本章節之主要目標是經由分析 Slave Haptic device 端所繪製圖型的相似度來 分析網路損耗對 Haptic device 的影響。分析方法主要是採用圓形、正方形及鋸齒 線等三種不同圖形分別進行實驗。在此計算圖形相似度利用了圖形是由座標組成 的特性來平均計算出圖形範圍，而每一次繪製出之圖形會有些許不同，所以每一 個圖形的範圍值都必頇經由十個圖形平均制訂定出該次圖形實驗的相似度範圍。
如圖 24，圓形在 Slave 端繪製時因圖形的變形而會產生不規則內凹或外击。本實 驗需先繪出十個圖形並將圖形中與標準圓周距離差最大值及最小值篩選出，將十 次圖形的最大值與最小值分別平均定義出圓圖形的篩選範圍，應用這樣的範圍值 判斷出每個圖形的相似程度。而在正方形以及鋸齒也都可用此方式來判斷出每圖 形相似程度如圖 25、圖 26 所示，而圓形和正方形的相似度計算較明確，而鋸齒 相似度的比較還需計算出斜率和座標點的垂直距離進行計算才能判斷出圖形相 似度。
圖 24、圓形相似度範圍判斷
篩選範圍
標準圓周 不規則內凹
不規則外击
標準半徑r
X
相似度範圍
圖 26、鋸齒相似度範圍判斷
本實驗中 Packet loss 對 Haptic device 呈現一定程度的影響，尤其在網際網路 中 Packet loss 出現的機會將更高，無論是用 TCP 或 UDP 協定，進行傳輸時均有 因網路壅圔而掉包之機率，因此實驗加入了 Packet loss 參數設定，模擬出 Packet loss 的隨機環境進而測詴 Haptic device 在具 Packet loss 機率之環境下實測。Packet loss 的影響在前 3.3 節已有大致敘述過，Slave Haptic Device 會產生嚴重抖動和斷 線是無可避免。在表 3-3、表 3-4 和表 3-5 就分別實測出 Packet loss 對於 Haptic
device 的影響曲線，對於圓形與正方形來說在 Packet loss 30% Haptic device 是可 以正常運作但超過 30%以上之 Packet loss 就會出現抖動和斷線的可能，且圓形相 似度已下降至 65%以下，可見 30%以上之 Packet loss 已不適合繼續進行 Haptic 網
d d
d d
垂直距離 垂直距離
路傳輸。而正方形在 40%之 Packet loss 還有 85%以上之圖形相似度，可見正方形 對於 Packet loss 耐受程度較圓形為高。而圖 27、圖 28 和圖 29 所示相似度也會因
Packet loss 參數過高導致 Slave 端中斷連線。
表 3-3、Packet loss 參數下的圓型相似度 Packet loss rate(%) Circular path(%)
0 92.76
表 3-4、Packet loss 參數下的正方形相似度 Packet loss rate(%) Circular path(%)
0 97.48
10 97.00
20 93.22
30 90.73
40 86.41
50 42.16
60 X
圖 28、正方形相似度直條圖
而鋸齒在 40% Packet loss 還有 80%的圖形相似度，如實驗所示鋸齒對於
Packet loss 的容忍值比圓形和正方形高。而圓 Packet loss 達 70%則無法執行，正 方形與鋸齒 Packet loss 達 60%就無法執行繪圖，可見 Haptic device 在 Packet loss
0 20 40 60 80 100
0 10 20 30 40 50
Square similarity (%)
Packet loss rate(%)
Slave
中可繪製之圖形以繪製圓是較容易，因圓形不像正方形及鋸齒等圖形有需轉折的 角度而僅有弧度較容易執行繪製。
表 3-5、Packet loss 參數下的鋸齒相似度 Packet loss rate(%) Sawtooth similarity (%)
0 99.62
10 95.29
20 92.78
30 89.51
40 88.36
50 72.81
60 X
圖 29、鋸齒相似度直條圖
0 20 40 60 80 100
0 10 20 30 40 50
Sawtooth similarity (%)
Packet loss rate(%)
Slave
在此 Jitter 分別整理出每一個圖形在不同 Jitter 參數下趨勢曲線，除了測詴出
Delay 0ms Jitter 0ms、2.5ms、5ms、7.5ms 和 10ms 之外，並嘗詴實驗整理出 Delay 與 Jitter 之間的關聯性。當 dealy 增加時每一個 Jitter 參數所表現出圖形相似度會 有如何的呈現及影響，如表 3-6、表 3-7、表 3-8、表 3-9 和表 3-10 所示圓形加入 Delay 和 Jitter 所整理出來的相似度圖形表，其中分別對 Delay 0ms、50ms、100ms、
150m 和 200ms 參數值帶入實驗測詴，可發現當 Delay 增加時 Jitter 的圖形相似度
表 3-7、Delay 50ms Jitter 0ms~10ms 圓形相似度比較表
表 3-8、Delay 100ms Jitter 0ms~10ms 圓形相似度比較表
Circle similarity 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Avg
Jitter 7.5ms 符合座標數 682 622 781 729 623 778 720 686 773 828 722
表 3-9、Delay 150ms Jitter 0ms~10ms 圓形相似度比較表
Circle similarity 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Avg
表 3-10、Delay 200ms Jitter 0ms~10ms 圓形相似度比較表
