各別功能模測試

水平視覺範圍擴展

在第三章的空間實驗中，我們發現當受測者透過操作搖桿瀏覽空間時，以 tilt up 和 tilt down 觀看空間之天花板與地面時，會產生牆面夾角向內傾與向外傾的形況（圖 4.45）。，而在本系統中，我們將單一攝影機的可視範圍縮小到 41.3 度，減少因攝影 機可視範圍廣、透視性大而產生空間形變，但為了要更增加原有的可視範圍和人的 可視範圍相同，我們透過投影螢幕連接方式，將原先單一 4:3 的投影螢幕再加上左 右二個投影螢幕，延伸瀏覽的水平視覺範圍到人的雙眼視覺範圍 124 度。圖 4.46 為 本系統同樣在瀏覽時做 tilt up 與 tilt down 時的牆角垂直線，與圖 4.45 比較，牆角垂 直線向內傾與向外傾的現象已明顯降低。

另外，在空間實驗中，當瀏覽者將觀看的攝影機做 pan left 與 pan right 時，牆面間的

角度在視覺上亦會發生夾角的變化，如圖 4.32，當牆角移到觀景視窗的中間時，兩 面牆間的角度、天花板與地板間給人的感覺像是一個銳角，而攝影機視點再往左移 時，牆角、天花板與地板間的視覺角度則趨向鈍角。所以這部份同樣是因攝影機之 可視範圍與畫面呈現比例之影響所致，而在整合系統中，我們同樣在導覽時，做 pan left 與 pan right 時，如圖 4.33 所示，牆角、天花板與地板間的視覺角度沒有像圖 4.34 產生較大的角度變化。

在空間融入感上，本系統之水平視覺擴展上，雖與單一 4:3 投影螢幕，已有較接近 人觀看空間之水平視覺範圍，但在垂直視覺範圍因投影螢幕之比例關係，由 4:3 的 比例變成 16:3，垂直視覺圍反而必需相對被縮減，由 51 度變到 36 度，人在觀看空 間時，在水平視覺上相對雖較有沈浸感，但垂直視覺的融入感反而相對減小。

圖 4.45：Tilt up 和 tilt down 時，牆角之垂直線條產生內傾與外傾的形變

圖 4.46：整合系統之 tilt up 和 tilt down 時之牆角垂直線

4. 空間視覺化系統

圖 4.47：pan right 與 pan left 時的夾角變化

圖 4.48：整合系統之 pan right 與 pan left 時的夾角變化

自動空間測距

本系統架構在三面螢幕所組成的空間模擬器，其視覺呈現範圍對於瀏覽者不容易以 自己的身體尺度當作參考物來判斷所處之空間尺度，所以必需在虛擬空間中尋找可 以判斷空間尺度的線索，而判斷的準確與否，則必需取決於對尺度線索的熟悉程度。

因此，本系統之自動空間測距，是模擬實際空間測量用之雷射測距做為虛擬空間中 之尺度的量測工具。空間瀏覽者之自動空間測距操作方式只要在操作搖桿上按上

按

鈕

7(如表 4.6)，即啓動此自動空間測距的功能，空間瀏覽的畫面上則出現距離偵測 點的十字座標與目前觀測位置至偵測點的距離資訊(圖 4.49)，所以在本整合系統之自 動空間測距，將有助於減少因沈浸程度、空間尺度線索、空間瀏覽者背景等限制所 產生對空間尺度了解上的錯誤。然而，在測距使用方式與測距資訊的顯示方式，對 於一般人之操作是否能容易的認知到十字偵測點是用來量測空間尺度之距離，以及 使用搖桿操作尺度量測，其使用性為何，則必須以一般人做實際測試，才能較容易 了解他們在自動空間測距功能使用上的問題。

圖 4.49：空間 C 之高度與寛度的即時測量 自動空間導引

本系統之自動空間導引模式所使用的方式是當空間瀏覽者只要按上一搖桿上的數字 按鈕 2，如表 4.6 所設定的操作表，自行導覽模式會切換成自動空間導引模式，導覽 攝影機前方出現虛擬引導員，空間瀏覽者不必再操作移動行走的按鈕，導覽的攝影 機便會自動遵循虛擬引導員依空間動線行走到目的空間。但在此功能如瀏覽者在空 間 B 裡的樓梯上，按下了自動空間導引模式到空間 B 時，會因為空間 B 的設定位置 為地板的中間位置，在路徑節點的設定上，是依循樓梯走道到達樓地板，但虛擬引 導員則直接躍下樓梯，到達地板中間位置，此種現象的 bug 是因路徑節點在此位置 上是以最短路徑方式，直接躍下樓梯，不會把這樣的高低現象視為是一種阻礙，所 以沒有依著樓梯上的路徑節點走到樓地板的目標位置，所以要解決此問題，可行的 方式是在樓梯走道上建立扶手，建立會阻礙最短路徑計算的障礙物，以防止在自動 空間導引時再次產生此種錯誤。

