系統展示

本計畫自行設計一建築模型，作為輸出及轉換至各平台之範例。經由本系統之 程式自動化轉換檔案後，以 ETABS、FDS 及 PCCES 軟體讀入此轉換後之模型結果 如下圖 29 所示：

ROCCAD ETABS

PCCES FDS

圖 29 建築模型輸出轉換至 ETABS、FDS 及 PCCES 之範例

3 虛擬實境融入式與多媒體的互動式協同合作空間

營建工程跨領域團隊之協同合作，傳統上習慣的作業形式，是於會議室中集會，

同時針對設計物之模型、圖說、施工規劃排程、模擬動畫等各種形式之設計資料作 面對面的討論與修改，而不是透過電腦的介面，故本計畫研究應用無所不在計算的 概念與技術，為了要讓網路式跨領域團隊協同合作能真正被接受實現，需透過網路 彼此連線的多媒體電腦設備整合於傳統的協同設計會議環境中，使網路式跨領域團 隊協同設計平台所聯結的不再只是地理上遠距的電腦，而是地理上遠距的空間，這 些透過網路彼此連線的空間，可透過多元之多媒體設備，即時地交換並呈現各類的 設計資料以供討論，讓傳統跨領域協同合作之工作模式不需改變。

在整個營建工程設計流程當中，以房屋建築物設計為例，建築師為整個設計案

空間中必需要有一個主要螢幕，與跟其連線的空間同步即時呈現彼此協同合作設計 之 3D 多領域模型，另需有其他數個螢幕，可視需要與跟其連線的空間同步即時呈 現設計圖說、施工規劃排程、合約文件、以及模擬動畫等等，供彼此間依適當的協 同合作模式做即時的討論。至於遠距的即時的討論，需整合視訊設備於空間中而達 成。此外，空間中參與協同討論的人員，亦可用個人或筆記型電腦上線至網路式即 時跨領域協同合作平台，根據討論即時地對多領域模型之設計做修改，並於連線的 空間中即時呈現，讓討論與修改的工作能即時同步地進行，大大地提升跨領域團隊 協同合作的效率。

圖 30 跨領域遠距合作協同設計空間

此外，本計畫更進一步地研究整合視訊與虛擬實境等技術，於這些透過網路彼 此連線地理上遠距的空間，以融入式的技術營造出讓身處不同空間的人員感覺彼此 有如是身處於同一虛擬空間進行協同合作之效果與氣氛，使遠距的人員間不需主動 使用任何通訊設備進行討論，只要被動地於所屬空間中以傳統的協同模式工作即可 完成遠距的討論，以進一步提升合作的效率與品質。

本計畫所達成之虛擬融入式協同設計環境如圖 31 所示。首先，本計畫研究整合

與應用視訊與虛擬實境技術，例如立體影像與立體聲效等，將視訊效果予以立體化，

所營造的環境使空間中的人員感受與其協同設計的另一團隊成員有如親臨現場討 論，而非位於另一遠距的空間，傳統視訊技術主要適用於人與人間一對一的遠距溝 通或一對多的遠距演講，對於團隊協同此一多對多的遠距團隊溝通方式，基於傳統 視訊的效果會有問題，雖可使用多組視訊設備來解決，但針對團隊協同，研究整合 虛擬實境技術的視訊技術，讓視訊所傳達的不只是空間的畫面，而是可虛擬感受的 空間內容，是有其必要的，因為就系統的使用性而言，如此才能真正達成空間中的 使用者能完全以傳統集會討論的作業方式進行協同，不需配合系統操作做任何的改 變而降低合作的效率，讓習慣傳統協同作業模式的人員所接受，故提供身歷其境的 視訊效果與氣氛，對於團隊協同合作上的效率與品質是重要的。

圖 31 虛擬融入式協同設計環境

本計畫基於立體顯像的原理，採用視訊立體化之技術。首先，每個會議空間中，

均建置有兩部攝影機，分別於兩個不同的適當視點，拍攝空間中的活動，而兩部攝 影機所拍攝的影像，則是運用網路串流(Streaming)的技術，即時透過網際網路傳送 至與其連線的另一個會議空間，在接收端，本計畫則研發將兩個串流影像同步的技 術，再將同步的影像經由立體顯示設備分流傳送至空間中觀看者的左右眼，來實現 視訊的立體化。

