計一百四十八個工作天。
前置作業(製作計畫,進度編排與管制,攝影,程式測試) --- 22.0 天-- 14.9%
資料編輯(文書處理,資料庫建立與更新,文稿撰寫及整理) - 36.5 天-- 24.6%
圖形處裡(圖形掃瞄,格式轉換,圖形編輯) --------------- 40.5 天-- 27.4%
音效處理(音效輸入,轉換,編輯,測試) ----------------- 18.0 天-- 12.2%
影像處理(影像擷取,編輯,配音,測試) ----------------- 21.5 天-- 14.5%
後製作業(校對及測試) ---------------------------------  9.5 天--  6.4%

依個人經驗,製作多媒体所需時間和成本因案而異。以本案而言,直接人工成本約 五十萬圓,與原先估計相近。至於投入素材製作的成本,保守估計,非千萬台幣不 能竟其功。


玖、未來展望
電腦多媒体的應用,真是無限寬廣。即使目前進展未臻理想,將來卻可預期。 DVD 技術與設備的普及,會讓多媒体製作,突破傳統媒体的窠臼與限制,邁入新的里程。 想想看,用將近 VCD三十倍容量的光碟(DVD-18 雙面約17GB),可以作出怎樣的東西來? 24bit,96K Hz Dolby 5.1音效,比 LD更好的 MPEG-2 影像, 更順暢,更逼真的虛擬實境(Virtual Reality)? 是的,這些都是事實,然而更重要的是,電腦多媒体將會加速推動數位革命的腳步,帶來二十一世紀新的文藝復興運動。


拾、結語

這張多媒体CD是為了紀念今年七月洛杉磯臺灣音樂藝術節 -「世紀台灣之音在美國」而製作的。 它累積二十多年來林教授和許多人心力的結晶,我把他們的大名列在相關作品的前面,以示尊敬和感謝。林教授和我誠摯的希望,將這張 CD 獻給所有愛惜台灣這塊土地的朋友。希望藉助電腦科技,結合音樂、藝術力量, 作為向世界展示臺灣精緻文化和環境保護理念的拋磚。也在此呼籲更多從事電腦科技的年輕朋友,與藝術文化界結合,為國家,為鄉土開拓新局。


參考資料

1. BASIC 語言與資料庫管理系統, 自動化科技  1987 年 4 月  p.79-902.

2. 電腦化教學專家系統, 自動化科技  1989 年 3 月  p.159-166
   (國科會科技論文索引 編號: JA 7807-1475)

3. 多媒体電腦系統, 自動化科技  1991 年 10 月 p.111-116
   (國科會科技論文索引 編號: JA 8101-1273)

4. A Multimedia-based Bilingual Instructional System Using An Expert
   System Shell (以專家系統發展工具建構電腦多媒体雙語教學系統)
   University Microfilms International 1992   No. 13-50454

5. 以 BASIC 語言建構多媒体雙語教學系統, 自動化科技  1993 年 5 月 p.95-106

6. 電腦多媒体在商業廣告之應用, HOPENET 光碟月刊  1994 年 10 月 p.158-161

7. TITES 多媒体管理系統, HOPENET 光碟月刊  1995 年 2 月  p.151-155

加密與密碼防禦

加密與密碼防禦

張東瀛 

原載 自動化科技 1996 年 6 月 p.70-76



壹、台灣閩南方言韻書

三十多年前,台南武廟舉辦元宵燈猜,有個謎面「嫦娥奔月」,射鳥名一。我適逢 其盛,從鳥書查得「竊丹」頗合題義,一時不知「竊」字台語如何發音,只好用 「ㄎㄨㄟ」矇混過去。主持人看我小小年紀,也不計較,先擊三通鼓,再送獎品, 私下告訴我「竊」字的正確讀法。我是台灣人,大庭廣眾之下連一隻鳥名都說不 好,覺得很不光彩。

民國五十七年,負笈台北,班上同學都講國語,台灣話只在鄉間郊遊問路時才得派 上用場。後來到馬祖服役,機械排裡的充員兵,一大半是「黑手」出身,修車就講 台語,那時方知台語也有各種腔調。民國七十三年,我到成大修習語言學,很自然 地把母語當成研究對象,也開始有語音電腦化的構想。

今年四月,為了查考若干台語字彙,特地拜訪台南蓍宿林老先生,沒想到他卻用台 語文音,默誦口訣,繼而搬出一部韻書翻查字義,整個過程簡直就是數百年前先民 「因音識字」的翻版。這種以韻母為經,聲母為緯的語音編碼,使農工商賈能用音 求字,按卷而稽,可說是相當科學的方法。

現有文獻指出,明清之際,福建流傳數種通俗韻書,與台灣方言有關者為閩北「戚 林八音」,泉州方言「彙音妙悟」以及漳州方言「雅俗通十五音」。其中以「彙集 雅俗通十五音」在台灣流行最廣。使用韻母「君堅金規嘉,干公乖經觀,沽嬌稽恭 高,皆巾姜甘瓜,江兼交迦檜,監○膠居○,更褌茄梔薑,驚官鋼伽閒,姑姆光閂 糜,○箴爻扛牛」五十字,聲母「柳邊求去地,頗他曾入時,英門語出喜」。此十 五字源自「韻略易通」(西元1442年)的早梅詩。「東風吹早梅,向暖一枝開,冰 雪無人見,春從天上來,柳邊求去地,頗他曾入時,英門語出喜,打掌與君知」 十五音即以此命名。此詩前四句詠梅,接著三句取為聲母,最後一句「打掌與君知」 則有一段和密碼學相關的典故。

原來十六世紀,明將戚繼光奉派率軍平寇,閩軍子弟曾以韻書當作密碼本,擊掌傳 遞軍令。當時的通俗韻書比較簡陋,只供商販走卒翻閱,士大夫階級往往不屑一顧 。清代中葉逐漸理出規模,方成雅俗共賞的韻書。目前所知最早的「彙集雅俗通十 五音」當屬嘉慶戊寅(1818)謝秀嵐所編版本,全書收錄字彙約一萬四千,現藏倫敦 大英博物館。

至於十五音如何搖身一變,成為密碼本? 台灣漳泉語音有八聲,實際只用七聲,例 如「君滾棍骨群滾郡滑」,二聲與六聲同,這七聲與聲母韻母搭配,扣除若干空音 (有音無字)或同音,大約可得三千多音,加上同音異義字,這部韻書可說是由聲序 ,韻母,聲母,和同音字序等四維陣列構成。目錄先排韻母五十字,其次依序列印 一至八卷韻母八音字母,最後才是切音十五字和呼十五音法。換句話說,五十個韻 母各有八聲,組合後自成一節,再依十五音順序列出同音異義字。只要有聲序,韻 母,聲母,字序,從拍掌次數換算,很快便能查出字彙。這種結構和目前中文電腦 的注音輸入法類似,卻比注音法早了數百年。由於十五音以自然發音方式排列,默 誦口訣幾次,便能朗朗上口,歷數十年不忘,因此在民間廣為流傳。

