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Powerpoint 簡報、2D 數位影像檔案、3D 數位模型檔案、渲染的影片動畫以及以影像為基礎 的虛擬實境(image-based virtual reality, 如:QuicktimeVR)等。

所有使用者(包括發表者與其他參與的設計者或評審)在目前運用數位媒材的發表的過程

為了要讓VPS 裡的參與者不再是只能進行觀看的動作,而能夠真正地直接操作虛擬空間 提出了一種新的數位媒材 – 虛擬版面(virtual pin-ups)。使用者可以將自己的隨身裝置中的 媒材檔案放置到虛擬版面上,也可以直接將VPS 中的各種數位媒材直接轉換成影像檔貼至虛

3.1.2 CAVE ᒖဩ

VPS 的 CAVE 硬體環境為工業技術研究院 (ITRI, Industrial Technology Research Institute)所研發,已建置在國立交通大學浩然圖書館七樓發展館裡作為主要的展示空間,本 研究基於地利,直接利用該系統作為VPS 的基礎設備。主要運算系統是由七部電腦所構成。

硬體環境分為一部控制伺服器(control server)與六部顯示客戶端電腦(display client),控制 伺服器負責協調六部客戶端機器的運作,client 則負責各畫面的運算與輸出至投影螢幕(圖

3.1.3 Ꮾˢ྅ཉ

由於個人電腦的作業系統在設計上僅能接受一組的輸入裝置,因此為了達成多人同時互 動,必須在系統中自行實作輸入的功能。一般在CAVE 裡的輸入裝置都是連接在控制伺服器 上的特製裝置,要使用這些裝置使用者不但需要學習,這些裝置也幾乎都是供單人使用。所 以VPS 必須要尋找其他的輸入裝置的可能性。

隨著科技的發展,結合了運算能力、儲存能力以及通訊能力的個人數位設備,如:PDA 或是手機也漸漸普及,成為現代人隨身攜帶的裝置。這些個人裝置不但可以進行運算,也可 以儲存數位媒材檔案,運用這些裝置就能讓使用者進到空間中,取出自己隨身的裝置與控制 伺服器連結後便可以直接參與互動討論及資訊的分享。

VPS 上以具備無線通訊能力(wireless communication)的個人數位裝置作為主要輸入裝 置,例如:具備藍芽通訊的手機、以及具備無線網路的PDA 或筆記型電腦,藉以讓多人透過 這些裝置的互動得以在CAVE 上實現。而傳統的輸入裝置仍然可以使用作為多模式輸入的一 部分。

選用具無線通訊能力的主要原因就是要讓使用者可以不用受到線的羈絆,能自由自在走 動、與他人溝通。而這些隨身裝置的小體積,也讓使用者沒有攜帶大型裝置的負擔,能更自 然地運用手勢及肢體動作表達意見;許多廠商也都在開發這類無線而且小尺寸的裝置作為輸 入或是簡報的控制裝置(圖 3.2)。

圖3.2 (左)羅技開發的無線遙控器滑鼠 (取自 Logitech.com); (右)蘋果總裁 Steve Jobs 在 WWDC (Worldwide Developers Conference) 2005 上使用小型無線裝置進行簡報 (取 自 Apple.com)

VPS 支援的硬體設備:

1. 具備藍芽傳輸功能或無線網路連線能力的 PDA

2. 搭配藍芽接收器或無線網路的筆記型電腦

3. 具備藍芽傳輸功能的手機

4. 傳統的輸入裝置:滑鼠、鍵盤及搖桿(joystick)

因為要與這些裝置進行連線,我們必須了解連線的方式,以及如何取得訊號。而這樣多 人同時地進行輸入,系統就必須能夠同時地接收輸入訊號,並能分辨訊號的來源以在螢幕上 能夠分辨是哪位使用者在控制什麼媒材。

3.1.4 ಏ˘ពϯкˠཏ௡హវ۞ዋϡّ

SDG 雖然已有許多實作出來的系統,然而這些實作的系統都著重在使用一部個人電腦接 上兩隻滑鼠,並沒有實作在如同CAVE 的分散系統上,因此我們必須修改單一顯示多人群組 軟體的架構以符合CAVE 的分散式架構。而要修改 SDG 為分散式的架構,就必須先把輸入裝 置跟顯示分開來處理,也就是由控制伺服器統一負責輸入的部份,顯示則交由原本的顯示客 戶端即可。

再加上我們需要的環境並不是只有多人同時用就可以,還要必須能夠在特定的設計議題 下進行溝通與討論,因為設計發表時主要目的並不是讓許多人一起操作電腦而已,而是發表 者有想要表達的主題與想法,互動的目的是希望能夠增進所有參與者之間的溝通,而不是為 了互動而互動,這也表示系統必須能夠讓設計者自訂主題式的媒材及互動形式。

3.2 ր௚ఢထ

綜合上節各點的討論,VPS 必須具備以下的功能規劃:(1)支援多種媒材格式、(2)透過 網路傳輸、(3)使用者的輸入、(4)分辨使用者、(5)分散式的 SDG 架構、(6)設計者自訂主題 式的媒材展示及互動方式及(7)可擴充性。

3.2.1 ͚೯к჌ಫՄॾё

VPS 必須支援多種數位媒材,然而不同的數位媒材又各包含多種的檔案格式,種類繁雜,

因此VPS 在初期的發展階段先支援最常見的檔案格式,未來還可以加以擴充:

