互動設計套件的實作
為了實際驗證能否透過互動設計套件(IDT)來幫助學習互動設計，將實作出IDT的實體控 制與邏輯單元，讓電路設計抽象組件化，以及邏輯概念實體化的落實為此章節的重點，
並進一步重視學習者於使用操作的簡便、資訊視覺化的設計包裝，達到以設計者為出發 點的學習套件。而本論文的操作選用，將先採用最基礎的互動元件進行實做，搭配基礎 的邏輯，先行驗證互動設計套件對於初階互動設計的使用。
4.1. 模 組 化 套 件 的 實 體 化 需 求
「 使 用 光 當 做 媒 介 ， 水 母 會 根 據 我 的 位 置 不 同 ， 造 成 光 影 的 遮 蔽 ， 故 會 感 知 我 所 面 相 的 方 位 ， 朝 向 我 的 那 邊 觸 手 就 會 經 由 機 構 帶 動 舉 起 」 ，前一章節所使用的案例，
經由雛形的規劃，開始選用該使用何種電子元件來達到理想的效果，有可能將其實作架 構為詳細的實體製作層面「 使 用 四 顆 光 敏 電 阻 ， 分 佈 在 不 同 的 面 向 ， 當 使 用 者 遮 蔽 一 方 的 光 敏 時 ， 會 造 成 電 阻 值 變 化 ， 即 可 得 知 使 用 者 的 位 置 。 接 著 藉 由 伺 服 馬 達 來帶動觸手關節的動作，來模擬觸手的舞動」。到了這個層級，互動設計已進入將雛 形實作規劃轉變成細部電路實作與程式撰寫的部份。然而，實際的問題在於，就算是已 有一定經驗的互動設計者，也往往需要相當的經驗，才能確實地知道該選用哪種電子元 件，進一步才了解該搭配哪種數值的電阻、電容，來形成有效電路達到需求，更不用提 當中的訊號處理與電源處理，學習者往往需要專人來輔助或是耗費相當龐大的時間來實 驗與測試，找出可行的辦法與偵錯。而IDT為解決互動設計特定化之流程，即需解決於實 作時電子電路的複雜與元件線路連接的問題，以黑盒子的操作方式包裝起這些對於設計
INTERACTIVE DESIGN TOOLKIT 46 抽象無關的電路，將其抽象化為雛形邏輯思維，僅存元件本身特性做使用與學習的重點
(Fig 4.1)。
Fig. 4.1: 解決互動設計學習的最大重點，在於如何將複 雜的電路知識抽象化為簡易的雛形設計邏輯。
而在上一章節，歸納了互動設計組件的特性，整理了基本單元與邏輯單元的需求，然而，
若需要將其實體化，需要再更進一步思考實際於操作時，學習者對於觀念與操作性的問 題，故接下來會針對IDT如何簡化此問題做說明。
4.1.1. 單元的訊號
當以往學習實體電路，單一個基本電子元件，往往需要配合的相關電路，結合為可供使 用的單元，而單元與單元之間的也是透過訊號的變化來傳遞環境變化或狀態的控制，在 基礎的教學上，所選用的電子元件的訊號變化幾乎皆以電壓變化為依據，根據使用上的 不同與元件特性，訊號可以分為：
(1) 數位（digital）：給電或不給電（HIGH / LOW）之間的變化、狀態改變的依據，
例如LED的亮暗、按鈕是否有按下。
(2) 類比（analog）：有程度上的變化，是一線性的關係，可與環境因素變化成正比 的對應，例如旋扭的轉動變化、光敏的遮蔽程度。
INTERACTIVE DESIGN TOOLKIT 47 (3) 脈衝（pulse）：有些電子元件的控制是透過不斷地改變給電狀態，一直重複一定
單位時間的HIGH、LOW，來做為編碼改變其輸出動作，算是數位訊號的延伸運 用 ， 只 是 需 要 運 算 處 理 ， 這 種 編 碼 方 式 叫 做 脈 衝 編 碼 調 製 （ Pulse Coded Modulation），例如透過不同的脈衝時間，可以控制伺服馬達（Servo Motor）精準 的角度變化。
因此，若採用了不同的元件，則隨之會有不同的訊號類型產生，如何將這些訊號統一結 合為相同抽象概念，提供直覺學習使用，仍須進一步地考量。
4.1.2. 單元的連結
為了解決使用者直覺使用，並配合抽象邏輯，IDT將基本電子元件、邏輯運算的訊號皆配 合為電壓變化的傳遞，IDT期能以相同單一抽象邏輯就能表示整合輸入或輸出單元的訊號 處理（Fig. 4.2），故於實體操作的接線採用亦是實做的慎重考量之一。
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Fig. 4.2: 在抽象邏輯上，IDT希望能直接以單一符號包含不同種類的訊號處理
由於不論數位訊號或類比訊號皆為電壓變化，且基於需讓初學者了解基礎元件的變化為 何，故將訊號與電源供給整合為單一實體連結線，IDT選用3.5立體音源連線，原用於左 聲道、右聲道、接地訊號三條訊號線在其中，而IDT將其改良為正電、訊號、接地三條訊 號使用，其優點可以減少在插電路板時，同時必須所做的接正、負電與訊號三條線的動 作，使用者只要直接做拔插即可（Fig 4.3）。
使用Arduino等開發版時，使用者得自行 將接線接出至電路板上，需先了解每個 接腳的性質。
IDT採用立體耳機線，將電源與訊號整 合，要使用元件，僅需做拔插即可。
Fig. 4.3: 開發版與IDT接線比較