貳、文字的加密與解密

類似以韻書作密碼本,傳遞訊息的方式,二次大戰時曾被廣汎使用,交戰雙方隨時 換用不同的密碼。這種加密方式雖非全無破綻,卻頗難破解。然而密碼本若被對方 取得,安全系統便告瓦解。冷戰期間,情報成了灘頭戲,諜影重重迫使美蘇在密碼 學投注大量的人力物力。近幾年,電腦適時加入戰場,全球資訊網蓬勃發展更使各 國保防安全系統面臨巨大挑戰。電腦犯罪案件時有所聞,國防網路因「怪客」入侵 ,亂開天窗屢見不鮮。資料安全成了社會關注的焦點。

我國憲法明文規定人民有秘密通訊的自由,西方世界更認為書信文件的保密是人民 的基本權利,國家和政府不得以任何理由加以限制。然而法律有時而窮,「水門事 件」讓一般升斗小民体會到,要想秘密通訊,只能自力救濟,尋求各種防護方法。

一般電腦文件,不論 ASCII 檔案或二進位檔案,若要加密,通常必需將檔案內容 重新編碼,解密時再還原成原來的模樣。這種加密方式,雖然不需密碼本,仍然要 有一組KEY CODE 才能解密。早期使用KEY CODE 加密的文件檔案通常限制在 64k Bytes 以內,KEY CODE 採用固定式。這種方法設計簡單,破解也容易,只能防堵 門外漢。有經驗的密碼程式設計師對這類傳統防護方式,簡直視若無睹。我在一九 八七年曾經設計一個名為 Charades 的加密程式,當時是為了在 BITNET 國際學術 網路傳遞中文檔,順便作了加密防護。雖然檔案大小不受限制,KEY CODE 仍用固 定式,加密和解密時必須使用同一個密碼。用E-mail 傳中文檔前我通常先壓縮一 次,再加密,如果要透過 ftp 傳送二進檔,則再壓縮一次。由於和受件人共用一 個密碼,為了每次傳檔可以使用不同的密碼,後來還把 KEY CODE 加在檔案的特定 位置,讓對方先行檢視密碼內容再進行解碼。學過密碼學的人,當可輕易破解這種 加密方法。

參、加密演算法

前面提到的固定式加密法,因為加密和解密使用同一密碼,流通效率並不高。公鑰 密碼(Public Key Cryptology)則使用一對不同的密碼, public key 由公眾使用 secret key 自己保存,送信者用 public key 加密,受信者用 secret key 解密 後便可達到秘密通信的目的。如果朋友間透過網路交換信件,並分別持有自己的 secret key 及對方的 public key,經過雙重加密解密,大大提高保密效果。這種 公鑰密碼法加上電子簽名後來更發展出稱為 RSA 的加密演算法,並且取得美國專 利。

RSA 加密演算法比較繁複,加密過程相當緩慢,不過要破解它可得花費相當大的工 夫與時間。一九九四年有人用數百台電腦相連,日以繼夜算了幾個星期才將密碼解 開,但是 RSA 加密法只要把 Public key 加長,解碼所需時間會成等比級數增加, 就實用性而言,這種方法當是目前已公開的最佳演算法。和 GIF 所用的演算法一樣 ,RSA 加密演算法雖然擁有註冊專利,在網路上卻十分流行。只要無涉商業行為, RSA 專利所有權人並不干涉禁止。一般人大都以為 RSA 演算法已成公共財,直到應 用 RSA 演算法的 PGP 加密系統,流通到美國以外地區,引發軒然大波,繼而導致 美國人民文字著作自由權與海關出口禁制條例的對抗,才曉得原來網路上「你用我 也用」的軟体,並非全是 freeware。

肆、PGP 加密系統

在美國,特別是經常遊走網路的職業程式設計師,有許多人堅持,軟体不應以如此高 價出售。他們不是嘴巴嚷嚷而已,不少人以身作則寫出一大堆比美商用軟体的 Freeware,免費提供公眾使用。這些人大都有不錯的待遇,生活無慮,可能看不慣大 老板獨享暴利,因而出來路見不平。

Philip Zimmermann 是居住於 Colorado 的資深程式設計師,專精網路和密碼系統設 計。他用 RSA 加密演算法和一些傳統加密方式,寫了一個 PGP (Pretty Good Privacy) 加密系統,放在網路裡,提供大家免費使用。由於效果奇佳,又附上原始 程式碼,因此廣受大眾歡迎。基於好東西與好朋友分享的網路理念,這套軟体很快就 傳遍世界各地,Philip Zimmermann 也大大出名。沒想到樹大招風,上網不久便接到 代理 RSA 專利演算法的 Public Key Partner 公司的侵權通知,自認倒霉的 Philip Zimmermann 只好透過 ViaCrypt 公司和 Public Key Partner 商議取得 RSA 專利使用權,不過此事並未就此平息。一九九三年,美國加州聖荷西助理檢察長辦公 室已經針對 PGP 加密系統的出口是否違反武器輸出管制法案(Arms Export Control Act)展開調查,以便決定是否成立大陪審團,起訴 Philip Zimmermann。

一九九四年十一月九日,Philip Zimmermann 從歐洲旅行演講回來,一進 Dulles 國 際機場即遭受私人行李搜查,並在無律師陪同的情況下讓海關盤問半個小時,隨後並 被告知 PGP 案調查期間,只要他進出海關,都將被搜查和訊問。Philip Zimmermann 的律師 Kenneth C. Bass, III 後來向海關及檢察長遞送律師函指稱美 國海關這種行為已經嚴重侵害美國憲法賦予公民的返鄉權。特別是 PGP 案已在司法 調查的情況下,海關以相同罪名盤問當事人已經違反律師不在場不得偵訊的法律。

Philip Zimmermann 在事件發生後成立一個後援基金會,希望能夠解決 PGP 加密系 統引起的法律爭議和財務問題。此一事件早在網路上激起熱烈討論,許多網友紛紛解 囊相助,並為文聲援。美國聯邦法律明文規定電腦加密軟体禁止出口,不過 Philip Zimmermann 聲稱他只是完成軟体,並未散播,銷售或以此圖利。防止外人到美國取 得電腦加密軟体的責任不應由他一人承擔。此案由於牽涉人民著作自由權的行使以 及網路管理相關法律是否得以擴張解釋,司法判決成了眾所屬目的焦點。不過 RSA 演算法和 PGP 加密系統卻因此出盡風頭。

