4.5 動畫管理模組
4.5.1 動畫模組參數化
good/bad/great 三種不同的情緒，好情緒時的 NPC 與壞情緒時的 NPC，將會給予 故事體驗者不同的回應，而 NPC 的情緒會隨著互動過程有不同的變化，讓故事
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 13 拆分身體部位來播放不同動畫之範例 4.5.2 動作排程
在虛擬實境的互動敘事中，為了讓故事體驗者能夠透過參與影響劇情發展，往往 無法像普通的動畫一樣，單純依照製作者的想法安排動畫播放的時間，而是需要 考慮到故事體驗者參與進來的時間，播放合適的動畫回應。但是如果僅有互動時 才觸發動畫，所有 NPC 將都等待著故事體驗者與之互動，才會有所動作，不像 現實的狀況人物會有自己的想法，做自己當下想做的事情。因此，我們希望在這 中間取得一個平衡點，讓 NPC 照著基本的故事劇本演出，而當故事體驗者透過 故事參與以影響劇情發展時，可以藉由互動腳本的設定去演出不同的劇情。
為了合併這兩種不同的動畫觸發方式，我們的系統利用了類似 priority queue 的概念，將動作解析模組及故事管理模組傳來之動作指令依照不同的優先度，插 入或放入 queue 當中，並依序執行動作。
以圖 14 為例，遊戲時間為 0 時，嫌疑犯的動作排程中沒有任何動作。遊戲 時間為 n 時，故事管理模組傳來走路的動作指令，系統將該動作指令放入動作排 程中，並開始執行，嫌疑犯播放走路至目的地的動畫。遊戲時間為 m 時，故事
‧
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
作排程中移除，並接著執行坐下的動作指令，播放坐下動畫。遊戲時間為 h 時，
坐下的動作指令結束，嫌疑犯維持坐在椅子上的動畫。
圖 15 動作排程範例示意圖二 4.5.3 互動式動畫
除了根據故事體驗者不同的輸入及故事歷程，NPC 會有不同的對應動作外，我 們的系統亦能依照玩家虛擬角色目前的位置，決定 NPC 面對的方向。例如 NPC 對玩家虛擬角色說話時，會面向玩家虛擬角色的方向，讓故事體驗者擁有 NPC 是在跟自己說話的感覺，如圖 16，左圖為坐在 NPC 右邊，右圖為坐在 NPC 左 邊。
圖 16 NPC 面對玩家方向
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
當動作排程中的動作指令被執行時，某些指令會根據當下虛擬世界的狀況改 變，例如根據動作執行者與目標物體的距離，改變播放的動畫，讓動作的動畫演 出更加合乎邏輯，如圖 17 至圖 20 為「shoot」動作之範例，圖 17 時玩家進入 NPC 視線範圍內，開始朝玩家射擊；圖 18 時玩家向右移動，NPC 追逐玩家；圖 19 時玩家與 NPC 距離過遠，NPC 播放左右查看的動畫，並停止 shoot 動作；圖 20 時 NPC 恢復原本的動作排程，走向酒吧。
圖 17 shoot 範例-玩家與 NPC 距離近，NPC 開槍射擊
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 18 shoot 範例-玩家與 NPC 距離中，NPC 追逐玩家
圖 19 shoot 範例-玩家與 NPC 距離遠，NPC 左右查看，停止 shoot
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 20 shoot 範例-NPC 停止 shoot 後，繼續原本的動作，走向酒吧
表五列出了所有動作指令及其會根據哪些情況做出改變，條件式中的 distance 皆是指動作執行者與目標物之距離，f 為 Unity 中之單位。
表五、動作指令清單
動作指令 狀況判斷
walk if distance > 0.5f，則 walk else 停止 walk
run if distance > 0.5f，則 run else 停止 run
follow if distance > 2f，則跟著目標物移動 else 停止
sit if distance > 2f，則先走至目標椅子的位置 else 坐下
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
stand 站起
lookat 注視目標物
talk if distance < 2f，才會開始對話 else 先走至目標物的位置
waveHands 面對目標物揮手
shoot if distance > 10f ，則取消 shoot
else if distance > 3f，則走至目標物的位置 else 朝著目標物射出子彈
give if distance > 2f，則先走至目標物的位置 else 朝著目標物利用 IK 系統伸出酒杯 beCaught if distance > 1f，被抓的手回到原始位置
else 被抓的手利用 IK 系統隨著目標物移動
最後畫面繪圖輸出的部分，本系統採用 unity 遊戲引擎之 animator 系統，利 用參數變更動畫的播放與快慢的調整，再搭配 Inverse Kinematics (IK)系統，在特 殊動作時控制手部節點的位置，如圖 21，玩家抓住 NPC 的左手並站在原地，NPC 隨著玩家左手的位置變化而跟著移動；而路徑規劃的部分，是利用 unity 遊戲引 擎之 Navigation 系統，讓虛擬人物能自動規劃從現在位置到目標地點的路線，並 自行避開障礙物及禁止行走的地區。
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 21 IK 範例
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
4.6 提示系統
故事體驗者在體驗故事時，要如何理解故事的劇情，以及可能會影響劇情的行動，
是不容易的。以我們的範例故事為例，故事開始時會有故事內設定之輔助系統的 虛擬角色，利用聲音與字幕來讓故事體驗者了解故事及任務內容。但是如果故事 體驗者對系統不夠熟悉時，或是剛好恍神沒注意到系統說了什麼時，可能會導致 體驗過程中因為不知道如何去行動，而使故事無法往下發展。