1. Powerpoint 簡報檔:*.ppt

2. 2D 數位影像:BMP(點陣圖檔)、JPG(JPEG 壓縮圖檔)、PNG(可攜式網路影像) 3. 3D 數位模型:3DS

4. 影片動畫:AVI、MPG、WMV

5. 以影像為基礎的虛擬實境:QuicktimeVR

3.2.2 ౅࿅შྮ็Ꮾ

CAVE 環境中所有的資料都是透過網路傳輸,而因為 CAVE 中的顯示客戶端電腦有六台之 多,因此不會把輸入裝置分散連接至顯示客戶端電腦而造成管理上的不便,所有的輸入裝置 都會連接到控制伺服器,然後再透過網路把所有的訊息傳輸給顯示客戶端電腦。

而任何使用者要跟其他人分享的資料也是透過網路的方式傳送至控制伺服器,再由伺服 器判斷將資料轉送至哪部顯示客戶端電腦以提供與他人共享的視覺回饋。

透過網路傳訊息造成的延遲,使得控制伺服器必須肩負起同步的責任確保所有的顯示客 戶端電腦能夠顯示同一個時間點的畫面。最簡單的方法是透過控制伺服器在特定的時間間隔 送一次同步訊號要求所有的客戶端確認彼此的同步情形,或是把現在整個虛擬空間中的狀態 (例如:視角座標或是播放影格)傳送給所有的客戶端要求更新畫面,這樣的方式可以讓客戶 端與控制伺服器都維持在相同的狀態下。

3.2.3 ֹϡ۰۞Ꮾˢ

使用者的輸入裝置除了有線的傳統輸入裝置外,最主要的就是具備無線連結能力的藍芽 裝置。

藍芽(bluetooth)是一種無線傳輸的技術,可以讓桌上及膝型電腦、PDA、行動電話、印 表機、掃瞄器、數位相機,甚至是家電用品之間進行短距離的無線連結。每一種具備藍芽技 術的裝置皆擁有標準的位址,可以讓您使用低功率的無線電進行一對一或一對七(形成一個 小型的網路)的連結,傳輸範圍標準為 10 公尺,最遠則可達 100 公尺。藍芽不僅具有每秒 1MB 的高傳輸率,同時也可以進行加密編碼。由於具備每秒1600 次的跳頻率,因此很難被電磁 波攔截及阻斷。

與藍芽裝置間的連線相當容易,透過藍芽標準中的序列埠傳輸模式(serial port profile, SPP),讓電腦產生虛擬的連接阜,可以讓直接取得裝置上操作的所有訊號。

3.2.4 Тॡפ଀̶֭ᏰЧ྅ཉ۞ੈཱི

所有藍芽裝置上都有一組獨一無二的識別碼,能藉以區別各個不同的裝置。VPS 本身是 屬於一種動態的環境,裝置可能隨時連線及離線,並不是特定的裝置也不是固定的數量,因 此必須規劃裝置管理的系統以監視環境裡的裝置連線情形,再透過輪詢(polling)的方式取得 所有在連線狀態下的裝置的輸入訊號進行運算。

任何裝置離線及連線的動作都會通知裝置管理系統,以讓整個系統能夠確知目前各個裝 置的連線狀態。

3.2.5 ̶೸ё۞ SDG ߛၹ

要將以往用在單一個人電腦上的SDG 架構修改為適合分散式環境,VPS 採用了混合了 TYCOON[Matin, 1998]與 FLUID[Ilmonen, 2002]的架構設計,將系統分為位於控制伺服器上 的裝置管理層、輸入訊號處理層,以及位於顯示客戶端上的應用程式層(圖 3.3)。

3.2.6 నࢍ۰ਕҋࢎ͹ᗟё۞ಫՄणϯ̢̈́જ͞ё

要能夠主題式的進行媒材展示,以符合設計議題的討論,就不能提供無目的的單純互 動,而是要能夠讓使用者設定目前的互動方式,以及決定要使用的媒材。

VPS 將參與互動的所有使用者分為兩種身分:發表者(presenter)與參與者

(participant)。並將過程分為兩個階段:設計階段(design stage)與執行階段(execution stage)。發表者在執行階段安排整個互動的流程,包括媒材的安排或是設定參與者參與互動

1. 裝置管理:管理及分辨多個輸入裝置,透過對裝置管理模組的擴充,可讓 VPS 支援 更多種類的輸入裝置

2. 訊號處理:取得來自輸入裝置的訊號

3. 情境管理:針對目前主題的討論控制不同的互動機制,發表者可以自由設定各種情 境,VPS 會依據這些設定提供各種不同的互動的可能性,透過各種自由的設定可以 嘗試更多樣化的互動行為

4. 資源管理:管理及載入多種不同媒材的格式,透過對資源管理模組的擴充,VPS 可 以支援更多種類的媒材格式

5. 資料運算:從訊號處理部分取得使用者輸入並將其結果反映在媒材上

6. 顯示輸出:於顯示客戶端繪製最後的視覺呈現畫面,對此模組的擴充則可以提供更 豐富的視覺感受

3.3 VPS ր௚ߛၹ

完成系統規劃的VPS 系統架構如下圖(圖 3.4)所示:

顯示客戶端#6 顯示客戶端#5 顯示客戶端#4 控制伺服器

顯示客戶端#3 裝置#1

裝置#2 裝置#3 裝置管理

訊號處理 情境管理

資源管理 資料運算 顯示輸出

顯示客戶端#1 顯示客戶端#2

圖3.4 VPS 系統架構圖

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