經過三年漫長的等待,本案終於在今年元月 Philip Zimmermann 獲得不起訴處分後 宣告落幕。 PGP 程式自第二版以後,也移往歐洲大陸發表,有興趣的讀者可經由 WWW 網路 http://nic.funet.f1/pub/unix/security/crypt 取得相關檔案。

伍、語音加密

一九九三年四月十六日,白宮發表一份聲明指稱柯林頓總統將在聯邦政府部門進行 一項加強電訊保密防護計劃並鼓勵工業界參與。此一計劃包括開發一項新產品以確 保網路及無線通訊安全。近幾年來相當成熟的加密技術用來防護電子金融轉帳,電 子郵件和網路通訊。然而加密技術雖然可以避免商業機密遭到非法竊取和維護私人 秘密通訊自由,卻也同樣掩蓋恐怖份子,販毒者和其他非法犯罪行為。

白宮聲稱政府部門已經發展一種稱為 Clipper Chip 的微晶片,此一晶片可以裝在 一般電話,提供價格低廉,功能強大的安全系統以確保語音通訊和資料傳輸的私密 性,同時可讓聯邦,州及地方司法單位進行犯罪監聽作業,用以「保護美國人」。

這種微晶片設備乃是利用一對密碼,分別存放在檢察總長建立的密碼庫,只有取得 監聽許可的政府官員方可取得密碼進行解密。數名非官方機構的專家將被邀參與這 項作業並對公眾提出報告。由於語音加密設備仍屬輸出管制項目,因此輸出此項產 品必需個案申請許可方得出口。若干美國海外分公司已使用此設備來防止商業機密 遭到竊聽。

白宮的聲明發表不久,各大報即出現數種不同的聲音,有的贊成,有的反對。紐約 時報刊載有人認為政府意圖在個人和營利事業機構逐漸重視隱私權的同時,以國家 安全為理由取得合法竊聽的權利。有人認為這個計劃是為了解決資訊時代長久以來 陷入「保護合法與取締非法如何兼顧」的兩難。前國防部官員,現在擔任某資訊安 全設備製造公司總裁的 Stephen D. Bryen 則說「政府想要製造一頭怪獸,人們不 會冒險使用這種政府可以隨時竊聽的設備。」

有人甚至指出 Clipper Chips 根本就是國安局(National Security Agency)設計 ,委托國防工業承包商 Mycotronx 和加州矽谷半導体製造商 VLSI 科技公司製造 的。主要在替 FBI 等政府單位大開方便之門。不少專家認為,現代電腦科技和軟 体已有足夠的能力將語音訊號加密,即使國安局的大電腦也不見得能破解,何況 Clipper Chips 能否具備足夠的能耐去抵檔惡客的侵擾,仍有待評估。

儘管如此,白宮方面仍然決定先從和聯邦政府有來往的大公司如 AT&T,IBM 下手 ,要求他們在產品加裝此項加密設備。同時以此作為評估美國電腦是否准予輸出的 依據。柯林頓也下令要求國家安全會議針對此一計劃和聯邦保密政策進行檢討。

數位語音網路電話在 Internet 已經進行實驗,隨著軟硬体的改良,通話品質大幅 提高。不久的將來,國際網路連線通話就會造成嚴重的資訊塞車問題,一旦網路銀 行加入連線,語音加密或解密也將成為熱門科技。

陸、結語

設計防毒軟体的人也能製造電腦病毒,同樣的,設計安全系統的人也有能力入侵或 破壞電腦系統。再好的防護系統,碰上不肖惡客,照樣束手。程式設計師有時為了 維修方便,習慣上會在系統留下缺口,例如加密程式中設計一隻萬用鑰匙以備不時 之需。系統完成卻忘了回補或故意保留,安全便造成漏洞。如果蓄意暗中破壞,或 是擺顆定時炸彈,任它銅牆鐵壁,照樣一推便倒。

經驗告訴我們,任何人類所造的防護系統,都不可能十全,頂多只能延長破解時限 ,所幸密碼可以隨時更改,設計一個讓惡客窮追不捨卻無法輕易上手的系統,當是 明智之舉。

美國是資訊的先進大國,面對層出不窮的電腦犯罪案件,如何在維護人民的通訊自 由和保障國家社會安全的前提下制定國家保密政策,維持經濟成長,加速資訊現代 化,的確是已開發國家的共同目標與難題。

看看別人,再想想自己。聽說電信局因為市區通話成本過高,計劃再調高市話費, 企圖以價制量,以免使用電腦網路的人過多,造成虧損,真是一石數鳥的上上決策 。上網的人少,根本沒有塞車問題,建立國家資訊高速公路的計劃可以緩辦。使用 電腦的人減少,電腦犯罪率自然下降,刑事警察局也不用擔心找不到人偵辦電腦犯 罪案件。打電話的人少了,總統府當然不必像白宮一樣,為了鼓勵老百姓加裝語音 加密系統而傷透腦筋。新任交通部長如果批准此案,保證大功一件。

柒、後記

林路尾先生年幼時從鄰居長輩韓石頭先生學習十五音,並在台南「漱竹居」購得十 五音韻書一部八冊,至今保存完好。此部韻書正是嘉義版「彙集雅俗通十五音」第 一冊卷首扉頁猶有「增註硃字十五音」字樣,卷末印有「昭和十年三月四日印刷, 昭和十年三月十四日發行」「台南州嘉義市西門 三丁目九番地發行人許嘉樂」 「台南州嘉義市西門 一丁目一零九番地印刷所源祥オフセヮト印刷所印刷人吳源 祥」。每冊約四十餘葉(張),大部分以紅黑雙色套印。日政時代一般文化用紙水準 還算不錯,戰爭開始,物資匱乏,紙質逐年變差。從當時的出版品大致可以看出這 種變化。這部標記昭和十年(1935)出版的「彙集雅俗通十五音」,部分紙張品相較 差,有可能由不同時期殘存的版本拼湊而成。

林先生現年九十,耳聰目明,說起話來中氣十足。早歲服務於文化協會台南支部, 為日據時期台灣民主運動先驅蔡培火姻弟。曾經擔任日資川中鐵工場主任技師及工 場監督,戰後協助聯勤及台糖多項工程設計及監造工作,功在桑梓。如今年事雖高 ,仍不忘為本土文化盡一己之力。他看我一再翻閱這部韻書,乃欲以此相贈。我私 下推估,這部嘉義版「彙集雅俗通十五音」可能是台灣本地印刷的最早版本,其年 代在一甲子以上,歷經戰火猶存,彌足珍貴。林老先生厚愛,未敢遽受,謹以此文 誌之。

