合。
3. 賦予等高線實地高程。
4. 匯出至 3DS MAX。
地物資料的處理方式為：
1. 找出地物在平面圖上的座標。
2. 利用 AutoCAD 在數值圖檔上作編輯以及將未閉合之線段予以閉 合。
3. 賦予地物位置高程。
4. 匯出至 3DS MAX。
整理好的的檔案由 3DS MAX 等高線圖產生地形模型的功能，產生 精準的本校地形模型。
5-3 虛擬實境模型建構軟體
近年來 3D技術運用多來越多，軟體層出不窮，目前大多數常用 3D建模軟體為3DS MAX、 MAYA、 Sumatra、Lightwave、 Rhino等軟 體。這些軟體各有特色，使用者可以挑選自己習慣的建模軟體來進行 建模。但也必須應注意是否有跟互動式軟體相互支援，而目前支援本 系 統 互 動 式 軟 體 Virtools ， 目 前 有 三 種 建 模 軟 體 支 援 ， 分 別 是 Lightwave、3DS MAX與 MAYA。目前大眾廣泛較為接受的建模軟體為3DS
MAX與 MAYA。這兩套建模工具本身功能差異性不大，以下為 3DS MAX 與MAYA軟體比較表。
表 5-1 3DS MAX 與 MAYA 軟體比較 比較項目 3DS MAX MAYA
價格比較 中等價位 高價位
性能比較 1. 可以 Win98 底下執行。
2. 硬體要求低。
3. 包含人物動作工具套 件、法線貼圖和多邊 形編輯修改器。支援 新一代 PC，遊戲機以 及移動平台。
1. 系統要求為 NT 版本以 上。
2. 硬體要求高。
4. 完整的建模系統、强 大的程序紋理材質和 粒子系統、出色的角 色動畫系統以及 MEL 脚本語言。
介面親合性 容易上手。 類似 MAX 介面，但較為複 雜。
使用人數 使用人數多。 較 MAX 人數少。
適合種類 較適合建築模型製作。 較擅長人體模型製作。
3DS MAX 與其他軟體其實功能上差異性上並不大，甚至有些軟體 在建模功能上或是貼圖顯示上之功能略比 3DS MAX 良好，但本系統選 定 3DS MAX 為此虛擬實境教學系統之建模軟體為之主要原因為(1)介 面使用親合性較高。(2)參考書籍比其他軟體多。(3)價格上較為低 廉。(4)適合建築物與地形的模型建造，提供許多內建建築模型，如 樓梯、牆壁、窗戶等。(5)可與 AutoCAD、VRML 相互結合。(6)課程普 遍。因此，本研究決定採用 3DS MAX 做為虛擬實境模型建構軟體。
自 1996 年由 Kinetix 推出 3DS MAX1.0 版本，3DS MAX 前進的步 伐一直没有停止過，在隨後的 2.5 和 3.0 版本中 3DS MAX 的功能被慢 慢完善起來，將當時主流技術包含進去，比如增加了被稱為工業標準 的 NURBS 建模方式。其中的 3.1 版是一個非常優秀的版本，其卓越性 與穩定性使得現在還是有很多人使用這版本。在隨後升級中，3DS MAX 不斷把優秀的外掛整合進來，在 3DS MAX4.0 版中將以前單獨出售 Character Studio 併入；5.0 版本中加入強大的 Reactor 動力學模式 系統，全局光和光渲染系统；而在 6.0 版本中將 3DS MAX 迷期待已久 的電影級渲染器 Mental Ray 整合了進來。所有的這些都使 3DS MAX 使用者對 3DS MAX 以後發展充滿信心。
Autodesk 的子公司 Discreet 公司於 2004 年 8 月 3 日發佈 7.0 版 本。此版本的滿足了遊戲開發、角色動畫、電影電視視覺效果和設計 行業方面日新月異的制作需求。此版本包括業界首創遊戲開發行業的 工作流加速器「法線貼圖」（Normal Mapping）和「多邊形編輯修改 器」（Edit Poly Modifier）。多邊形編輯器使動畫制作更為方便和快 速。
在應用方面，擁有強大功能的 3DS MAX 被廣泛應用於電視與娛樂 業中，比如片頭動畫與視頻遊戲製作，而在國內發展相對比較成熟的 建築效果和建築動畫製作中，3DS MAX 的使用率更佔據絕對優勢。根
據不同行業的應用特點對 3DS MAX 的需求程度有也所不同。建築方面 應用相對來說所需功能並不需要太多，只要求單張的渲染效果和環境 效果，以及比較簡單的動畫；片頭動畫與和視頻遊戲應用中動畫佔的 比例很大，對視頻遊戲對角色動畫的要求較高；。
5-4 虛擬實境互動建構軟體
