實作與系統測試

一、3D 模型製作

經由調查結果後發現教師對於教學資源中沒有實物可以讓教 師進行教學示範及引導感到困擾，因此針對版畫雕刻刀的介紹規劃 一組四把模型刀具讓教師進行教學時可以使用，在教學流程方面針 對教師教學時容易犯錯的部分進行動畫模型的頁面安排，讓教師在 教學時可以使用正例與反例的方式進行操作工具的練習。

教學系統以 Google SketchUp 8 進行模型建置，建置模型包括 雕刻刀四組、滾筒、板材、版畫壓印機等。匯出模型後以 3DS MAX 進行動畫製作，各組模型完成後將匯入 Quest 3D 中進行版畫教學的 功能建置。

表 14 以 SketchUp、3DS MAX 建立模型與設定動畫

項目 模型內容 動畫製作

雕刻刀 各刀種的雕刻效果

滾筒前推、拉起、回原位

滾筒前推、拉回原位

畫壓印機 壓印機把手旋轉、滾筒左右移動

二、辨識圖卡建置

三、擴增實境之系統內容建置 (一) 匯入模型

以 SketchUp 建立模型後，要將模型匯入 Quest 3D 中進行 各項連結，匯入 Quest 3D 中的模型大致分為三種，一種為沒 有骨架的模型；一為有骨架結構的模型、最後一種為動畫性質 的模型，本研究使用的模型為沒有骨架的模型：雕刻刀組，和 動畫類的模型：雕刻刀雕刻效果、滾筒正確與不正確使用方 式、版畫壓印機。

沒有骨架的模型匯入後分為兩部分如圖 22，其中右邊黃 色資料夾群是模型的內容資訊，模型的貼圖與組成面都包含在 資料夾中。而左邊的 Motion 模組（圖 23）是用來設定模型的 位置、方向及大小，前三個接腳分別模型本身的位置、旋轉角 度及大小，特別需要注意的是第五個接腳處，第五個接腳為父 座標連接處，用以設定模型的位置、方向及大小是否跟隨父座 標做變化。本研究的所有模型皆需以擴增實境所定義之座標作 為父座標，不同頁面對應之父座標隨圖卡變換須換置不同之座 標調節系統(coordinate system)。

圖 22 單一模型(無骨架)匯入 Quest3D

圖 23 設定模型位置、方向和大小的 Motion 模組

動畫性質的模型匯入後分為兩部分如圖 24，分為三個部 分，與無動畫的模型相較，動畫性質的模型在最右邊(圖 24 紅 色框起處)多出 Motion Set 模組為動畫內容，要讓動畫模型在 系統中運作需在模組下方接上設定動畫起始的運算值，若沒有 設定則將與一般模型一樣，在系統中不會自動進行動畫播放。

圖 24 單一模型(動畫)匯入 Quest3D (二) 設定連結

以 Quest 3D 作為建置系統的軟體工具，遠颺公司開發的 AR 模組作為基礎，建立互動教學系統，介紹如下：

圖 25 Lighting Studio AR 模組

圖 25 系統運作的核心，為遠颺公司開發的 Lighting studio AR 模組，黃色框框中是系統程式視覺的大小，也就是我們在 螢幕中設定的執行系統的寬和高，預設值為 640*480。

綠色框框內分別為四張圖片的圖卡座標調節系統，將圖卡 座標調節系統複製後，連接至 3D 模型中 Motion 模組的第五 個接腳，即可呈現模型隨圖卡移動的效果。

紅色框框內分別為四張圖卡的感應值，例如：當圖卡一出 現在攝影機的讀取範圍時，Marker Visible 1 的 Value 便會由 0 變為 1，進行進一步的程式連結後便會出現相對應的畫面及模 型，詳細情形分述於如下。

(三) 系統頁面設定

圖 26 系統模組建置

本系統主要頁面有四：首頁、雕刻刀及雕刻效果、滾筒使用方 式、版畫壓印機細觀等個頁面之間的轉換以圖卡辨識為轉換方式，

每個頁面分別為一個 channel 如圖 26 中紅色框框所示，在系統中加 入 channel switch 作 channel 轉換的順序排列，並設置每個圖卡的 trigger ，下面接上每張圖卡的 marker visible 複製如圖 26 綠色框框 所示，當攝影機辨識到圖卡 1 時，marker visible 的值由 0 轉為 1，

辨識後的數值由圖 26 黃色框中 which content 提供給 channel switch，程式確認後便出現首頁，辨識到圖卡 2 時便出現雕刻刀及 雕刻效果的頁面，以此類推完成頁面轉換的效果。