﹝網頁版補註﹞

「東風吹早梅,向暖一枝開,冰雪無人見,春從天上來,柳邊求去地,頗 他曾入時,英門語出喜,打掌與君知」原文參見許極燉著﹝台灣語概論-凡例 P.1﹞。

﹝韻略易通﹞作者蘭廷秀的早梅詩為「東風破早梅,向暖一枝開,冰雪無人見 ,春從天上來。」是用來展示其所記音系全部二十個聲母的聲母詩。

福州韻書﹝八音字義便覽﹞相傳為戚繼光麾下學者陳第所著。康熙進士林碧山改編 成﹝珠玉同聲﹞,後人將此二書合印,通稱「戚林八音」。其用以切音之聲母為 「柳邊求去低,波他爭日時,鶯蒙語出喜,(打掌與君知)」。聲母的集合雖沿用早 梅詩的五言,惟已跳脫文學意函,比較類似「口訣」。

謝秀嵐所編﹝彙集雅俗通十五音﹞所用聲母為「柳邊求去地,頗他曾入時,英門語 出喜」。

「打掌與君知」典故參見董作賓 -﹝閩俗瑣聞﹞與潮州韻書「彙集雅俗通十五音(擊 木知音)」篇末的「擊木知音法」。

福建通俗韻書通行於台灣者以十五音居多,志書文獻少有記載此事。「新港文書」 (台北帝國大學文政學部紀要第二卷第一號)一文卻載有"Formosan Speller"一節 ,提及 十五音應用之殘簡 (詳見1954,台灣省通志稿人民志語言篇)。

少運崎嶇老景宜 - 我的電腦學習歷程

少運崎嶇老景宜 - 我的電腦學習歷程

張東瀛

原載 1995-11 自動化科技 139 期 p.65-72



少年十五二十時

民國六十年,我還在台北工專就讀工業工程,學校購買一台五百萬的電腦,電算中心剛開張 不久,機器還在試機中,雖然選修電腦課,卻看不到電腦。課程名為「電腦應用」,學的卻 是 FORTRAN 程式語言,教科書就是那本剛出版的 FORTRAN IV PROGRAMMING Based on the IBM System 1130。這本書第一章有四張照片,分別是 IBM 1131 中央處理機,1442 讀 卡機,1132 印表機和 IBM 26 打孔機。每一台大約是辦公桌一般大小,總算讓我對電腦的 長相有個概念。

上課第一天,老師(助教代課)說他和我們一樣,也是第一次讀電腦,希望大家互相研究,多 多包涵。三學分課程,做兩道習題,課本紅線劃到224頁,Subprograms 還沒學完,學期就 結束了。初次和電腦交手,成績是82分。

考完預官,等待受訓的空檔,我到台大電機系讀「電子計算機程序計劃講習班」。六十年代, 想出國讀書的人會先到電機系拿這張結業證書。因為是研究所開的課,出國後可以抵免三個 學分的電腦課程。我雖然沒有學位,也花二千四百元報名(大約一學期註冊費)。一方面覺得 電腦這個行業將來大有可為,另一方面也想趁機體會在台大讀書的滋味。沒想到,二十年後 我的留學美夢成真,發黃的結業證書仍然有效,抵掉三個電腦學分,總算值回老本。



杜鵑花城勤練功

當時課表排了七門課;電算機概論,FORTRAN,數值分析,COBOL,作業管理,程式設計 技術和作業研究。其中數值分析和作業研究為二選一。課程紮實,師資又好,加上學費昂貴, 不得不全力以赴。一星期有五天,白天上機,寫報告,夜晚上課。後來連週末和假日也賠進 去,可說是到了廢寢忘食的地步。由於天天耗在實習教室,經常被學生當作助教,同學也紛 紛要求關照,窮於應付之餘,有位女同學還罵我「鹹菜脯」出氣。

在台大學電腦的兩個月,是我一生中少數幾個美好回憶之一。直到現在我仍然保有當年的筆 記,作業報告,整箱卡片以及一本 CDC3150 操作手冊。用慣高速硬碟的年輕朋友,恐怕很 難想像六十年代計算機的輸入方式。那時候,程式必須寫在 Coding Sheets,準備足夠的 IBM 80 行卡,從一個類似診所掛號的小洞遞給中心的打卡員,隔天再取回檢查有無打錯。驗證 無誤,排隊上機,再等一天才能拿到報表。運氣好的話,一次OK,便欣喜若狂。如果不幸 程式出了差錯,只好重來。一份作業到電算中心跑個五、六趟是常有的事。

期末考試,順利通過,取得結業證書。34期同學卻有一半遭到淘汰。兩個月的密集訓練, 讓我在電腦方面打下一點基礎,對後來長達二十年的學習生涯有莫大的幫助。當年教程式設 計的老師曾說:「有這張證書,表示你已具備基本的程式設計能力,但是別太高興,這條路 不太好走哦!」當時我才21歲,也沒想到將來會設計程式。倒是教作業研究的郭德盛老師(現 任台大教務長,當時剛從美國回來)特別強調,電腦是一個快速更新的領域,一旦投入,必 須隨時追求新知與技術,稍有懈怠,很容易被淘汰。這一席話,讓我印象深刻,至今不忘。


眾裡尋它千百度

服完兵役,很快找到工作,雖然曾經想到電腦公司做事,卻無法如願。那時候,全台灣的電 腦不到二十部,工作機會幾乎沒有。同期同學周君,畢業於中原電子工程系,軟硬兼備,本 想在電腦界一展身手,後來卻到法國落戶,開起中國餐館。我告訴他,天生我才必有用,奈 何早生二十年。不過他現在日子過得很好,大概也沒有什麼遺憾。

我在退伍後十年內從事四個不同的工作;外商電子公司 Foreman,汽車零件製造廠品管和研 發主管,化纖廠品管工程師,核電廠主辦機械工程師,沒有一樣和電腦有直接關連。民國六 十五年,服務的化纖廠有一部相當先進的程序控制電腦,可惜只供聚合製程專用。品管課做 大量的統計分析和實驗設計,仍用人工計算,經常出錯。我那時想,只要有一台小電腦,至 少可把工作效率提高十倍,每天也不必在數據堆裡打滾,月底還要忙著製作圖表。無奈事與 願違,不過我還是經常把電腦教科書翻一翻,找機會和電腦操作人員聊聊,交換一些知識。