本系統的虛擬實境互動建構軟體選用原則包括 1. 軟體為桌上型虛擬實境軟體。
2. 軟體可透過網路使用。
3. 軟體採圖形介面的編輯模式(物件導向程式)。
4. 軟体的市場普及程度高。
5. 軟體的技術支援程度高。
6. 軟體的學習困難程度低。
目前市面上虛擬實境軟體眾多，但大部分都是強調於展示與虛擬 瀏覽功能，並無實質上的互動介面程式。根據上述的原則本研究選擇 Virtools 做為此系統建構軟體。Virtools 與其他互動式虛擬實境軟 體的比較如表 5-2 所示。
Virtools 是一款由法國人製作出的虛擬實境建構軟體，它不但擅 長於營造出各類的虛擬環境，更是適合運用於網際網路上，不但開發
容易、快速，更提供了許多線上遊戲所需的網路模組以及伺服器端的 服務，使得製作線上 3D 遊戲變得容易簡單易學[16]。
Virtools Dev 是一套整合軟體，可以將現有常用的檔案格式整 合在一起，如 3D 的模型、2D 的圖形或是影音等。Virtools Dev 不是 3D Engine，而是一套具備豐富互動行為模組的即時 3D 環境虛擬實境 與多媒體互動編輯軟體，可以做出不同用途的 3D 產品，如網際網路、
電腦遊戲、多媒體、建築設計、互動式電視、教育訓練、模擬與產品 展示等[16]。
Virtools Dev 除了可以編輯製作的介面外，還包含了 SDK，可 供程式人員開發新的功能、新的硬體驅動程式或是將內容編譯成執行 檔等[6]。
Virtools Dev 的互動是行為模組就像在堆積木一樣，可以利用 拖放的方式將互動行為模組賦予在適當的物件或是角色上，以流程圖 的方式決定行為模組的前後處理順序，逐漸編輯成一個完整的互動是 虛擬世界[16]。
Virtools 除了可以在專用的 Virtools Player 執行播放所製作的 作品外，最大的特色則在於它還可輸出成網頁格式 htm 檔，創作者可 以將其資料做成一獨立的 3D 網頁，更可進一步編輯與一般網頁或 Flash 網頁整合在一起，創造絢麗且令人驚奇的網頁或遊戲。最新上
市的 Virtools Dev 3.0 發展出更多更炫的 3D 技術，不但有效的提升 3D 互動數位內容的製作效率，更加入了許多 DirectX 9 的最新視效 功能。為了打造更專業的開發環境與專案流程管理，此版本也與功能 強大的專案管理軟體 NXN alienbrain 相容，再加上 Virtools 本來就 具備的開放式 SDK 程式庫，讓您的研發過程更無後顧之憂，加速專案 製作與產品上市的時間﹝8﹞。
5-5 虛擬實境物件之建構
無論在何種虛擬實境程式中，物件擬真度具有相當的重要性。
虛擬物件的建構必須與實際物件相似，才不會導致使用者在實際操作 過程中，產生因物件與實際物品相差太大而造成教學成效不佳之問題
。且擬真度越高會讓學習者更能融入教學中，提高學習者使用率與學 習興趣。本系統主要的建物簡述於表 5-3。
表 5-2 Virtools 與其他軟體之比較表﹝4﹞
軟體功能屬性 View-
point Cult3D Virtue3D
Super-scape EON Virtools
大型幾何物件演算速度 3 3 3 3 4+ 4 複雜之物件於同場景 3 3 3 3 4 4
動態資料下載 3 3 N/A 3 5 5
從伺服器端下載材質 N/A N/A N/A N/A 4 4 模擬真實場景之能力 2 3 3+ 3+ 5 2
使用之便易性 3 3 3 3 4 4
各種商業應用架構 N/A N/A N/A N/A 4 4 多人共用同一場景 3 N/A N/A N/A 4 4 複雜之互動功能 3 3+ 3+ 3+ 5 4
視覺品質 4+ 4 3 4 4 3
壓縮幾何面及材質功能 4+ 4 3 4+ 4 3
支援多種貼圖功能 3 3 2 3 4 4
網頁發佈 3 3+ 3 3 4 4
與 VR 相關硬體相容 N/A N/A N/A N/A 5 5
可接受之輸入格式 3 3 3 3 4 3
與其它多媒體之整合 3 3 3 2 4 3
網頁全螢幕功能 N/A N/A N/A N/A 5 5 支援影音檔 N/A N/A N/A N/A 5 4 支援 3D 音效 N/A N/A N/A N/A 4 4 立體顯像功能 N/A 3 N/A N/A 5 4 註：1.N/A 代表無支援此功能
2.分數約高表示支援程度越大
表 5-3 系統元件建構表
元件名稱 功能 建構軟體