而在電源供給方面，使用2.5吋直流電源輸入作為統一規格的電源供給，並在每個組件的 電源輸入端皆提供電源指示LED燈，方便了解線路是否正確連結，以達正確供電。由於 已設計單元與單元間的連結線可互相串連正、負電，故僅需決定由何處供給電力，參照 章節3-4所整理的組件特性，基本互動流程可視為輸入-邏輯-輸出三單元的相互組合，故 將電源輸入供給點設置於各邏輯單元上，並作為操作時的思考著眼點 。
INTERACTIVE DESIGN TOOLKIT 49 4.2. 基 礎 單 元 之 實 作
由於IDT各基本單元是將電路組件化以及邏輯實體化，在各單元的實作項目將說明各電子 元件之特性，以及對應節省之複雜度的組件架構。將上一章節所整理的元件挑選部分作 為實作使用，轉化為抽象邏輯思考，考量其操作性，並加上各元件所需或產生之訊號，
各元件所需訊號類型，皆整理於圖示左右，而左方皆代表輸入端，右方代表輸出端，而 邏輯單元的設計因需考量實體邏輯，著重於實體操控性與資訊視覺化的思考。
4.2.1. 基本輸入單元
▶ 光敏電阻：
[原 理 ] 用以操作光感的元件，其電阻與光的強弱有關。當光的強度增加，
則電阻減小；光強度減小，則電阻增大。
[運 用 ] 此種元件最常用於互動設計的基礎學習上，能簡單取得基本的環境 變化，但也容易受環境變化的影響。
可裝置在牆面或裝置上，當有人經過或用手遮蔽時，則會偵測到，
用以判別空間中的光影變化。
[意 象 關 聯 性 ] 私密/開放、明亮/昏暗
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▶ 可變電阻：
[原 理 ] 透過物理性的轉動旋軸，可以改變輸出的電阻值。
[運 用 ] 此種元件也經常用於互動設計的基礎學習上，能簡單靠使用者的直 接操作來改變狀態。也可藉由裝設在空間物件上，透過使用者動作 的轉換，來獲取空間變換的數值，如裝設在門軸上，就可以透過使 用者開門的角度，來了解空間開放程度。
[意 象 關 聯 性 ] 調節、改變
▶ 開關：
[原 理 ] 直接使用物理性的碰觸，來進行狀況的轉換。
[運 用 ] 此種元件也經常用於互動設計的基礎學習上，能簡單靠使用者的直 接操作來改變狀態。也可藉由機構的設計，改變狀態的切換。
[意 象 關 聯 性 ] 切換、距離 、 按擊、滑動
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▶ 觸碰開關：
[原 理 ] 利用人體靜電的感測，偵測是否觸碰到表面。
[運 用 ] 此種元件並非常用在基礎的學習上，但特性相像於另一種開關～近 接開關，具有按下與放開兩種狀況的不同，可用在偵測使用者是否 接觸到物體表面。
[意 象 關 聯 性 ] 按擊、滑動
基本輸入單元皆以將基本電子電路包裝為抽象概念為原則，盡量符合直覺式的操作，以 觸碰開關為例，原本的線路應為 Fig 4.4a 所示，透過一連串的線路，偵測到靜電感應的 變化，再改變輸出之狀態，在以往的實作階段，使用者必須自己組裝並檢測，然後再橋 接輸入線路至單晶片做處理。然而，IDT的基本輸入單元試圖將複雜的電路包裝，轉化為 黑盒子的操作概念，並整合所規劃的抽象意象與連接方式，讓使用者僅需了解其原理與 運用方式，透過簡單的抽拔就可以快速使用該組件，在此階段完成完整隱藏硬體電路製 作的困難，將電子電路的學習思維提昇，對於目的導向之學習者不需理解如何搭配電阻、
電容等基本電路元件，僅需了解主要電子元件的特性與功用，即可選用該組件完成需求，
如 Fig 4.3b 所示，使用者的理解將觸碰開關模組的複雜線路轉變為—「以手觸碰組件表 面 ， 會 產 生 靜 電 變 化 ， 影 響 組 件 的 輸 出 訊 號 變 化 」 ，大幅降低學習與操作該元件原 理的門檻以及困難度，只要實際操作一次，即可了解該元件的特性。
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Fig. 4.4: IDT將繁複的電路做簡化
4.2.2. 邏輯單元
▶ 門檻值：
[原 理 ] 設定一基準值，判斷輸入值是否有超過。
[運 用 ] 用於條件判斷的邏輯，當滿足超過基準值的條件，就會輸出 正電壓，反之，若沒超過，則維持負電壓。
[意 象 關 聯 性 ] 條件觸發、設定
在過去互動課程的教學中，電路製作好後，還必須回到電腦環境中，撰寫程式燒入開發 板中，不斷地透過數值輸出來判定輸入端數值的變化，才能判斷該設定多少的基準值，
再變動程式修改，重複燒入程式至開發板中，而在這樣不斷於電路製作與撰寫程式間轉 換，亦即是於實體與虛擬介面中的切換經驗，使得學習者往往感到困擾，且不斷地重複 許多與設計製作不相干的動作。若滿足設計者在使用操作時，僅僅需要透過直接動手操
(a) (b)
INTERACTIVE DESIGN TOOLKIT 53 作組件，就可以設定好條件，達到簡單的判斷需求，故IDT在邏輯單元的實作上，把邏輯
單元實體化，以及強調資訊視覺化的直覺操作。
以基準值設定邏輯單元為例，數值的輸入變化，轉化為資訊隱晦的燈光分群，將0~5V的
以基準值設定邏輯單元為例，數值的輸入變化，轉化為資訊隱晦的燈光分群，將0~5V的