民國六十七年,我參與核三廠建廠工作。電廠由貝泰公司設計。有二年多時間,整日和工程 設計圖,技術規範書為伍。從每天接觸的文件、電報,知道美國在電廠的設計和工程管理大 量應用電腦,然而在台灣的我們,卻得用人腦來對抗電腦。這話怎麼說? 原來貝泰公司用 電腦作生產計劃和工程管理,零組件送到台灣以前,電腦清單先到。為了追蹤這些零組件和 材料,工程師經常得花幾天工夫核對,一旦資料更新,又得重作一次。工地的資訊無法和設 計公司連線同步輸入,資料的回饋和修正往往曠日費時。核電廠管制嚴密,結構複雜,工程 進度和物料管理的關係密不可分,土木機電環環相扣。這種分工精細,預算龐大的計劃非常 適合應用電腦輔助建廠作業,特別是上游已經有效電腦化,更可收事半功倍之效。可惜的是 核三廠一直到民國七十二年試運轉時,工程管理仍不能電腦化,一般主管和工程人員鮮有電 腦概念,以致錯失大好機會。事隔十年,台灣的電腦工業和教育環境今非昔比,台電工程和 管理人員的電腦素養想必大幅提升,核四廠若能順利開工,施工管理當能一新耳目。


驀然回首來時路

民國七十二年初,ORANGE II (APPLE I I的相容機器) 在台灣大行其道,許多人買來打電動 玩具,我也買一台主機在宿舍和同事研究如何破解電玩保護程式。沒想到這一試卻上了癮, 而核三廠的工作經驗也讓我感覺到電腦的威力及其影響將無所不在。

APPLE II 在電腦史上已確有一席之地。這種早期流行的 PC 使用8 BITS 的6502 CPU,記 憶體只有64K。鍵盤和主機相連,磁碟機外掛,價格與主機差不多,大約各要壹萬元。當時 大學教授月薪也不過二萬多,這樣的設備並非人人買得起。打程式時一般都用錄音帶存放, Monitor 則透過訊號轉換器和電視共用。電玩程式也用錄音帶銷售,播放時會不時傳來陣陣 嘈雜的訊號聲。這樣簡陋的設備我用了一年半,大部份用來研究電腦的軟硬體架構,其間只 替朋友寫一個程式,計算衛星訊號接收機印刷電路的寬度。由於計算公式太複雜,小計算機 經常算錯,我用 BASIC 很快就把他的問題程式化,算是第一個自己開發的應用程式。

使用 APPLE 的經驗是我學習電腦的重要里程碑。由於有一台電腦擺在眼前,寫程式時心裡 很踏實,這種感覺和從前大不相同。我把荒廢十年的電腦知識,藉著研究 APPLE 附送的三 本手冊和 Lon Poole,Martin McNiff,Steven Cook 合著的 APPLE II User's Guide 加以沉澱, 過濾,再融合,同時利用成大圖書館內的相關電腦資訊,逐步把脫節的空隙填滿。程式語言 方面,BASIC 和 FORTRAN相近,很快就運用自如。對組合語言有起碼的了解後,我設定 好將來的工作目標,下決心把台電的工作辭掉,走上電腦這條不歸路。那時正好三十四歲。 站在人生的頂峰,電腦卻像一顆晶瑩耀眼的明珠。在初昇的旭光中閃爍著,向我招手。

千山獨行終不悔

在南台灣長大的我,英語能力一向不好。台北工專強迫學生閱讀原文書的教學方式,讓我吃 足苦頭。台電六年,和英文技術文件朝夕相伴,閱讀能力大有長進。回到台南,資訊環境比 恆春好很多,至少鄰近的成大圖書館就有不少中外文期刊可供瀏覽。一般電腦雜誌如 Dr. Dobb's Journal,PC Magazine,PC week,BYTE 和 IEEE 出版品都有我需要的資訊。自己 也訂了一份比較便宜的 Personal Computing。

中學時代,就曾幻想有一台可作翻譯的機器。這種粗糙的概念,促使我搜集數十篇相關論文, 也迷上人工智慧的領域。為了研究翻譯系統,還到成大外文系讀起語言學。民國七十四年, 把這些研究結果寫成「自然語言研究與自動翻譯系統」在自動化科技發表,意外地引起不少 讀者回響。有電腦公司來電相詢,也有建中的同學表示他想轉讀文組以便將來從事語言學研 究。這件事讓我重新評估自己的寫作態度,也開始思考作者對讀者應負的責任,從此下筆益 形謹慎。

寫完「智慧的面紗」(自動化科技,一九八七年七月) 我開始了解,發展一套實用的翻譯系 統並非一蹴可幾,特別是它所需要的人力物力,都不是個人所能負擔。因此我把研究目標轉 移到專家系統發展工具和比較實用的資料管理,希望能夠建立一個電腦輔助教學系統。民國 七十六年,AT 已經普及,BASIC 也從解譯器進展到可編譯的階段。我把文書處理和資料 庫的觀念結合,寫了一個文字資料編輯和管理工具,用來整理私人資料,後來繼續改良,成 為「TITES 多媒體教學系統」的一部份。

第一次看到專家系統這個名詞是在 IEEE Expert。比較有深入的了解則在參與國科會的研究 計劃,輾轉獲知德州儀器公司出版的 Personal Consultant Plus以後,經由評估這個軟體,建 立兩個先導系統,獲得滿意的結果再著手進行教學系統的設計和實驗,前後歷時三年。由於 專家系統需要大量的記憶體,硬體資源略嫌不足,到後來修改一個 Rule 竟費時二十多分鐘。 長久注視螢幕的結果,也導致左眼視力減退。我做完文字和影像部份並建好範例,決定把這 個系統告一段落,一圓留美進修的舊夢。


三更燈火五更雞

民國七十六到七十九年間,可說是我的創作高峰期。那時候的創意和構想,宛若泉湧。每日 工作十二小時,經常三餐就在電腦面前解決。有時三更半夜想到某個 Idea,馬上縱身下床, 上機試驗,直到曙色將至,白光漸現。我知道這樣的機緣,終生難再,因此格外珍惜,出國 的計劃也一再延展。I-20 收到,申請延後入學,無法成行,再去函道歉,然後又申請他校 入學許可。

把「多媒體專家教學系統」相關資料整理完畢,準備將來作為撰寫論文之用,最後摒擋一切, 申請簽證時竟然兩度遭到美國在台協會拒絕。他們認為我的資歷豐富,年紀又大,不可能自 費到美國讀書,一定是想移民。我費盡唇舌,一再解釋,仍然無法說服他們。想到多年心願, 功虧一簣,不覺頹喪至極,只好打道回府。在南下的火車裡越想越不甘心。回南部後索性將 歷年發表的論文,程式作品和操作手冊整理就緒,再附上一篇短文,詳述計劃留學的經過, 心想這兩吋厚的文件加上一大堆磁片,老美如果識貨,說不定還有一絲希望。

第三次申請,面談官瞄附件一眼,順手翻一下,慢條斯理地說:「我還是不相信你要去讀書」, 我聽了一急就說:「寫這些程式,費了我五載光陰,此外,我三十四歲再用四年讀完一個學 位,全班第五名畢業,你想一個人的青春能有幾個十年?我若想移民,不必如此大費周章。」 然後劈哩趴拉把論文計劃述說一遍,最後老美瞪著我,蓋了章。拿到簽證,距離學校報到的 日子只剩十天。


