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擴張實境

“擴張實境(Augmented Reality),簡稱 AR,是讓使用者在真實環境空間中與產生 的虛擬影像重疊,所以擴增實境並沒有取代真實空間只有增境現實(Azuma,1997)"。

根據擴張實境的應用,本研究以 Basic Stamp 作為主要的實驗設備,透過 Basic Stamp Editor 軟體編排驅動程式,燒錄至微處理器,感知元件感知外在環境資訊接收脈 衝,輸出至動力元件或 LCD 螢幕;此外使用者透過 Basic Stamp Editor 直接控制驅動元 件做出相對應的動作(圖六)。從表三得知,Basic Stamp 擁有最優良的穩定性,並可以藉 由 VB 程式語言編寫指令,藉由 Basic Stamp 展示擴張實境的設計。

圖六、basic stamp 微處理器系統的操作流程

表三、電子系統晶片模組案例分析 (成大互動建築研究所)

Modules Microchip 微處理器速 度

記憶體容量 開發環境 程式語言 穩定性

Basic Stamp Microchip-P CI16C57c

20MHz 32 位元組 BASIC Stamp Editor v2.2.6

Visual Basic 最好 Atmega8-16

14 位元組 Arduino IDE

圖七、參數式設計的架構圖

3.2 設計情境說明

情境一(能源情境模式),使用風力發電跟太陽能發電的發電量成為參數,根據發 電量的變化,同時廣場的能源樹會根據電量的不同而產生不同的燈光回饋,可使得周 遭民眾得知本樓綠色能源的產生狀況(圖九)。

情境二(周遭因子控制模式),根據學思園往來的行人多寡,產生不同的壓力係 數,使得能源樹上的燈光產生不同的亮度,並且能夠藉此提供人行照明(圖十)。

圖九、能源情境模式 圖十、周遭因子控制模式

3.3 實作的建置

本研究利用綠色能源的發電,擷取發電的參數,在逢甲大學學思樓七樓實驗室做 一個展示的平台,考慮到噪音以及安全問題,將機組設備放置於該樓頂樓,旁有抽風 機可減少噪音以及空間使用的疑慮,而風力發電(圖十一)部分建置過程須注意到風向、

噪音、避雷針高度、載重以及防水問題;而太陽能(圖十二)部分須注意到建置位置的遮 陰以及太陽的傾角,而產生的能源供給大樓洗手間用電,如還有多餘電力則可與台電 電網聯繫,出售產生的電力進而達成智慧電網的構想。

圖十一、風力發電成果現況 圖十二、太陽能發電成果現況

3.3.1 能源擷取方法

圖十四、能源發電擷取資訊流

3.3.2 監控軟體

監控設備使用的軟體為 LabVIEW,可使用該軟體作為監控系統的回饋顯示軟體及監 控發電系統,此外本軟體亦可設計監控系統所需之面板,並且搭配所需之功能顯示以 及數據上的監控。監控界面(圖十五),藉由監測儀器的接收與傳輸相關訊號可監看電 壓與溫度波型,並可即時監控電壓與溫度數值,若發電設備供電不穩,而產生的波形 幅度即會變大。而 LabVIEW 可將原本需要撰寫程式的功能由一個個方塊取代,可以依 照所需的功能進行更改(圖十六)。

圖十五、LABVIEW 人機介面 圖十六、程式設計方塊圖

展示平台的設計目的是為了讓使用者了解能源的產生,反思能源的使用。展示平 台的情境運作流程(1) 從風力發電與太陽能傳送發電訊號至展示面板,展示面板內的微 處理器根據發電參數調整燈具的亮度。(2) 展示面板還可藉由入口的感知器感知學思園 的參觀人數,調整燈具的亮度。

圖十七、實際模型展示能源變化 圖十八、實際模型展示風力覺察系統

ZigBee 無線傳輸

使用者可同時透 過不同介面監測 電力資訊

經由本設計可以衍生更多情境覺察的設計,例如:上海世界博覽會的氣溫顯示的 煙囪(圖二十),或者是隨著環境變化而改變的智慧皮層(圖二十一)。這些皆是對環境即 時回饋的一個互動設備,透過參數的變化而做出調整,只要經由情境劇本的調整,可 以延伸出更多的對應方案。

目前只應用於能源的覺察並展示其利用方面,期望未來將擴充動態的展示方法,

或者是應用在室內物理環境的微調,甚至可以針對特殊使用者,開發出較為獨立且具 特殊使用用途的涵構覺察裝置以及使用者情境模擬。

圖二十、上海世博氣溫顯示煙囪 圖二十一、上海世博智慧皮層

參考文獻

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