實驗介面建置

3.2.1 本實驗所使用的研究材料

本研究以澳底「NEXT GENE澳底大地建築計畫」作為實驗材料，NEXT GENE計畫為主要探討 新世代的居住環境與生活風格，在面對人造與自然環境急速改變的今日，建築師是如何思考土 地、建築和人這三者間的課題。基地位置在東北角海岸國家風景區內，距離台北約五十分鐘車 程，佔地 70 公頃，是塊依山面海的坡地，預計完成戶數 176 戶。由亞洲大學副校長暨交通大 學建築研究所教授劉育東擔任總主持人，二十位參與建築師將分別設計住宅，二十位建築師 為：來自日本的隈研吾(Kengo Kuma)、平田晃久(Akihisa Hirata)、韓國的徐惠林(Hailim Suh)、來 自日本的哈佛大學建築系主任森俊子(Toshiko Mori)、來自大陸的麻省理工學院建築系主任張永 和，以及荷蘭建築團隊MVRDV、義大利建築團隊IaN+、西班牙Fenando Menis、德國建築團隊 GRAFT和北歐丹麥的Julien De Smedt，台灣的十位建築師為龔書章、曾成德、姚仁喜、邱文傑、

楊家凱、簡學義、黃宏輝、陳瑞憲、黃聲遠和AleppoZONE工作室。

倘若對於某地區的環境完全一無所知，一般而言均是先透過探索的方式，建立起對於該環境初 步的瞭解(Darken & Sibert, 1996)。選擇NEXT GENE計劃作為本實驗的虛擬空間，是由於本計劃

第三章 實驗與分析 浸式虛擬實境環境的 VR CAVE 系統，由工研院(ITRI, Industrial Technology Research Institute in Taiwan)所開發，以三面背投式投影螢幕，以 120 度夾角兩兩相交，涵蓋 180 度視覺(如圖 3-6)。

第三章 實驗與分析

本系統所播放的內容，可分為被動式(passive)與互動式(interactive)。目前內容多以被動式為主，

被動式為預先運算或拍攝完成之影片，觀賞者僅為被動的觀賞，無法與內容或環境發生互動。

而互動式則可以為一個場景、物件或透過設定的多段可選擇動畫，且觀賞者可透過互動介面，

如鍵盤、滑鼠、紅外線偵測器、互動手套等，與其中的內容進行互動。

圖 3-6, 本實驗所使用之 VR 硬體設備架構

3.2.3 實驗介面製作

實驗所討論的三種網路空間傳遞介面，使用澳底 NEXT GENE 計畫的報告書以及 3D 建築模型 作為基本資料來源，自二十個建築設計案中挑選三案：AleppoZONE 工作室設計案、MVRDV 事務所設計案、簡學義建築師設計案，分別製作網頁、3D 模擬動畫以及 VR CAVE 虛擬環境模 擬動畫，以作為現有網路介面、網路互動空間介面及網路虛擬實境介面的實驗材料。

A. 現有網路介面

現有透過網路瀏覽器(IE, Safari, FireFox….等)在電腦螢幕上觀看的網頁，其中主要的內容(content)

第三章 實驗與分析

有文字、圖片、照片、簡易的互動式 VR。本研究取用澳底 NEXT GENE 計畫的資料，其中文 字資料來自於該計畫報告書，由報告書中擷取設計概念、基地描述、建築規格(面積、建材等)，

作為網頁中文字頁面的基本內容。圖面以設計圖面為主，資料來自澳底 NEXT GENE 計畫報告 書，有基地配置圖、各樓層平面圖、立面圖、剖面圖，以 JPG 格式圖片在網頁中呈現。照片內 容，由於澳底 NEXT GENE 計畫中的建築尚未實際建造完成，故以 3D 模型的運算模擬圖來呈 現，分別對於室外空間以及室內空間，以能呈現該空間全貌的角度，作為 3D 模擬圖的取景，

在 3D 軟體(3D studio max)之中設定與原設計符合的材質，並且加入燈光及戶外點景，如植栽、

天幕等，之後透過 3D 軟體內建算圖引擎，運算為解析度 800 x 450 像素之 JPG 圖檔。

VR 內容部份，採用 QUICK TIME VR 格式環場動畫，以 VR WORX 軟體製作成可由觀賞者主動 操作瀏覽的 VR 動畫。選擇與照片格式同樣的建築重要室內外空間，於 3D 軟體之中設置攝影 機，旋轉複製使攝影機數量為六架，視線以放射狀排列，兩台攝影機間的夾角為 60 度，總計 共涵蓋 360 度的視角。於 VR WORX 軟體中設定為以六張照片合併為環景圖(圖 3-7)，由於 VR WORX 軟體結合環景圖需要鄰接的照片有 5%的重疊，故 3D 軟體中攝影機焦距設定為 28mm 等效視角為水平 65.47 度。透過 VR WORX 軟體的拼接功能將 6 張照片結合為環景圖，並且輸 出為 QUICK TIME VR 格式的動畫。

圖 3-7, QUICK TIME VR 環景圖示意

第三章 實驗與分析

將文字資料、圖面資料、照片、QUICK TIME VR 動畫，以 MICROSOFT FRONTPAGE 網頁編輯 軟體製作為現有網路的 HTML 格式網頁。網頁架構為由首頁以超連結連結到四種內容(圖 3-9)，