密蘇里披荊斬蕀

揮別牽手,把唯一的兒子抱起又放下,民國八十年一月一日我背著登山背包,兩手行李,搭 乘西北航空班機直飛底特律,再轉堪薩斯。抵達學校已是夜半三點。小睡片刻,睜開雙眼, 只見皚皚白雪對映藍天朝陽。順手拿起相機,走出室外。零下五度的空氣格外清新,幾隻松 鼠在雪地裡跳躍。我瞄準鄰近的教堂,按下快門。心想,年過四十,宿願得償,雖然還有一 場硬仗要打,卻對自己充滿信心。

學校裡使用的電腦是多樣化的,大中小都有。個人電腦除 PC 外還有許多麥金塔散佈在各 系所。雷射印表機也有一千多部,因此在圖書館地下室成立一個維修中心,負責全校電腦設 備的維護工作。麥金塔由於使用圖形操作介面,頗受學生歡迎。PC 則用於行政和圖書管理, 資訊檢索。網路使用相當普遍,BITNET 和INTERNET 都已連線。然而台灣來的留學生很 少使用這項珍貴方便的資源,可能是我們的區域網路系統起步較晚。民國七十六年,教育部 電算中心引進 BITNET時,校園網路尚未普及,一般學生無緣使用。當時成大只有三、四 台終端機連線,傳輸品質也不甚理想。我利用暑假探索 BITNET 網路,再將所得發表於自 動化科技四十七期,隨後台灣 IBM來電表示希望轉載,可見當時網路資訊的封閉與不足。 反觀今日 INTERNET 在台灣大行其道,使用者在家裡即可經由數據機上線,非常便捷,實 應大力推廣。

在圖書館流連一段時間以後,最讓我印象深刻的倒不是先進的電腦設備,而是圖書館從業人 員面對自動化潮流所作的自我調適和努力,以及呈現在外的敬業態度。學校的圖書及媒體檢 索系統相當完善。透過 OCLC (Ohio Computer Library Center) 將全美各大學和世界知名圖書 館資源即時連線,構成一個國際圖書資訊網路。經由館際合作,任何網點資源唾手可得。遺 憾的是當我試圖和台灣連線時,竟然找不到可以切入的網點,不免令人感嘆!

豐富的圖書館資源使我在撰寫論文時有恃無恐,更妙的是讓我買到一本珍貴的舊版書。有一 次,我在舊貨間裡看到 Washington Irving 寫的 The Alhambra。書本很舊,卻相當完整,只 是版權頁已經不見,查不到出版日期。根據外觀研判,此書可能是十九世紀的版本。回到學 校,馬上從 OCLC 叫出書名,一一核對電腦顯示的出版記錄,從外觀尺寸,頁數,裝訂方 式確定這是一本 1852 年出版的舊書。這件事著實讓我高興好幾天。

一般而言,我的留學過程還算順利,不過開學不久卻有一段戲劇性的轉折。有一門系主任開 的課,規定每位同學必須選擇一個主題,輪流主講,其他人可提出質疑或討論,每次上課還 要繳交一份和當次主題有關的讀書報告。班上的同學,有不少是教書多年的老師,我的英文 Writing 實在無法和他們相比,接連拿了兩個C,自尊心大受打擊。初抵異域,舉目無親, 系裡只我一個台灣學生,雖不至坐困愁城,一時也無善策。後來才知道學校有個 Writing Center 專門協助學生解決寫作問題,趕緊請他們幫我 Review 一下,總算漸有起色。輪到我主講「人 工智慧及其應用」,事先準備大綱和參考資料,影印給班上同學。兩個小時下來,贏得不少 掌聲和友誼。從此系主任對我刮目相看,還自願當我的論文指導教授。系裡有電腦方面的問 題,經常找我討論,在台灣磨練出來的本事,很快就派上用場。從逆境轉到順境,電腦功不 可沒。


修論文四月竟功

除了本系開的課程,我還到英語系選修 CAI。「TITES 多媒体教學專家系統」也在英語系修 課時展示,和他們使用的軟体相比並不遜色。學校的軟体相當豐富,我總算有了砌磋的機會。 那時候光碟已經流行,多媒体方興未艾,我的足跡不出學校方圓百里,感覺自己就像一塊海 棉,拚命吸吮資訊世界的肥美汁液。暑修結束,寫了一篇「多媒体電腦系統」刊於自動化科技 91 期,除了記錄這段學習過程,也闡述自己對多媒体系統的憧憬與期待。然後靜下心來準備撰 寫論文和學位考試。

在台灣已將論文題目和程式準備妥當,相關論文也先後在自動化科技發表,並經國科會收錄 於中華民國科技期刊論文索引內。這些文章對我的學位取得大有助益。一般而言,美國的高 等學府對學生的研究自主權相當尊重。論文題目和寫作大綱經指導教授同意後,系主任好意 幫我申請助教獎學金,希望我在未來的一年完成論文寫作。我很坦誠地告訴她,自己準備多 年,何況青春不再,時間對我而言,已非金錢所能衡量,我決定在四個月內完成。

論文定名為「A Multimedia-based Bilingual Instructional System Using An Expert System Shell (以專家系統發展工具建構電腦多媒体雙語教學系統。)」我用麥金塔的 WORD 做文書處理,整 本論文包括圖表,照片只有一個檔案。指導教授認為必須修改或加強之處,隔天馬上改好, 一次列印三份,送請過目,前後總共修改七次。最後由三位指導教授合堂會審後定稿。非常 時期裡,每天只睡五個小時,有一陣子一天兩餐以速食麵裹腹。還好耶誕節過後,密蘇里氣 候反常,沒有下雪,久年胃病卻霍然而癒。論文送到 Graduate School 審查通過後,系主任 告訴我,這段時間她睡得不安穩,煙抽得很兇。我在心裡偷笑,卻由衷地感激他們對我的支 持與幫助。

學位拿到手,我把論文交給 University Microfilms International 出版並製作微縮膠片,也向 國會圖書館辦妥著作權登記,接著和 Texas Instruments 洽商 PC Plus Runtime 版本再授權 的可行性。誰知 TI 軟体部門告訴我,公司決定中止發行 (Discontinued) PC Plus。這個意外, 粉碎了我將 TITES 多媒体教學專家系統商品化的構想,也讓我深切地体認,程式設計師選 擇發展工具所冒的風險和面對不可預知的未來,必須突破困境的勇氣。

