第四章 第四章
第四章 研究結果 研究結果 研究結果 研究結果
第一節 第一節 第一節
第一節 虛擬實驗室之介面設計 虛擬實驗室之介面設計 虛擬實驗室之介面設計 虛擬實驗室之介面設計
虛擬物理實驗室之物件以 3DSMAX 建置完成之後，就可匯入 Virtools 進行編 輯，利用 Virtools 之行為建構（behavior building, BB）技術來撰寫程式模組，
完成整體虛擬物理實驗室後進行測試。以下介紹虛擬實驗室的操作介面、操作方 式以及虛擬實驗的測量方式。
一、3D 物件建模
虛擬物理實驗室所使用的 3D 物件皆以 3DSMAX 軟體來建置，以下將簡單介紹 模型建置的方式。如表 4-1-1 所示，首先，點選指令面板上「Line」選項，並於 編輯視窗當中，以線段方式拉出滑車形狀。再點選指令面板當中的變形工具，選 擇 「Extrude」選項，設定適當的模型深度。接著為滑車選擇適宜的材質，並填 上材質。滑車 3D 模型建置完成後，將滑車「Export」成 Virtools 可使用的*.nmo 檔。
表 4-1-1 3DSMAX 建模說明表
圖示 說明
1. 開啟新的檔案。
2. 點選指令面板，選擇「Line」。
1. 於編輯視窗當中，以線段方式拉 出滑車形狀。
2. 封閉線段使滑車側面圖成為一封 閉圖形。
1. 點選指令面板當中的變形工具。
2. 點選「Extrude」選項。
在「Extrude」選項當中，設定適當 的模型深度。
1. 點選出材質工具。
2. 為滑車選擇適宜的材質，並填上 材質。
滑車 3D 模型完成。
1. 將滑車 Export 成 Virtools 可使 用的.nmo 檔。
2. 選項設定如下
3D 物件選擇「Export as」。
3D 人物選擇「Export as a」。
具有動作設定的 3D 人物選擇 「Export Animation」。
二、3D 模型匯入 Virtools
3D 物件建模完成後須將 3D 模型匯入 Virtools 進行編輯，因為 Virtools 有 相當便利完善的資源庫管理介面，所以可以先在 Virtools 當中建立一新的資源 庫，再將物件存入適當的資料夾，這樣在編輯虛擬環境時就可以直接以拖曳的方 式來加入物件，相關的說明如表 4-1-2。
表 4-1-2 3D 物件匯入 Virtools 說明表
圖示 說明
1. 開啟 Virtools 的「Resources」
選項。
2. 點選「Create New Data Resources」。
1. 建立一個新的資源庫
（*.rsc）。
2. Virtools 系統自動產生同名之 資料夾，並依分類名稱設定好 子資料夾。
1. 回到 Virtools 介面，在行為模 組視窗旁增加了新創立的資源 庫。
2. 可依序點選查看資源庫內檔 案。
1. 點選「3D Entities」。
2. 將已經建模完成的 3D 物件拖曳 至編輯畫面。
3D 物件置於編輯視窗中即可開始 進行編輯。
加入適當燈光以利編輯，若 3D 物 件沒有材質貼圖，可能是建模時所 選用的材質 Virools 不支援，需重 新使用 3DSMAX 編輯材質。
三、入口介面設計
虛擬物理實驗室開啟時會進入主選單畫面，如圖 4-1-1 所示。主選單共有三 個選項分別為實驗簡介、虛擬物理實驗室導覽、進入虛擬物理實驗室，使用者可 點選按鈕進入，三個選項所包含的內容架構如圖 4-1-2 所示，以下將依序加以介 紹。
圖 4-1-1 虛擬物理實驗室主選單
實驗器材介紹 實驗過程介紹 虛擬實驗器材導覽
操作方式導覽
完 全 彈 性 碰 撞
完 全 非 彈 性 碰 撞
滑 塊 對 撞
滑 塊 追 撞
實驗原理介紹
圖 4-1-2 虛擬實驗室入口介面選項內容架構
四、實驗介紹
（一）實驗原理介紹
對於虛擬物理實驗室所進行實驗的原理加以介紹，主要原理包含：
1.動量守恆定律
' '
1 1 2 2 1 1 2 2