完成系統基本建置後，以下便就系統各頁面之教學功能分別做 說明。

四、教學系統頁面內容建置 (一) 首頁

本頁面為系統首頁，介紹如何使用擴增實境版畫教學系 統，包含系統使用基本需求及圖卡介紹。使用者在首頁可就說 明進行圖卡使用的練習，習慣應用圖卡進行系統辨識。

圖 27 AR 版畫教學系統首頁 (二) 雕刻刀及雕刻效果頁面

依照前一節中教師對版畫教學中實體工具的使用需求，本 頁面將雕刻刀分為四組介紹，分別為三角刀、圓口刀、平口刀 與斜口刀，以動畫模型─雕刻刀與雕刻效果為主要效果呈現，

文字介紹為輔助及重點提示。交換頁面則以旋轉式按鍵呈現，

按下右方轉盤則自動轉換至下一個刀種的介紹畫面。

轉盤以五個 button 為一組(圖 29)，以數值判斷的方式進行 轉動辨識，當使用者以滑鼠點擊轉盤會引發轉盤進行轉動。圖 30 說明當轉動角度符合判斷標準時便會出現相對的雕刻刀介

紹畫面，以 rotate trigger 做轉盤數值的判定，加上 render switch 作為動畫轉換的判定值。

圖 28 刻刀頁面系統圖 轉盤按鈕

圖 29 頁面系統圖 面轉換設定

圖 30 畫教學系統頁面配置

系統進行版面安排時，以建構式教育理論中「資訊獲得」、「環 境相互配合」與「自行建構知識」的重點進行設計(圖 30)，在畫面 的左方為 3D 模型出現處，利用一層 alpha 值較低的半透明背景圖 提醒使用者圖卡的辨識範圍，半透明背景同時可將現實環境納入視 覺觀察中，將虛擬情境與現實情境作結合。

使用者透過觀察虛擬模型可以自行建構有關版畫用具(雕刻 刀、壓印機…等)的外型知識，像是觀察不同刀型的形狀有何區別，

另外，在畫面下方有文字方塊進行說明與補充，以彌補觀察模型時 無法獲得的相關知識。畫面右方則為互動功能區，圖 30 使用的互 動功能為轉盤，讓使用者在每個中進行主場景中進行子場景的轉 換。

旋轉滾盤：轉換頁面 3D 動畫：效果呈現 文字補充：重點提示

表 16 系統頁面功能與系統畫面與雕刻刀場景

項目 頁面功能 系統畫面

種類 以圖卡座標連結 3D 物件的 方式可以將 3D 物件鎖定製 圖卡的中心點，使用者可利 用圖卡轉動及拉近拉遠來進 行細部觀看。

三角 點選轉盤可將頁面轉至三角 刀的介紹頁面，頁面系統感 應圖卡後進行三角刀於版材 上進行雕刻之動畫。

圓口 點選轉盤可將頁面轉至圓口 刀的介紹頁面，頁面系統感 應圖卡後進行圓口刀於版材 上進行雕刻之動畫。

平口 點選轉盤可將頁面轉至平口 刀的介紹頁面，頁面系統感 應圖卡後進行平口刀於版材 上進行雕刻之動畫。

斜口 點選轉盤可將頁面轉至斜口 刀的介紹頁面，頁面系統感 應圖卡後進行三角刀於版材 上進行雕刻之動畫。

(三) 滾筒使用方式頁面

本頁面將滾筒的正確使用方式及不正確使用方式以按鈕 形式呈現，按下○的紅色按鍵則出現正確的滾筒使用方式，按 下╳的紅色按鍵則出現不正確的滾筒使用方式，配合文字說明 做重點提示。

本頁面的程式設計如圖 30，按鈕以 if else 的方式設定 true (1) or false(0) 判斷值，當滑鼠移到按鈕”○”在螢幕中的位值 時，正確滾筒使用方式的資料夾 inkroll 的感應判斷為 true，設 定滑鼠左鍵 on left mouse down 數值為 1，並以 channel switch 的方式進行滾筒動畫子頁面的轉換；相對的，當滑鼠點選系統 頁面右方” X ”形符號時，不正確使用滾筒方式的資料夾

inkrollx 的感應判斷為 true，設定滑鼠左鍵 on left mouse down 數值為 1，則由主場景轉換至子場景中，完成本頁面的基礎設 定。

圖 30 AR 版畫教學系統_滾筒使用方式頁面系統建置

表 17 系統頁面功能與系統畫面_滾筒場景

圖 31 版畫壓印機頁面

六、教學系統操作流程

本系統之版畫教學操作流程可分為以下操作步驟，過程畫面如 圖 33 所示，操作步驟說明如下：

(一) 使用者先以文字內容部分進行教學說明，其中包括版畫歷史、

版畫用途、製作流程介紹、使用方法…等。

圖 32 教學手冊示意圖

(二) 將圖像感應區放置於攝影機下，啟動互動教學功能區，攝影機 啟動之後，網路攝影機擷取到的畫面，將呈現在投影放映的視 窗內。

(三) 使用者預覽物品與真實情境搭配的情境。

(四) 使用圖卡及滑鼠啟動互動教學的工作，包括物件簡易文字介 紹、3D 動畫教學流程。