事已至此,我開始盤算如何改寫「TITES 多媒体教學專家系統。」這個念頭我在撰寫論文 以前就曾想過,只是考慮到各種因素,便擱了下來,如今沒有選擇餘地,只好另起爐灶,直 接用程式語言撰寫,以求一勞永逸。安慰自己幾天以後,我開始採買所需的工具軟体。在台 灣,除了倚天中文系統是自己買的以外,其餘設備都是向學校和教授商借使用,家裡只有一 台宏碁710XT,還是二手貨。美國的軟体便宜,學生又有優惠折扣,我陸續添了不少工具, 其中有些 Shareware,花筆小錢註冊,和作者有了交往,直到現在仍然保持連絡,經常交換 資訊,無形中也拓展了知識領域。


過河卒但進不退

八十一年夏天,回到台灣,留美預算尚有節餘,一口氣買了三台486,又添加光碟機,音效 卡,圖形掃瞄器和雷射印表機,終於有自己的工作室。說來慚愧,離開台電以後收入並不豐 裕,勉強糊口而已,民國七十年已購小屋一幢,一家三口幸有棲身之地。妻子在家開班授課, 收入尚可,我除了兼幾堂電腦課,大部分時間得以進行程式改造計劃,免了後顧之憂。

由於軟硬体設備比較齊全,重寫系統的工作相當順利。主体架構在半年內完成。我用 QBASIC 4.5和 Microsoft BASIC PDS 7.1 充作系統外殼,再運用框架結構從 Module 呼叫組合語言 副程式,逐步建立「TITES 多媒体教學系統」和「TITES 多媒体管理系統」,不僅可以整合 文字,圖像,音效和動態影像,加上以滑鼠驅動的圖形選單介面,六種 24x24 中文字型, 1024x768x256色高解析畫面,看來比原有的系統更加生動,經過編譯,測試以後發現程式 比從前短小,執行速度加快,又不需要 Runtime 版本,完工以後,我再設計一個多媒体動 畫作為廣告,至此完全擺脫發展工具的限制,成了真正 Stand-alone 的軟体。回想這段心路 歷程,頗有「失之東隅,收之桑榆」的快感。


獻敝帚與君共勉

剛開始寫程式,很少考慮維修問題。有了構想,稍微思考一下結構,便開始動手。寫碼時猶 如天馬行空,一瀉千里,等到捉襟見肘時再回頭挖東牆補西壁。寫完後備份存檔,頂多注意 不讓磁片發霉便萬事OK。到後來,程式大而複雜,想要修改時連自己都要反覆看上幾遍才 能下手。經過數次教訓以後,終於了解事前規劃工作的重要性。後來又把核電廠記載施工日 誌那一套如法泡製;只要有進度,就寫施工日誌。詳細記錄工作內容,原始構想,寫碼時遭 遇的困難,變數如何定義?執行結果是否有錯誤,怎樣解決問題等。程式內容有重大變動, 就更新版次,將舊版存檔。每隔一段時候列印一次,局部更改則直接在程式加上說明及修改 日期,方便和工作日誌的記錄比對。如此一來雖然費時,卻使維護工作有條不紊,查考相當 容易,工作效率提高不少。

比較重要的參考資料,先用卷宗分類歸檔,滿載以後再用牛皮紙袋寫上編號,日期和目錄收 存,同時把目錄放進資料庫內存檔以便日後查考。閱讀雜誌和電腦資訊時,我一向有摘記重 點的習慣,內容包括瀏覽日期,期刊名稱,期別,頁次,標題和摘要,廣告上的資訊也不例 外,全用 A4 紙張加以記錄,依序歸檔。

軟体管理方面,從前把常用軟体做適當分類,再用筆記記錄諸如軟体功能,版權類別,操作 方法,應用範圍,功能限制及操作注意事項等。後來將這個構想設計成外部程式資料庫,放 在「TITES 多媒体管理系統」內,只要將每個軟体或程式,依照分類建立資料錄,需要執 行這些軟体時,便可很快瀏覽相關資料錄內容,按 ENTER 鍵執行。不論 DOS 或 WINDOWS 程式都可應用外部程式加以整合,不但擴充程式功能,也延伸應用領域,更是 管理軟体的好幫手。

某些工作如影像或音效處理,可能要用兩種以上工具才能完成,對於這些特殊的應用實例, 我也用筆記來記錄操作程序。例如「製作動畫的方法」,「製作立体聲 MIDI 音效」,「如何 調整 Monitor 掃瞄頻率與V8 攝影機同步」,「如何將256 色圖像設定特別的調色盤」等, 日子久了便累積成一本實用的電腦教材。


雪夜林邊暫駐馬

有幾個朋友問我,你程式寫這麼久,到底賣幾套,賺多少錢?我都說「賣一點點,賺一點點。」 發財是商人才有的本事。我想寫程式,只因有源源不絕的構想,又不自量力地想把它實現。 電腦世界,對我而言就像「雪夜林邊駐馬」裡的森林;幽暗、深邃,卻令人著迷。創意的實 現,所獲致的成就和滿足,絕非金錢能夠比擬。最近將一批年代久遠,略嫌殘破的寫真,利 用影像處理技術修復,再以 78 轉古董唱片配音,附上文字說明存入多媒体資料庫。六十多 歲的母親從電腦裡,看著自己年輕時代的倩影,熟悉的音樂從喇叭輕瀉而出,時光彷彿回到 從前。剎那間,我明白這幾年的努力並沒有白費。

有時候會問自己,下一步做什麼?移植到 WINDOWS 95?也許吧!從前選修莎士比亞,我 就知道「威尼斯商人」可以永垂不朽。米開蘭基羅的大衛雕像比他活得還要長久,然而程式 軟体日新月異,很難不被淘汰。只有把科技,文化和藝術相結合才能傳諸後世。我目前想做 的是利用「TITES 多媒体管理系統」,把 1895-1995 這一百年間,台灣的人事地物記錄下來, 為歷史做個見證。這個工程確實浩大,不過我和兒子都有愚公移山的精神。從資料蒐集,考 證,文字編輯,圖像輸入,音效製作和影音攝錄等工作,逐步進行。目前已建立一百三十個 資料錄。


少運崎嶇老景宜

走筆至此,當近尾聲。秋色宜人,突然想起年幼時祖父央人替我排的命書,上頭批有一首七 言:「元神乙木大雪期,幸喜頤氣來相依,傷官逢財衣祿富,少運崎嶇老景宜。」回想我的 電腦學習過程,還真是蜿蜒曲折,但願從此順風揚帆,漸入佳境。「少運崎嶇老景宜」,還不 錯,就以此為題。

