擴增實境技術的應用實例

對於以提供視覺感知為基礎的擴增實境系統，把電腦圖像即時性 覆蓋混合到真實的環境影像中，它是成為一種很有用的形象化工具的 重要因原。使得擴增實境在多個領域具有很大的應用潛力。本研究參 酌Yu 等人（2009）的研究，整理歸納出以下的擴增實境現行應用實 例：

一、醫學手術應用

擴增實境在醫學上具有重要應用。其中一類是應用在手術當 中，主要是在手術房裡應用擴增實境來為手術過程提供人體內部 構造的虛擬影像顯示。例如：把電腦繪製的腦部構造影像，與 CT

（X 光斷層）或 MRI（磁共振）的影像，結合至現場手術中病人 的頭部影像，來為手術提供腦部中須切除部位的影像（圖8）。

圖8 AR 應用於腦部手術。右上方是手術前現場的真實影像，左上方是手 術前將含有CT/MRI 資訊內容之虛擬影像合成到真實影像的擴增實境畫 面，左下方是手術中的虛擬影像，右下方是手術中利用虛擬影像來呈現須切

除的位置影像。資料來源：Lorensen 等人（1993）

二、維修應用

工業領域所使用的設備儀器大部份都是由大量的機械或小零 件所組成，對於要維護修理這些設備時，由於太複雜以至難以處 理，甚至容易出錯。所以，運用擴增實境來對設備組件進行標示 及顯示狀態資料，它是對工業維護運作非常有幫助（圖9）。例如：

運用擴增實境在核能發電機器設備上的維修工作（圖10）。圖中 工人透過擴增實境系統可以清楚看到各種指示，例如：帶領工人 如何走到要維修的區域、指示何處是危檢區域、顯示機器模組的 運作狀態、指示須要維修哪個機器部位等。

圖9 擴增實境使工業維護工作可以形象化 資料來源：Bian 等人（2007）

圖10 運用擴增實境在核能發電機器設備上的維修工作 最左邊是要帶領工人如何走到要維修的區域，左邊是要指示何處 是危檢區域，右邊是要顯示機器模組的運作狀態，最右邊是要指示須要維修

哪個機器部位。資料來源：Ishii 等人（2008）

任何工業運作都具有一項同樣的重要環節，就是對人員的專業 訓練。擴增實境也被用作訓練人員的工具之一，例如：運用擴增 實境來進行情境式引導，讓受訓者能一步一步地照著指示去完成 複雜的零組件維修過程，擴增實境系統會指引他第一步要做什 麼、要如何開始進行等訊息（圖11）。

圖11 以擴增實境作為專業職訓工具。資料來源：Schwald 和 Laval（2003）

不過，擴增實境的維修訓練應用，並不只限於大型的工業應 用，一般小型簡單的維修也很適用。例如：可以利用擴增實境來 進行桌上型電腦組裝的維修訓練（圖12）。它對受訓者顯示電腦 組件的位置、名稱、放置位置及方向等資訊，讓受訓者對電腦硬 體組裝及維修的步驟能夠更熟煉。

圖12 運用擴增實境進行桌上型電腦組裝維修訓練。資料來源：Ke 等人

（2005）

三、建築工程應用

擴增實境在建築上的輔助應用越來越多。例如：對一座在建置 規劃中的未來建築物，運用擴增實境呈現其鋼骨支架的結構，並 允許建築相關人員能夠實地從不同的角度，觀看這個未來建築構 面的細節構造（圖13）。

圖13 運用擴增實境呈現其鋼骨支架的結構

左邊是未來建築的鋼架所座落的實際位置。右邊是近觀其鋼架的細部結

構。資料來源：Behzadan 等人（2008）

四、室內或戶外環境設計及展示應用

目前普遍的設計界面，都是以透過操作電腦鍵盤及滑鼠來操控 電腦軟體為主。不過，由於擴增實境具有實體操作的直覺性界 面，所以，漸漸也開始有運用擴增實境作為輔助設計工具的趨 勢。例如：運用擴增實境來進行城巿規劃設計（圖14）。使用者 透過操作一個透明的杯子，來對兒童遊樂設施、樹木、溜滑梯等 虛擬物進行移動和刪除等動作。

圖14 運用擴增實境來進行城巿規劃設計

最左邊是放有圖卡的透明杯子，左邊是利用它來加入溜滑梯，右邊和最右邊 是之前以用樣的方式設計擺放好的位置，分別是兒童遊樂設施及樹木。資料

來源：Ke 等人（2005）

另外，擴增實境也可以應用於室內外展示。例如：泰國曼谷的 LarnGear 科技公司製作建築室內設計展示的擴增實境應用（圖 15）。它讓使用者可以清楚看見經設計後的建築內外環境。

圖15 運用擴增實境來展示整個建築的室內外設計內容

最上方是展示整個建築的外觀設計，中間是各層室內的設計內容，下方是可 以透過移動卡紙來讓使用者以任意角度來觀看室內裝橫。資料來源：http://

www.youtube.com/watch?v=LHWww8hUp5s

五、行銷廣告應用

擴增實境也有被運用作逛商店購物的輔助工具。PromoPad 就是這樣的一個擴增實境行銷輔助工具。它是一個手持式的平板 電腦（圖16），它讓使用者可以看到現場商品的額外資訊。這些 額外資訊可以是商品包裝之外的精美宣傳圖片或照片、警告標 示、使用方法指示等虛擬資訊內容。透過擴增實境這樣的運用，