版面編輯上方欄為內容種類選擇共有首頁、文字、設計圖、照片、QUICKTIME VR 四個連結，

左方欄位為進入各項內容後的項目選擇，點選後所選擇的內容則顯示在右方的主要欄位(圖 3-8)。

圖 3-8, 網頁介面首頁(home page)-AleppoZONE 設計案

第三章 實驗與分析

TEXT

DRAWING

HOME PAGE

PHOTO

QTVR

圖 3-9, 網頁架構圖-AleppoZONE 設計案

第三章 實驗與分析 (Third-Person View)以及鳥瞰視角 (Bird＇s Eye View)三種角度(林鼎傑, 2002)。第一人稱以及第三 人稱的攝影角度，是讓操控者得以沈浸於虛擬環境之中，並得以從中進行探索、尋找以及學習 的鏡頭視覺呈現技術(Chittaro & Scagnetto, 2001; Rollings & Adams, 2003)。目前最常出現在3D電 玩遊戲中的第一人稱視角以及第三人稱視角而言，第一人稱視角有著視覺範圍狹窄的缺點，而 Nussbaum, Rosas, 2002)。在此種視覺角度的呈現當中，操控者看不到於虛擬環境之中代替自我 的代理人全貌，就好比在現實環境之中，個體在移動時僅看的到自己身體的一部份，而看不到

第三章 實驗與分析

第一人稱視角且在短時間內不斷改變方向，容易發生無法辨識方向性以及自身位置的情形，且 無法清楚的辨識空間，所以使用者在操作時，經常是將移動以及方向選擇分開各別操作。行為 可以簡化為，向前移動或平移後暫停於定點，在定點旋轉選擇方向，之後再繼續移動。動畫設 定也是仿效如此的行動方式設定路徑，在定向移動一定距離後停止於建築中的重要空間，如具 有重要機能的空間或具有特殊設計特色的空間，可以有幾秒的時間停止觀看辨識空間之後，選 擇方向繼續前進。在 3D 軟體之中設置攝影機，路徑設定自建築外圍接近並進入建築，穿越建 築的主要空間，路徑設定如下圖 3-11、圖 3-12、圖 3-13。由於為室內場景，攝影機焦距設定為 較廣角的 28mm，以求能較為容易涵蓋空間。動畫設定為每秒 15 格總長為 900 格的 60 秒動畫(以 AleppoZONE 工作室設計案動畫為例，動畫分鏡如下圖 3-14)。

圖 3-10, 模擬動畫畫面

圖 3-11, AleppoZONE 設計案動畫路徑

第三章 實驗與分析

圖 3-12, MVRDV 事務所設計案動畫路徑

圖 3-13, 簡學義建築師設計案動畫路徑

第三章 實驗與分析

圖 3-14, 動畫分鏡-AleppoZONE 設計案

C. 網路虛擬實境介面

VR 虛擬環境的內容，需要模擬雙眼視覺以產生立體感(圖 3-16)，在本實驗中由於為透過 3D 模 型做為空間實體，故是在 3D 軟體之中(Autodesk 3D studio max)透過攝影機的設定，模擬雙眼視 覺。攝影機設定步驟：

1. 鏡頭焦距設定為水平視角(F.O.V) 60 度，焦距為(Lens) 31.177mm，因為三面螢幕涵蓋 180 度

第三章 實驗與分析

視角，每面螢幕對應 60 度的視角，所以攝影機鏡頭設定以 60 度作為對應。

2. 攝影機立體視覺對應設定：在 3D 軟體中複製攝影機並且平移至距離 6.5 公分處(對應模型 製作時的單位，如模型若是建模時的單位為一單位一公尺，則平移 0.065 單位)，6.5 公分 為模擬人類雙眼瞳孔間距而設定。

3. 兩個攝影機分別向兩台攝影機的中心線作約 3 度的內傾角，作為模擬雙眼凝視於前方物體 時的雙眼視線焦點，3 度的數據為來自本實驗所使用之 VR CAVE，立體視覺效果最佳的設 定參考值。陳佳欣(2004)針對虛擬環境中跟隨鏡頭機制與尋路績效的關連性進行研究，在 其研究發現中，指出跟隨鏡頭的距離會影響尋路者在 3D 虛擬環境當中的尋路績效，越遠 的鏡頭能夠帶來較好的尋路績效，但過遠過過近的鏡頭則不具有任何的幫助，同時，過近 的鏡頭容易讓尋路者產生較嚴重的迷失感。

4. 距離、內傾角設定完成後，將兩台攝影機為一組複製並以兩台攝影機中心點向右旋轉 60 度，作為對應右方螢幕的攝影機組，再重複同樣步驟向左複製旋轉，作為對應左方螢幕的 攝影機組。

圖 3-15, 3D 軟體中攝影機設定與視覺對應

以上共產生六台攝影機，兩兩一組對應一面螢幕，共三面螢幕涵蓋 180 度的視角。分別在本實 驗所使用的三個設計按模型中設定動畫路徑，路徑與網路遊戲介面模擬動畫所使用路徑相同，

將攝影機組設定詢路徑移動，並且分別運算為動畫，單段動畫設定同網路遊戲介面模擬動畫設 定，總長度 900 格以每秒 10 格的速度，運算成為 90 秒的動畫，每個設計案產生六段動畫。分 為三組並給予代號 1.中間螢幕左眼(ML)、中間螢幕右眼(MR) 2.左方螢幕左眼(LL)、左方螢幕右 眼(LR) 3.右方螢幕左眼(RL)、右方螢幕左眼(RL) (圖 3-15)。

第三章 實驗與分析

圖 3-16, VR 雙眼視覺示意

圖 3-17, VR CAVE 環境示意

第三章 實驗與分析

圖 3-18, 三面螢幕分鏡 AleppoZONE 設計案(001-270 影格)

第三章 實驗與分析

圖 3-19, 3D 軟體中攝影機位置關係