第二章 文獻探討
第二節 擴增實境
Billinghurst 與 Duenser（2012）將擴增實境（Augmented Reality，
AR）技術定義為一利用電子載具，將虛擬物件與資訊，和實體世界的物 件作連結並加值於其上的技術，除了被作為一種科技應用技術外，也被 視為新興的商業領域和內容呈現方式。Yuen、Yaoyuneyong 與 Johnson
（2011）認為擴增實境是將所感知的真實世界影像與虛擬物體所組合而 成的技術。這種技術所產生的景象，是我們所能感知到的真實世界，再 加上虛擬的事物所組合而成。
Milgram 及 Kishino（1994）將現實環境與虛擬環境展開如圖表 2-1 所示，圖的左邊代表純粹的現實環境，而圖的右邊代表純粹虛擬的環 感官刺激的經驗（Ternier, Klemke, Kalz, Ulzen, & Specht, 2012）。
圖 2-1 擴增實境在現實與虛擬環境之關係圖
資料來源：Milgram & Kishino（1994）
二、 擴增實境之技術
典型的擴增實境運作是由電腦上所設置的攝影機與圖卡之間的互
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動為基礎如圖 2-2，當攝影機捕捉到圖卡的影像時，電腦螢幕中便會出 現該圖卡所預設的 3D 模型影像，並且隨圖卡的左右移動或是翻轉角度 變化，模型也會立即做出正確視角改變。
圖 2-2 AR 系統在辨識符號且疊加資訊的過程
資料來源：本研究自行整理
三、 擴增實境的分類
（一） 影像辨識型態
1. 圖標式追蹤（Marker-based Tracking）
發展較穩定辨識技術，但圖卡本身會有黑框當作辨識基 礎，中間內容可能是二維式條碼（QRcode）或是不規則的圖樣，
在應用面上因為粗黑框的關係，較不美觀如圖 2-3。
圖 2-3 圖標示追蹤
資料來源：Wagner 及 Schmalstieget（2007）
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2. 無圖標式追蹤（Markerless Tracking）
此 種 辨 識 技 術 也 稱 為 自 然 特 徵 辨 識 （ Natural-Feature Tracking）。無標記式辨識與基本圖卡辨識相較之下，跳脫了制 式的圖卡辨識方式，可在指定物體或圖案上作連結設定，將虛 擬物件與真實物體作融合如圖 2-4，但其缺點是辨識速度上比 圖標示稍慢，而且容易受到環境光影而影響辨識效率。
圖 2-4 無圖標示追蹤
資料來源：https://developer.vuforia.com/
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（二） 影像顯示型態
1. 顯示器型（Monitor-based Display）
利用攝影機或視訊取得實際環境，所有場景都是以顯示器 來呈現如圖 2-5，這是一種最簡型式的擴增實境系統。
圖 2-5 顯示器型
資料來源：https://developer.vuforia.com/
2. 頭戴光學透視型（Optical see-through HMD）
顯示器與頭戴式影視呈現型能將真實影視與虛擬影像進 行畫面重疊整合於單一螢幕上。而光學透視型如圖 2-6 它是藉 由投影與真實場景融合，以減少影視所造成的失真。
圖 2-6 頭戴光學透視型
資料來源：http://www.google.com/glass/start/
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Platform SDK
Android IOS Symbian
Windows Mobile Unifeye
（Android 和 iOS），操作流暢性上及視覺效果的部分，均比前述所列舉
21 果，相當適合行動載具遊戲或是擴增實境的開發。故本研究在 Unity4.0 的環境下利用 QCAR 套件，開發擴增實境教材 APP。
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對於一般教師而言，難度過高且開發教材時間過長（Jung, Hong, Park
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表 2-4 擴增實境教材編輯系統比較
名稱 Zooburst Educ-AR
開發國家 美國 巴西
網址 http://www.zooburst.com/ http://www.educ.ar/
主要功能 3D 擴增實境立體書 產生擴增實境 3D 物件
支援設備 電腦、ipad 電腦
開發年代 2008 2011
修改圖標 否 可(黑白圖標）
互動模式 靜態 縮放、旋轉
音效 有 無
缺點 無法修改圖標、
行動裝置只支援 iOS 系統、
互動模式較靜態
無法修改彩色圖標、
只支援電腦設備、
互動模式貧乏、
無音效功能
資料來源：本研究自行整理
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八、 小結
擴增實境具有真實環境結合的互動、資訊的視覺化、實體化介面、
可操作性共同的合作學習空間特性。在上述文獻中也提到擴增實境應用 於教育的例子，結果顯示應用擴增實境教材於教學，可提高學生對於授 課內容的學習動機。本研究欲建置一個擴增實境教材編輯系統，使教師 可以在沒有撰寫程式的能力之下製作出擴增實境教材。
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第三節 探究式學習