可以提升消費者對商品的購買意願。

圖16 透過 PromoPad 來實現擴增實境的行銷應用

上方是商店客顧使用的PromoPad，左下是透過 PromoPad 來實現擴增實 境的行銷廣告照片，右下則是商品的額外標語。資料來源：Zhu 等人（200

6）

除此之外，擴增實境也被運用於提供娛樂趣味的行銷手段，如 上述圖7 中，可口可樂與阿凡達電影共同推出的廣告影片，影片 利用擴增實境呈現，主角拿著可口可樂的瓶子來搖控移動螢幕上 的阿凡達戰機。又例如圖2 中，Adidas 公司推出透過球鞋來呈現 擴增實境中的3D 虛擬動畫內容。為球鞋商品增加更多娛樂性，

以吸引消費者對該產品的注意力。

六、旅遊應用

旅遊的其中一項重要功能，就是希望可以帶給遊客更多景點或 文物的資訊內容。ARCHEOGUIDE（AR Based Cultural Heritage On-Site Guide）計劃就是一項運用擴增實境，為文化遣址提供導 覽功能的計劃。其中有古代希拉（Hera）神殿和古代競技場

（Stadium）的文化遣址（圖 17）。運用擴增實境除了可以避免 須需透過古蹟重建這種龐大工程，才能為遊客提供現場導覽服務 之外，它還可以提供遊客更多額外的古蹟資訊，例如：建築構造 特色、其背後的故事再現動畫等。

圖17 透過擴增實境來再現希拉神殿和古代競技場的原貌

左上是希拉神殿原來的遺趾，右上是透過擴增實境來再現希拉神殿的原貌，

下方是競技場的虛擬古代競賽者。資料來源：Vlahakis 等人（2001）

七、遊戲應用

傳統的電腦遊戲都局限於把焦點放在電腦螢幕上，因而減少互 動協作的範圍。但擴增實境擁有更直覺性和人性化的操作互動介 面，引至擴增實境已對遊戲進行快速的應用發展。例如：虛擬比 賽遊戲與任意真實物的結合，就是透過運用擴增實境的直覺介 面，使任意真實物也變成遊戲的一部份。

Neon Racer 就是這樣的一種遊戲（圖 18）。它是透過遊戲者 使用搖控器控制桌上投影的虛擬飛行器，在有限的時間內比賽誰 到達各個關卡得分最多為遊戲內容。而比賽的困難度是可以透過 遊戲旁觀者放置任意真實物，例如：手機、巧克力棒、飲料灌等，

作為障礙物來阻止飛行器的行經方向，以增加遊戲的困難度。

圖18 運用擴增實境的 Neon Racer 遊戲

上方是Neon Racer 的遊戲畫面及四台虛擬飛行器，下方是結合虛擬實境遊

不過，由Sony Computer Entertainment Europe 所推出的 PS3 視訊互動虛擬寵物遊戲 EyePet（圖 19），比 Neon Racer 就更令人讚嘆。EyePet 整個遊戲都是應用擴增實境技術來製作，

透過PS3 專屬的 PlayStation Eye 視訊攝影機，可以將虛擬角色 融入到真實環境中，讓遊戲者以自家臥房或客廳為舞台，與虛擬 的寵物小猴子進行深度互動。遊戲內容包括可以讓遊戲者與 EyePet 一同進行為期 15 天的「寵物訓練所」來挑戰各種任務，

進行餵食、清洗，並打點寵物造型等活動。

圖19 運用擴增實境的 EyePet 遊戲。

虛擬猴子正追著小女孩所施著的直實鞋子走。資料來源：

http://www.youtube.com/watch?v=_ZQpqfzDgOk&feature=fvst 八、學習應用

學習是人類的重要活動之一，為了讓學習可以更有效果，大家 都想盡辦法如何讓學生容易理解要學習的內容。例如：對於物理 現象的理論性概念，由於這些概念都很抽象，不易理解，引至常 常被學生誤解。而運用擴增實境於學習上，應該會有很好的效 果。因為擴增實境除了可以呈現3D 模型或 3D 動畫等立體影像 之外，更重要的是，擴增實境具有很高的親和力。學生除了從畫 面中看到虛擬內容，他們也同時看到自己現場週遭的環境和自

是遙不可及，而是彷彿就在他們身旁一樣似的。這樣，除了可以 加強學生對學習物理的內容的理解能力之外，還會增加學生學習 的興趣和意願。

PhysicsPlayground 就是運用擴增實境來製造物理原理運作 環境的一個學習平台（圖20）。學生透過一手拿著無線輸入筆，

一手拿著互動控制板（Personal Interaction Panel，簡稱 PIP），

來學習牛頓古典力學的原理。學生可以操作並驗證速度、加速 度、力、時間等之間的關係及結果。

圖20 PhysicsPlayground 利用擴增實境來進行物理學習

左方是學生正在使用PhysicsPlayground 來學習力學內容，右方是學習牛頓 運動力學概念的虛擬畫面。資料來源：Kaufmann 和 Meyer（2008）

九、媒介應用

在我們今日科技發達的社會生活中，我們對各種知識或感受的 接收，大部份已經不再是透過親身體驗所得到，而是透過大量的 媒介來取得。任何一種新技術或工具的出現，都是人類身體某一

在我們今日科技發達的社會生活中，我們對各種知識或感受的 接收，大部份已經不再是透過親身體驗所得到，而是透過大量的 媒介來取得。任何一種新技術或工具的出現，都是人類身體某一