另一方面，3D 之多領域模型亦可運用虛擬實境技術予以立體化，讓參與討論的

人員感受有如討論空間中建置有一個設計物的實體模型，實體模型比 3D 模型更接 近未來實際完成的設計物，其提供縮小尺度的擬真實呈現將有助於業主感受體會未 來完成的設計成品，透過其建築師可更清楚藝術設計上的效果，其有時並可提供各 類技師對其複雜的設計與設計整合做更清楚的空間呈現，故其於實務上具有不可取 代性，運用虛擬實境技術所呈現的多領域模型，可同時於遠距的不同空間中即時展 示，且其可提供有如檢視實體模型的擬真實感受，故於虛擬融入式之遠距協同空間 中，以虛擬實境技術提供擬真實呈現的立體多領域模型來取代傳統的實體模型，有 其必要性。此外，還可透過虛擬實境輸入設備使設計者能直覺地於虛擬空間中控制 立體多領域模型。電子手套可讓設計者於虛擬空間中抓取立體多領域模型，如圖 32 所示。

圖 32 電子手套

3D 位置操控器經由設計者之控制與移動，可讓設計者隨意地於虛擬空間中移動 觀看立體多領域模型內外部之設計狀況，如圖 33 所示。

圖 33 3D 位置操控器

無接觸操控輸入設備可讓設計者直覺地用手於虛擬空間中移動位置與操控立體

多領域模型，如圖 34 所示。

圖 34 無接觸操控輸入設備

本計畫將電子手套、3D 位置操控器與無接觸操控輸入設備等三種虛擬實境輸入 設備作組合，可讓設計者能直覺地於虛擬空間中觀看、抓取、操作、控制、移動、

編輯與修改立體多領域模型，使能以更有效率地設計多領域模型，如圖 35 所示。

圖 35 虛擬實境輸入設備應用組合

總結而論，本計畫所研究建立之智慧化協同設計空間，將可讓身處不同地點空 間中的設計人員，透過此系統之輔助可以感受有如身處於同一個虛擬的空間中討論 設計方案，設計資料是依照參加設計會議團隊角色間相互的關係，能有適當且多元 化的方式呈現。

4 設計物生命週期維護管理平台

本計畫提出一個新的三維視覺化之設施維護管理模式來擴充現有的維護管理模 式，利用視覺化的技術，提供有效的維護管理資料搜尋與呈現，並以單一資料庫整 合並關連各類設施維護管理相關資訊，如設施的施工記錄、檢測記錄、重大事件、

維護管理經驗分享、即時位置、目前溫度及使用狀態等設施之生命周期、即時監測

資訊及其統計分析結果，如可靠度分析、失效率預測及維修排程，供使用者查詢，

並利用知識管理及人工智慧等資料分析處理技術，將資訊有效地分析處理後輔助決 策，使其成為一個直覺的 3D 視覺化、整合數位及監控資訊，並具資訊分析輔助決 策功能的設施維護管理模式及系統，其模式如圖 36 所示。

(a) 3D 視覺化介面 (b) 數位化儲存設施設計 、施工及維護歷史資訊

(c) 整合式之維護管理 (d) 維護管理資訊處理與分析 及資料蒐集與儲存 圖 36 三維視覺化之設施維護管理模式

此模式是將設施 3D 視覺化，讓管理者將能夠於虛擬化的設施及場景中遊走，並 利用按鍵來旋轉、移動或拉遠、拉近物件，以利管理者觀看及點選想要的部分。管 理者亦能夠直觀地選取設施的每一個元件，取得所欲得知的維護或管理資訊，點選 的部分將會有顏色的變化，並且顯示出簡單的基本資訊。除此之外還可以查詢每一 個設施或元件的相關維護管理資料，資料將會以最適當的型式視覺化呈現，另外還 提供對 3D 視覺化介面中的設施或元件進行單選及複選的選取功能。此模式亦將設 施維護管理資訊以適當的格式數位化儲存，例如圖檔、數據及文件，並將資訊連結 到設施的 3D 模型，當管理者點選設施查詢的時候，會顯示出所有跟該設施有關的 詳細基本資訊及歷史記錄供管理者查閱。此模式整合各類型的維護管理資訊集合，

例如基本資訊、檢測記錄、監控資訊等，以單一資料庫集中儲存管理，並透過 3D 三維視覺化

之設施維護 管理模式

視覺化介面將資訊呈現出來，其中監控的資訊會直接以顏色或動作實際反應設施目