第二章 文獻探討
2.1 擴增實境
2.1.3 擴增實境之應用
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2.1.3 擴增實境之應用 研究中發現孩童對於擴增實境的學習具有較佳的反應（Edris, 2009）。該研究利用 擴增實境設計了一個地球、太陽和月亮的互動遊戲，並讓 10 歲的孩童進行這個遊 戲，希望孩童可以藉由擴增實境的 3D 顯示，了解太陽和地球之間的運動關係。研 究結果顯示學習的效果極佳，證實擴增實境是一個合適的教學工具。擴增實境學 習讓兒童更具想像力，研究也發現孩童會利用自己的經歷，創造自己的故事，所 以孩童們能夠在遊戲情境中自然的學習（Thomas, 2006）。
另外，也有其他學者的研究證實，擴增實境遊戲可用於成人教學。麻省理工 媒體實驗室（MIT Media Lab）的教師教育計劃，就將大量的擴增實境技術應用於
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實境用於教學一個重要的里程碑。Outbreak 是一個主從伺服器架構的遊戲，在主 從伺服器的遊戲架構中，會有一個掌控一切遊戲執行進度的遊戲主機，透過 Wi-FiOutbreak 利用主從伺服器的遊戲架構，將玩家放置於爆發感染的虛擬校園情 境中。玩家需要組成小隊，評估情勢，並嘗試控制疫情。遊戲期間，玩家都配備 擴增實境行動裝置作為他們與現實、虛擬世界之間的橋梁，玩家可以在現實世界 的遊戲過程中，獲得虛擬的物體。而且一個玩家的行為會立即影響到其他玩家。
例如，一個虛擬物品被其中一個玩家取得，它就不會再被其他玩家發現，增加虛 擬物品的獨特性與價值，而一個玩家完成任務所觸發的事件與成果，也會馬上影 響到整體遊戲劇情的發展。Outbreak 的研究結果顯示，擴增實境相當適用於成人 遊戲學習，而且效果又會優於一般未加入擴增實境技術的學習遊戲（Liarokapis &
Freitas, 2010）。如圖 2-11 所示。
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圖 2- 11 Outbreak 遊戲的進行
（資料來源：Edris，2009）
2.1.3.2 擴增實境應用於 2D 標示導覽
擴增實境技術的蓬勃發展，讓現今的景點資訊也由原始的文字敘述，轉變為 可視化圖樣標誌。智慧型手機的兩大平台 iPhone 與 Android 也都推出了支援擴增 實境的景點瀏覽器服務，只要使用者在手機上開啟景點瀏覽器，就可以獲得瀏覽 器所標示的景點位置、距離，與景點資訊。這個發展也將廣告業提升到另一個層 次，各家廠商也針對擴增實境瀏覽器推出了大量的景點標示、廣告與導覽服務。
人的感官先天對於圖像的敏銳度較高，視覺化後的擴增實境資訊普遍較能讓 一般大眾所吸收。但同時，標記位置的精準度也十分重要，因為當位處於較為熱 鬧的市區地帶，瀏覽器上將會有相當多種不同的指示標示，如果這些繁複的標示 沒有清楚的劃分或是定位不夠準確，使用者就會無法判斷這些標示所代表的正確
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位置。所以擴增實境瀏覽器需要相當高精確的即時的運算，否則容易讓使用者錯 過正確的標示地區（馬宗銓、鄭登元，2010）。目前使用者利用擴增實境瀏覽器已 經可以獲得相當多資訊，例如：旅遊景點、餐廳小吃、交通站牌、收訊基地台...
等。
提供資訊讓使用者在遊覽過程中可以參酌的方式稱為被動式導覽。目前這類 被動式導覽正開始發展，被動式導覽的應用是由使用者自行到達目的地後，系統 提供使用者所在地區的相關訊息，所以被動式導覽並不會引導使用者體驗一系列 的導覽歷程。其中相當具有代表性的是 Layar。Layar 可將各種不同的景點資訊顯 示在行動裝置的螢幕上，透過圖形化標示告知使用者，景點的位置、距離、機能，
讓使用者不需親自到達景點當地，就可以對於遠處的景點有初步的了解，見圖 2-12。
圖 2-12 於 Android 平台上執行的 Layar
（資料來源：Layar 官方網站）
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technologies），資訊及通信技術是資訊技術及通信技術的合稱，遊戲系統利用目前 越來越為普及的行動通訊裝置，做為玩家與遊戲系統間訊息傳遞的橋梁，克服了 傳統單人遊戲無法情感交流、或只能獲得單人遊戲成就的限制，擴展了新型態的 導覽互動模式，讓每個使用者都能融入遊戲的互動情境之中（Herbst, Braun, McCall& Broll, 2008）。透過融合真實與虛擬世界，整合了遊戲的故事情節到導覽情境中。
因此，此類型的導覽關鍵是，無接縫的合成日常生活與自然環境，利用擴增實境 進一步的擴大位置感知，利用真實與虛擬物體間的搭配，模擬使用者存在於不同 時間與空間。
具體而言，擴增實境應用於導覽主要有以下特色（Feiner, MacIntyre, Höllerer &
Webster, 1997）：（1）系統會提供一些逼真的訊息，並將其融入 3D 空間的環境中；
（2）主要支援戶外使用者，因為相對於室內使用者，戶外使用者有較大範圍的步 行空間，定位較為容易。（3）結合多重顯示互動技術，用以補足單一導覽的不足。