圖 30、當 Delay 0ms 時各 Jitter 參數受影響之相似度曲線
Number of experiments
Delay 0ms
Number of experiments
Delay 50ms
圖 32、當 Delay 100ms 時各 Jitter 參數受影響之相似度曲線
Number of experiments
Delay 100ms
Number of experiments
Delay 150ms
圖 34、當 Delay 200ms 時各 Jitter 參數受影響之相似度曲線
Number of experiments
Delay 200ms
Average Circle similarity(%)
Jitter(ms)
Circle average similarity
delay 0ms delay 50ms delay 100ms delay 150ms delay 200ms
增加而造成圖型相似度下降的趨勢，表示出 Delay 與 Jitter 同時進行測詴是很容
Number of experiments
Delay 0ms
圖 38、當 Delay 100ms 時各 Jitter 參數受影響之相似度曲線
Number of experiments
Delay 100ms
Number of experiments
Delay 150ms
圖 40、當 Delay 200ms 時各 Jitter 參數受影響之相似度曲線
Number of experiments
Delay 200ms
Average square similarity(%)
Jitter(ms)
Square average similarity
delay 0ms delay 50ms delay 100ms delay 150ms delay 200ms
另外，畫正方形的部分曲線較圓形與鋸齒的圖形相似度來比較是相對較平穩，
如表 3-11、表 3-12、表 3-13、表 3-14 和表 3-15，且相似度曲線下滑的的也較慢，
可見 Delay 對正方形的影響較小。
表 3-11、Delay 0ms Jitter 0ms~10ms 正方形相似度比較表
Square similarity 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Avg
表 3-12、Delay 50ms Jitter 0ms~10ms 正方形相似度比較表
Square test times 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Avg
Jitter 2.5ms 符合座標數 1055 1046 1025 1038 1044 1037 1041 1032 1068 1049 1044
表 3-13、Delay 100ms Jitter 0ms~10ms 正方形相似度比較表
Square test times 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Avg
表 3-14、Delay 150ms Jitter 0ms~10ms 正方形相似度比較表
表 3-15、Delay 200ms Jitter 0ms~10ms 正方形相似度比較表
Square test times 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Avg
Jitter 7.5ms 符合座標數 839 831 803 843 838 859 894 824 825 840 840
表 3-16、Delay 0ms Jitter 0ms~10ms 鋸齒相似度比較表
Sawtooth similarity 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Avg
表 3-17、Delay 50ms Jitter 0ms~10ms 鋸齒相似度比較表
表 3-18、Delay 100ms Jitter 0ms~10ms 鋸齒相似度比較表
Sawtooth similarity 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Avg
Jitter 7.5ms 符合座標數 826 874 819 835 771 836 824 741 745 770 763
表 3-19、Delay 150ms Jitter 0ms~10ms 鋸齒相似度比較表
Sawtooth similarity 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Avg
表 3-20、Delay 200ms Jitter 0ms~10ms 鋸齒相似度比較表
Sawtooth similarity (%)
Number of experiments
Delay 0ms
圖 43、當 Delay 50ms 時各 Jitter 參數受影響之相似度曲線
Sawtooth similarity (%)
Number of experiments
Delay 50ms
Sawtooth similarity (%)
Number of experiments
Delay 100ms
圖 45、當 Delay 150 各 Jitter 參數受影響之相似度曲線
Sawtooth similarity (%)
Number of experiments
Delay 150ms
Number of experiments
Delay 200ms
圖 47、各 Jitter 在不同的 Delay 參數下平均相似度曲線
0 20 40 60 80 100
0 2.5 5 7.5 10
Average Sawtooth similarity (%)
Jitter(ms)
delay 0ms delay 50ms delay 100ms delay 150ms delay 200ms