全站儀本體 代表操作全站儀的本體。 3D MAX 反射稜鏡本體 代表中反射稜鏡的本體。 3D MAX 操作人物 1 場景虛擬遊移以及虛擬測量操作之主角，
並提供控制點之座標。
3D MAX
操作人物 2 手持反射稜鏡之主角，並提供地物點的座 標及編號。
3D MAX
3D 建物 形成中華大學全區建物群。 3D MAX 與 AOUTOCAD 3D 地形 形成中華大學全區 3D 地形。 3D MAX 與
AOUTOCAD 2D 介面 系統 2D 介面，主要顯示計算模式後的結
果。
Photoimpact
地形地物貼圖 使建物與地形更為逼真。 Photoimpact
本系統建構之虛擬物件與實務之比較見圖 5-1 至圖 5-29 所示。
5-1 虛擬全站儀儀器 圖 5-2 全站儀儀器
圖 5-3 虛擬全站儀腳架 圖 5-4 全站儀腳架
圖 5-5 虛擬全站儀本體 圖 5-6 全站儀本體
圖 5-7 虛擬反射稜鏡標竿 圖 5-8 反射稜鏡標竿
圖 5-9 全站儀測量手 圖 5-10 稜鏡標竿手
圖 5-11 虛擬校園地形(大門)
圖 5-12 現地校園地形(大門)
圖 5-14 現地校園地形 圖 5-13 虛擬校園地形
(建築學院與圖書館廣場)
(建築學院與圖書館廣場)
圖 5-15 虛擬校園地形 (白馬湖與綜ㄧ館)
圖 5-16 現地校園地形 (白馬湖與綜ㄧ館)
圖 5-17 3D 虛擬校園地形圖 (由西南向東北)
圖 5-18 3D 虛擬校園地形圖
圖 5-19 虛擬育成大樓
圖 5-20 現地育成大樓
圖 5-21 虛擬建築學院
圖 5-23 虛擬活動中心大樓
圖 5-24 現地活動中心大樓
圖 5-25 虛擬國際會議廳
圖 5-27 虛擬圖書館大樓
圖 5-28 現地圖書館大樓
圖 5-29 虛擬綜ㄧ館大樓
圖 5-30 現地綜ㄧ館
5-6 導線測量教學系統建構
導線測量教學系統一共分為五大部分，分別是：
z 人物移動模式 z 導線點定位模式 z 瞄準鏡模式 z 射擊模式
z 計算儲存模式。
3D 互動模式操作說明：
5-6-1 人物移動模式之建構
本研究利用3DS MAX建構全站儀本體模型，再匯入Virtools建構 互動功能。本研究採用與一般遊戲軟體相似的鍵盤操作方式控制全站 儀本體在虛擬實境上游走(參考圖5-31與圖5-32)。當全站儀主體遊走 時，攝影機會跟隨一起遊走，使螢幕呈現地形與地物的虛擬實境。參 考圖5-33。這功能可以利用物件導向的編輯介面將Virtools的內建模 組加入而達成(參考圖5-34)。
圖5-31 攝影機切換按鈕(導線測量)
圖5-32 人物移動鍵盤操作示意圖(導線測量)
圖 5-33 人物移動模式之攝影機視野畫面(導線測量)
圖 5-34 人物移動模式之攝影機程式畫面(導線測量)
5-6-2 導線定位模式之建構
本研究利用3DS MAX建構全站儀本體模型，再匯入Virtools建構 互動功能。本研究採用鍵盤操作方式設定導線點(參考圖5-35)。當設 定導線點時，系統會傳送其坐標誌「計算儲存模式」(參考圖5-36)。
這功能可以利用物件導向的編輯介面將Virtools的內建模組加入而 達成(參考圖5-37)。
5-6-3 瞄準鏡模式之建構
本研究利用3DS MAX建構全站儀本體模型以及瞄準器畫面，再匯 入Virtools建構互動功能。本研究採用鍵盤操作方式使全站儀鏡頭上 下、左右迴轉(參考圖5-38)。當鏡頭迴轉時，攝影機的方向會跟隨一 起迴轉(參考圖5-39)。這功能可以利用物件導向的編輯介面將
Virtools的內建模組加入而達成(參考圖5-40)。
圖 5-35 導線控制點鍵盤操作示意圖(導線測量)
圖 5-36 導線定位模式之執行畫面(導線測量)
圖 5-37 導線定位模式之程式畫面(導線測量)
圖 5-38 細部瞄準鍵盤控制示意圖(導線測量)
圖 5-39 瞄準鏡模式執行畫面(導線測量)
圖 5-40 瞄準鏡模式建構畫面(導線測量)
5-6-4 射擊模式之建構
本研究利用3DS MAX建構全站儀本體模型以及紅外線，再匯入 Virtools建構互動功能。本研究採用與一般遊戲軟體相似的鍵盤操作 方式控制射擊稜鏡(參考圖5-41)。當射擊時，稜鏡會消失，系統會傳 送稜鏡編號、座標、稜鏡與導線點間之距離至「計算儲存模式」(參 考圖5-42)。這功能可以利用物件導向的編輯介面將Virtools的內建 模組加入而達成(參考圖5-43)。