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Schmeil 與 Broll 在 2007 年的研究中，發表了一套擴增實境行動助理系統，系 統中提供一位行為和溝通能力都模仿真人設計的虛擬秘書，虛擬秘書可看作是一 個真人的替代品。虛擬秘書會跟隨著使用者，到任何地方，而且會對使用者發出 提醒，針對使用者的問題，做出相關反應。例如使用者今天有約會，如果使用者 需要，虛擬助理可以帶領使用者到達約會場所。到達場所後，虛擬助理會對場所 做出相關介紹，提供相關訊息。為了看到擴增實境的虛擬助理，使用者必須戴上 顯示器，再利用 GPS 接收器定位，電子羅盤感測使用者方向，如圖 2-13 所示。
圖 2-13 與使用者即時互動的私人助理
（資料來源：Schmeil 等人，2007）
虛擬秘書具有以下特色與優點：（1）更加保密的私人隱私，虛擬助理不會洩 漏私人訊息。（2）擴增實境的視覺輔助，比起單用聽的語音記事更加豐富。但虛 擬秘書在模型製作與角色定位上，仍有以下限制：（1）3D 虛擬助理沒有貼圖材質，
所以呈現光滑的塑膠感，與環境的真實質感較為不搭。（2）3D 虛擬助理並沒有進 行打光，角色看起來較為平淡，缺乏立體感。（3）虛擬角色因為 GPS 註冊不準確，
產生不合理的跳動，且因為虛擬助理沒有影子，感覺像漂浮在半空中。
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隨著主動式導覽研究的發展，開始有研究在主動式導覽中加入遊戲的互動元 素，Timewarp 就是一個很好的例子。Timewarp 是由德國訊息應用科技研究所開發 的一套擴增實境導覽遊戲，遊戲的主要目的是希望藉由擴增實境顯示技術，設計 一套符合當地人文的冒險遊戲，並將當地小精靈傳說融入於導覽遊戲中，使遊戲 更為在地化。導覽遊戲範圍是分佈在 Cologne 當地的老街中，面積約 1.5 平方公里。
玩家必須跟隨行動裝置的指示須移動到相對應的位置，與虛擬的元素互動。遊戲 中包含了三種不同類型的場所：時間入口（可以進入其它時空）、市場（物品買賣，
接受任務）及自我訓練場（進行自我訓練）。除了圖像外，Timewarp 也提供了聲音 的支援。加入聲音的主要目的是補足當前視覺體驗的不足，其次是為了引導使用 者進行非線性的遊戲（Iris Herbst 等人，2008），使用者實際導覽的情況如圖 2-14 所示。
圖 2-14 Timewarp 導覽的實況
（資料來源：Iris Herbst 等人，2008）
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Timewarp 有以下特色與優點：（1）豐富的導覽體驗，混合現實與虛擬的 3D 空間與擴增實境動畫，這些動畫可以依據不同的時空背景，製作不同的內容。（2）
利用 3D 物件可以模擬玩家在不同的時空中活動，玩家可以看到 3D 物件的各個面 相，不像 2D 只是單層圖片，無法多面觀賞，創造一個真實的時空遊戲。Timewarp 也有著以下的限制：（1）因為系統硬體運算的限制，使用面數較為低的 3D 模型進 行互動，導致 3D 物件不夠逼真，不容易使人完全的沉浸於情境中。（2）虛擬角色 與 3D 物件呈現透明狀，與實際的應用情境不搭，現實世界中的這些物件，並不會 呈現透明質感，見圖 2-15。
圖 2-15 Timewarp 的導覽介面與低面數模型
（資料來源：Iris Herbst 等人，2008）
2.1.3.4 擴增實境應用於 3D 導覽歷史學習遊戲
先前學者研究證明，遊戲能觸發學習意願，所以近年來許多擴增實境的研究 重點被聚焦在古蹟導覽學習之上，因為擴增實境利用虛擬的物件填補現實世界中 已殘缺或損壞的古蹟建築，具有古蹟或古文物虛擬重建的可能性。藉由觀看這些 古蹟過去的樣貌，幫助使用者學習古蹟遺址，透過遊戲的互動過程，讓學習更為 有趣。行動擴增實境導覽系統的優勢在於它攜帶方便，使用者來到古蹟地區，不
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逼真的 3D 歷史圖像。根據 Ardito、Buono、Costabile、Lanzilotti 與 Pederson（2007）的研究結果顯示，遊戲能夠觸發歷史學習的意願，使人願意詳細了解古代歷史，
且比過去的方法更加有效。
遊戲應用於歷史學習，具有下列三種優勢 （Cecchini & Taylor, 1987）：
（1）歷史的學習過程通常是乏味的，而遊戲是一種好玩有趣的享受過程，當使用
Egnathia 古蹟公園考古遊戲，是歷史學習遊戲中一個很值得參考的案例，在 Egnathia 古蹟公園考古遊戲的案例中，遊戲公園內的玩家將會被分成小組，每個小 組由 4-5 名玩家組成：每組都有一個領導者，組隊的用意是希望模擬一個剛剛抵達 Egnathia 的羅馬家庭。每個小組會分配到一台行動電話和遺跡地圖，玩家可以按照 地圖，規劃適合自己的路徑，並在地圖上標記正確的遺跡地點，藉以培養地理概
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圖 2-16 手機中所顯示的擴增實境重建影像
（資料來源：Ardito 等人，2007）
此遊戲結合了刺激的尋寶與解謎過程兩項優點，使用者可以自由探索古蹟區 域，發現遊戲區域中其隱藏的歷史秘密，藉由遊戲的互動過程，輕鬆的學習歷史 古蹟，並利用手機上的古蹟虛擬實境重建系統，了解歷史古蹟的完整外觀。值得
此遊戲結合了刺激的尋寶與解謎過程兩項優點，使用者可以自由探索古蹟區 域，發現遊戲區域中其隱藏的歷史秘密，藉由遊戲的互動過程，輕鬆的學習歷史 古蹟，並利用手機上的古蹟虛擬實境重建系統，了解歷史古蹟的完整外觀。值得