在使用介面上，本功能所設定的四個目空間是透過搖桿上的按鈕起動自動導引至目 的空間，雖可以完成這四個空間的導引，但是以搖桿上的某些按鈕做為可自動導引 的目的空間，除非有圖示說明按了那些按鈕可以到圖示上的那個空間，否則以按鈕 選定自動導引的目的空間，在操作介面的介面指示性(Bowman et al., 2005)上不易被初 次的空間瀏覽者知道。另外，在自動空間導引功能的執行過程中，除了虛擬引導員 走在前方導引外，功能狀態的視覺訊息只有一行文字顯示目前正要前往的目的空間 (圖 4.50)，在功能執行狀態的視覺顯會稍微薄弱。所以在此功能的使用界面上，如能 改以 2D 或 3D 介面選單讓空間瀏覽者用較直覺方式直接在螢幕上的選單選擇，將有 助於空間瀏覽者了解有那些空間是可以行往。

4. 空間視覺化系統

圖 4.50：自動空間導引模式之視覺介面

平、立、剖面圖介面顯示

本系統之平、立、剖面圖介面顯示，主要是幫助空間瀏覽者了解目前所身處的空間 位置、所處的樓高以及空間與空間之連結動線與組織關係。其使用方式是空間瀏覽 者在操作搖桿上按按鈕 8，開啓平面圖介面(圖 4.51)，再按一次按鈕 8 則顯示立面圖，

切換的方式，共有 5 種不同的介面顯示。然而此顯示介面的使用方式，對於熟悉此 系統的瀏覽者在使用上已經熟悉介面的顯示順序，但對於初次使用本系統的瀏覽者 則必需先看過使用說明，才能知道此功能的使用，使用按鈕切換，對於初次使用的 瀏覽者可能會顯的不夠直覺。

在平、立、剖面圖的顯示上，因為在顯示此圖集的技術上是在既有的建築模型再架 設不同視點與不同功能的攝影機，同時以一個紅色三角錐模型代表目前所在位置，

再將這些不同視點的攝影畫面顯示在介面上，但因 3D 模型由三角面組成，沒有厚 度且有法向量問題，因此在介面上顯示剖面不易將建築結清楚的呈現出來(圖 4.52 或 圖 4.24)，要能清楚顯示剖面時的厚度，必需透過空間中之光影貼圖區分全黑為牆，

亮的地方為空間。

圖 4.51：平面圖介面顯示

圖 4.52：剖面圖介面顯示

自動雙眼聚合視覺呈現

本功能自動雙眼聚合視覺呈現主要是在立體的虛擬環境中模擬人類兩眼球對於進距 離的注視物具有雙眼球聚合的作用，而非只是雙眼球平行直視所產生的立體影像，

尚有眼球的轉動。本功能透過判斷前方物體之距離，調整立體視覺之向內旋轉的角 度。如注視的焦點是在遠方，則呈現出來的雙眼視差影像則會呈現平行(圖 4.53)，但 對於注視進距離的視差影像，則會產生遠距離的影像視差比近距離注視點的視差要 大(圖 4.54)，雖然人類在注視近距離的物體時，也會產生遠距離的影像視差大於近距 離的影像視差，但因人類雙眼球尚有瞳孔與水晶體，可以調整人類在觀看近物時的 景深，將遠方視差大的影像模糊化，讓人類雙眼在注視近距離物體較不會有不適的 感覺。

4. 空間視覺化系統

圖 4.53：雙眼平行直視之視差 圖 4.54：觀看 20 公分的雙眼視差影像

自動視點定位

本系統建製在一個ㄇ字外擴型空間模擬器上，在傳統上，無論是播放立體動畫或立 體虛擬實境，對於虛擬攝影機的設定，主要是在一個共同的視點上，設定三組不同 方向的攝影機。但空間瀏覽者站必需站在三面投影螢幕的正中心，才能觀看到最正 確的觀看視點。因此，自動視點定位是為了要解決此一限制(圖 4.55)，透過立體眼鏡 上之 IR LED 燈與 WiiMote 取得空間瀏覽者的觀看位置，瀏覽者在 WiiMote 可以取得 IR LED 的範圍內，可以依瀏覽者的觀看高度、前後與左右位置即時調整成合適的視 點位置(圖 4.55，圖 4.56，圖 4.57)。

另外，關於立體視覺的視差大小亦需跟著空間瀏覽者所站立的位置做適當的調整，

以符合人雙眼所能接受的視差大小，增加空間瀏覽者觀看立體視覺的舒適性。所以 當瀏覽者觀看的視點太靠近螢幕時，立體的影像視差會縮小(圖 4.58)，以減小瀏覽者 因視差大造成觀看的不適。然而，此功能在測試時，因立體眼鏡上左右兩顆 IR LED 之距離與功率會限制瀏覽者與 WiiMote 之間的距離，最好的偵測距離只能在上、下、

左、右、前、後各為 1 公尺內。

圖 4.55：觀看視點在中間位置

圖 4.56：觀看視點在左邊位置

圖 4.57：觀看視點在左邊位置

圖 4.58：圖左圖右為觀看視點遠與近時，在虛擬引導員上產生不同的視差

在文檔中 一個整合立體動畫與立體虛擬實境之空間視覺化系統 (頁 92-99)