為了減少這些狀況導致的難易度提升，我們的系統設置了提示的系統，在滿 足特定條件時，利用字幕與語音的方式，引導故事體驗者能夠達成劇情上的分支 選項。以範例故事為例，一開始會有輔助系統提醒玩家可以去服飾店換衣服，以 免被嫌疑犯認出主角是警察，如果此時故事體驗者沒有去換衣服，直接往酒吧的 方向前進，輔助提示系統將會利用字幕搭配語音，提示故事體驗者服飾店在哪個 方位；但如果故事體驗者原本就有去換衣服，再往酒吧的方向前進，就不會出現 該提示，如圖 22。
對於不同熟練度的故事體驗者而言，系統會判斷是否要給出提示，且不會馬 上就出現提示，留給故事體驗者自行探索、嘗試的樂趣。
圖 22 提示系統 – 換衣服提示
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
4.7 配合 VIVE 眼鏡之字幕設計
主角與 NPC 之間的對話，或是 NPC 與 NPC 之間的對話，除了播放事先錄製好 之語音外，還會在 VIVE 眼鏡所看到的下方位置出現白色字體之字幕，如圖 23。
當體驗者的頭部旋轉或移動時，字幕也會跟著移動旋轉，讓字幕一直保持在眼鏡 的下方，並且為了區隔字幕與環境，在字幕出現時，會在字幕後方加上一塊半透 明淡黑色之區域，讓字幕能夠更加清晰。
圖 23 字幕範例
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
第 5 章 實驗設計與結果分析
如第四章所示，此系統利用體感裝置偵測故事體驗者之身體動作，再透過動作解 析模組分析出該動作所代表之身體語言，藉由故事體驗者與 NPC 之間的互動，
進而改變呈現出之動畫劇情。
在本章節中，將會制定實驗目標與受試者之群體，再介紹實驗的流程與用來 實驗之範例故事，最後分析受試者之問卷與訪談結果。
5.1 實驗目標與對象
本研究的目標為設計出用穿戴式裝置與虛擬環境自然互動之方法，並且在虛擬環 境中根據故事發展、參數設定而給予不同的動畫回饋。為了驗證系統的可用性和 操作性與互動敘事的沉浸感，我們邀請了八位受試者來參與實驗，年齡分布範圍 在 22~28 歲之間，其中有四位受試者為曾經體驗過或開發過 VIVE 之遊戲，使用 熟練度較高，而另一半則沒有體驗過或是只體驗過一兩次 VIVE 之遊戲，熟練度 較低。而多數的受試者都沒有使用過穿戴式裝置，或是使用過但沒有開發之經驗，
如表六所示。測試完畢後請受試者填寫沉浸感與操作性調查之問卷，分析我們的 系統是否有達到預期之目標。
為了不影響受試者在進行實驗時的沉浸程度，我們的實驗地點在實驗室內，
同一時間只會有一個受試者進行測試。
‧
‧
‧
‧
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 26 範例故事-輔助系統說嫌疑犯在酒吧當中
圖 27 範例故事-輔助系統建議主角換衣服
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 28 範例故事-主角走進服飾店碰觸服飾模特兒
圖 29 範例故事-主角自身的模樣換成該模特兒的模樣
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 30 範例故事-主角進入酒吧
圖 31 範例故事-嫌疑犯與酒保正在說話
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 32 範例故事-嫌疑犯向主角伸出酒杯
圖 33 範例故事-主角伸出手抓住酒杯
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 34 範例故事-嫌疑犯曝光自己的罪犯身分
圖 35 範例故事-主角抓住罪犯的手
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 36 範例故事-主角將罪犯帶到街道上的警車旁
圖 37 範例故事-主角與罪犯一起上車
‧
‧
在第二章節的相關研究時，提到 Jennett[10]設計出可以量測受試者沉浸感之問卷，
但是該論文之實驗環境為利用電腦螢幕呈現之 2D 遊戲，與我們系統利用 VIVE
‧
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
為輸入媒介，比利用 VIVE 手把來的更直覺且更順暢。進一步分析實驗結果，
VIVE 手把的標準差都是較大的，根據問卷結果分析，對於 HTC VIVE 設備較不 熟悉的受測者普遍認為利用穿戴式裝置去演出動作是比較直覺的，不用像 VIVE 手把需要特別記住手把上的哪個按鍵是用來觸發哪個動作的；而對 VIVE 手把較 熟悉的受試者，因為很熟悉利用手把來操控，因此兩種版本都給予較高的分數，
但較熟悉的受試者也認為穿戴式裝置來操縱較為有趣。其中 VIVE 手把版本的第 七題特別低分，大部分的受試者反應手把上側邊的 Grip 按鍵是較難按的，因此 給的分數較低。而受試者 B 表示因為椅子的高度較低，但坐下的指令是手部碰 到椅子時按下指定按鍵，要彎腰去碰椅子是違背直覺的。第十題的部分也是穿戴 式裝置模式較高分，受試者 H 表示利用 VIVE 手把的 Teleport 功能去移動時，感 覺只是在調整角色的位置，沒有像穿戴式裝置一樣有自己本身在虛擬世界中移動 的感覺。
圖 39 VIVE 手把操作性平均值折線圖
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
圖 40 穿戴式裝置操作性平均值折線圖
進一步將操作性調查的受試者分為四類，如圖 39 及圖 40，藍線為先做 VIVE 手把版本再使用穿戴式裝置版本的受試者之平均值，橘線為先做穿戴式裝置版本 再使用 VIVE 手把版本的受試者之平均值，灰線為對 HTC VIVE 設備熟練度較高
進一步將操作性調查的受試者分為四類，如圖 39 及圖 40，藍線為先做 VIVE 手把版本再使用穿戴式裝置版本的受試者之平均值，橘線為先做穿戴式裝置版本 再使用 VIVE 手把版本的受試者之平均值，灰線為對 HTC VIVE 設備熟練度較高