1999年10月18日 星期一

繪畫是另一種形式的聲音


紅瓦厝 - 林榮德畫集



繪畫是另一種形式的聲音 - 剖析林榮德的創作世界 文: 王哲雄 國立台灣師範大學美研所所長 
 
如果有蘇俄作曲家莫索斯基(Modest Petrovitch Mossorgsky, 1839-1881)
 在1974年試圖以聽覺的語言來傳達視覺的影像,
而發表他的名曲《展覽會場的畫作》(Tableauxd'une exposition);
那麼,在台灣的音樂家林榮德先生
卻以繪畫的形式去詮釋音樂的旋律與節奏,
正如他自己所說:「顏色明暗和造型變化
是另一種形式的聲音」。
 
 
 林榮德愛好繪畫的程度與迷戀音樂的執著,
實在是難分輕重,不易割捨。
林榮德藉聲樂的節奏與音色唱出生命的莊嚴,
也藉著繪畫,表現出他熱愛家園的心聲
以及對台灣這塊土地未來的期盼。
  林榮德的創作世界,隱涵著幾種情結:
首先是對兒童音樂教育的關切,
 
在這種情結下,他會畫出兒童與各種音樂的樂器,
像「玩木琴的小孩」、「唱歌的小孩和鐘琴」
「玩手搖鈴的女孩」、「玩吉他的小孩和世界」...等
融合聽覺與視覺影像的作品,
表達他對兒童音樂教育熾熱而赤誠的意願與理想;
當然,由兒童的自然生態:天真快樂的本性,
林榮德聯想到許多有關兒童與宗教信仰、
兒童與和平人權、兒童與家庭的問題,
 其次是對台灣鄉土的緬懷。 林榮德透過他的記憶和想像,對台灣的古老 風俗民情、鄉野農牧、廟會神祇、古厝村落, 拋出他珍惜和懷念的眼光。 如果再給林榮德一次機會,讓他以音樂或以繪畫 來表達他這種緬懷鄉土的心情, 這種無法醫治的「思鄉病」, 我相信林榮德還是會選擇繪畫, 因為這種情結的抒發,繪畫形式確實是 比音樂要來得直接,來得有力;而且 林榮德以故事性夾雜幽默與悲愴的圖像並置手法, 更具有強烈的感染力量。 於是近乎夢克 (Edvard Munch 1810-1863) 的焦慮與不安的「台南鄉下紅瓦厝」、 「台南縣歸仁鄉歸仁村」;
日本浮世繪影響下的「台灣山脈」;
 米羅幽默情懷的「農夫和女兒」、 「古早台灣鄉下夜景」;有高更原始藝術風味的 「沈思的大道公」、「傳統台灣:唸珠菩薩」 和「傳統台灣:伏虎」;也有強烈表現主義色彩 和激盪不安的梵谷塑影的「傳統台灣:龍樹菩薩」。 當然還有素人畫家天真直率的「廟會:普渡時陣」 和「向洪通敬禮-悲悼台灣的布袋戲及被劫殺的童年」。 以上兩種情結是非常明確地呈現在林榮德的 大部份作品中,尤其他在1987年5月所製作的 一件題名為:「我」(Myself)的作品裡,
甚至以塗鴉文字在畫上寫著:
「21世紀新的文藝復興萬歲!」;
《I love Taiwan!》; 《My love to all children!》。 因此,林榮德創作世界中的第三種情結, 在這塗鴉文字中也露出端倪, 他以「21世紀新的文藝復興」 作為對台灣未來的期許。 也許,林榮德認為新的文藝復興運動要在台灣生根落實, 必須先要有一個理想的孕育環境,那就是自由和平, 人與物各得其所,盡其份,自然和樂的世界, 所以林榮德第三種情結就是淨化台灣的環保意識, 其實這種意識型態是從第二種情結昇華擴大而來的「我愛台灣」的具體表現。 正如法國「巴比容畫派」(Ecole de Barbizon)的大師 盧梭 (Theodore Rousseau 1812-1867), 當他看到他心愛的楓丹白露森林的橡樹被砍伐時, 有如自己的手腳被砍斷一樣地傷心痛苦。
林榮德語重心長地控訴破壞自然生態的罪行而說: 「從前的台灣山川秀麗,風景如畫,素有《美麗島》之稱。 如今自然生態破壞無遺,森林砍伐殆盡,水庫也隨著枯竭, 再多再大的水庫也無法彌補。 如何保護我們的生態環境使免於瀕臨滅亡, 是每一個台灣人值得深思的事, 不能再縱容燒山、砍伐樹林、浮濫開發等對大自然沒有憐憫心的行為。 風不調、雨不順,是大自然對人類破壞環境的一個回應; 大自然純潔地像嬰兒, 不知道善待養育我們的大地之母,報應就來了」。
 所以,一系列「救樹林」、「救樹木,救生靈」、「愛惜」 「貓頭鷹」、「貓頭鷹與鋼琴」等積極面去激發環保意識, 也有像「千年枯樹上最後一隻貓頭鷹」、「被污染的森林孩子」、 「月亮也發愁」等消極面的反諷手法來喚醒泯滅的良心, 俾能即時挽救人類的生存空間。
林榮德的繪畫,基本上是自學的, 所以他沒有任何學院的包袱, 他可以完全依照自己的方式去感知周遭的事務, 用自己的表達方式來詮釋自己的感受; 他不必考慮傳統的邏輯,更不必考慮傳統的技法。 然而從林榮德的作品使用色彩的大膽潑辣與元生率意, 從林榮德繪畫風貌的多元, 我們還是可以察覺到他與西方藝術思潮的密切關係。 單從色彩的張力而言, 他的畫作與表現主義的血緣關係是不容置疑的。 就造型的純真與樸拙而言, 他的藝術又直逼天真畫的素人風格; 尤其在抽象形式與具象形式的交織應用下, 林榮德的繪畫又與眼鏡蛇藝術群的表現形式非常類似。 就畫面的結構而言, 林榮德是一位「魔術師」, 變化無窮極度自由; 有時像是有心安排,有時像是隨意排列; 有時畫面綿密繁複,有時閑散數筆。 就空間處理手法方面來說, 他的作品很少涉及「深度空間」表現上的問題, 因為他的空間觀念是建立在立體主義最先發明的「表面空間」, 不必呈現前後的深度, 也不必要求嚴格的比例關係。
總之,林榮德的繪畫是以台灣鄉土為「體」, 以西方藝術思潮為「用」; 同時,在「體」「用」的相輔相成之下, 結合感性和理性的元素, 締造了林榮德特有的個人風格, 表達了他「繪畫是另一種形式的聲音」的信念。 就像克雷(Paul Klee),是音樂家出生, 林榮德也步其後塵, 但卻將音樂轉化為激情的色彩和悲愴的情結。 欣聞林榮德在美國將有盛大展覽, 特撰此文分析他的創作語彙並道賀其展覽成功。 巴黎大學美術史與考古學博士 國立台灣師範大學美研所所長 王哲雄




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Last update : 1999-11-22
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