第四章 系統設計
否
是
虛擬實境教學系統
現地實習
課堂結束
是否學會
學會導線與地物測量
圖 4-2 虛擬實境測量實習教學流程圖
4-2 導線測量教學系統
本系統的運作程序如下：
1. 學生利用虛擬實境瀏覽地形、地物。
2. 學生從起始點出發遊走至適當位置，佈設第一個導線點。
3. 學生在目前的導線點以 360o迴轉以射擊遊戲方式，擊破代表重要 地物點的反射稜鏡。
4. 學生從目前導線點出發，移動至適當位置佈設下一個導線點。
5. 重複步驟 3 至步驟 4，直到目前導線點可以與終端點通視。
6. 系統分析學生學習成效。
虛擬導線測量實習教學流程圖，如圖 4-3。
瀏覽地形、地物
與終端點通視？
佈設第一個導線點
佈設下一個導線點 擊破稜鏡
分析學習成效
圖 4-3 虛擬導線測量實習教學流程圖
本系統分成六個模式、分述如下：
1. 人物移動模式
利用鍵盤控制遊走在虛擬實境之中。人物操作移動之流程如圖 4-4 所示。
2. 導線點定位模式
人物移動到目的地點後，利用鍵盤控制鈕設立導線點，以確立導 線佈點位置，並擷取導線點的座標值。導線點定位模式之流程如圖 4-5 所示。
3. 瞄準鏡模式
導線點確立後，利用鍵盤切換視窗，隨即進入瞄準鏡模式。此模 式仿造狙擊槍瞄準方式進行反射稜鏡瞄準，並控制瞄準鏡運動。瞄準 鏡模式的流程如圖 4-6 所示。
4. 射擊模式
進入瞄準模式後，可進行射擊動作，將反射稜鏡擊破，並傳送反 射稜鏡編號到計算儲存模式。射擊模式之流程如圖 4-7 所示。
5. 計算儲存模式
經過導線點的佈設以及射擊模式後，系統會自動計算擊破反射稜 鏡數、剩餘反射稜鏡數與導線點設立數。計算儲存模式之流程如圖 4-8 所示。
6. 評分模式
結束虛擬導線測量實習後，系統進入評分模式，將儲存的資料載 入，以分析學生學習成效。
評分的項目配合前章之「導線點佈設原則」，包括：
（1） 累計導線點數目：配合原則一「導線點應設在視野寬廣，可 以量測較多地物點之處，以減少導線點。」
（2） 檢核導線點通視：配合原則二「導線點應設在與相鄰導線點 可以互相通視之處。」
（3） 計算導線點距離：配合原則三「導線點應設在與相鄰導線點 有適當距離之處，因為邊長太短時測角誤差較大，影響導線 精度。」
（4） 檢核導線點位置：配合原則四「導線點應設在不易變動之處，
以避免導線點被破壞。」
（5） 累計地物點數目：配合原則五「導線點應設在可以使地物均 有導線點可以施測之處，以減少細部測量時圖根點增設之需 求。」
切換人物移動視窗 選擇鍵盤控制鈕 人物移動
攝影機視角跟隨 可進入導線點定位模式
圖 4-4 人物移動模式之流程圖
啟動鍵盤控制鈕 複製定位 確立定位板座標與編號
傳送定位座標編號 可切換至瞄準鏡模式
圖 4-5 導線點定位模式之流程圖。
切換瞄準鏡視窗 選擇鍵盤移動控制鈕
瞄準鏡移動至反射稜鏡定位 攝影機視角瞄準
進入射擊模式
圖 4-6 瞄準鏡模式之流程圖
。
啟動射擊按鈕 擊破反射稜鏡 傳送擊破反射稜鏡編號
紀錄反射稜鏡與測站距離
圖 4-7 射擊模式之流程圖
計算總反射稜數 計算擊破反射稜鏡數 計算剩餘稜鏡數
計算導線點數量 記錄反射稜鏡屬性
儲存系統
系統結束
圖 4-8 計算儲存模式流程圖
選擇評分模式
累計導線 點數目
計算導線 點距離 檢核導線
點通視
檢核導線 點位置
累積地物 點數目 載入資料表
結束程式 儲存分數及個人資料
圖 4-9 評分系統模組流程圖
4-3 地物測量教學系統
本系統的運作程序如下：
1. 學生利用虛擬實境瀏覽地形、地物、導線點(由教師設定)。
2. 學生從起始點移動至第一個導線點。
3. 學生在目前的導線點，以 360o迴轉以射擊遊戲方式擊破代表重要
地物點的反射稜鏡。
4. 學生從目前導線點，移動至下一個導線點。
5. 重複步驟 3 至步驟 4，直到已擊破所有應該擊破的稜鏡以施測所 有應該施測的地物點。
7. 系統計算分析學生學習成效。
合格 瀏覽地形、地物
以擊破所有應該 擊破之稜鏡 移動第一個導線點
移動下一個導線點 擊破稜鏡
分析學習成效
不合格
圖 4-10 虛擬導線測量實習教學流程圖
上述程序與導線測量教學系統十分相似，但有三點不同：
1. 上述程序中導線點有教師設定。
2. 上述程序中的稜鏡(即地物點)必須由學生決定哪些應該擊破(即 施測)。
3. 擊破稜鏡時必須考慮在適當位置導線點進行射擊稜鏡(施測地物 點)。
本系統分成五個模式、分述如下：
1. 人物移動模式
利用鍵盤控制遊走在虛擬實境之中。人物操作移動之流程如圖 4-11 所示。
圖 4-11 人物移動模式流程圖
選擇鍵盤控制鈕 人物移動 切換人物移動視窗
攝影機視角跟隨 可進入瞄準鏡模式
2. 瞄準鏡模式
到達導線點後，利用鍵盤切換視窗，進入瞄準鏡模式。此模式仿
造狙擊槍瞄準方式進行反射稜鏡瞄準，並控制瞄準鏡運動。瞄準鏡模 式的流程如圖 4-12 所示。
選擇鍵盤控制鈕 瞄準鏡移動 切換瞄準鏡視窗
進入射擊模式 攝影機以第一人稱視角跟隨
圖 4-12 瞄準鏡模式之流程圖
3. 射擊模式
進入瞄準模式後，可進行射擊動作，將反射稜鏡擊破，並傳送反 射稜鏡編號到計算儲存模式。射擊模式之流程如圖 4-13 所示。
記錄反射稜鏡 屬性與編號 啟動射擊按鈕 擊破反射稜鏡
傳送至 計算儲存模組
計算反射稜鏡距離
圖 4-13 射擊模式之流程圖
4. 計算與儲存模式
經過地物點的射擊遊戲後，系統會自動計算擊破反射稜鏡數、剩 餘反射稜鏡數與導線點使用數，計算與儲存模式的流程如圖 4-14 所示。
計算擊破反射稜鏡數 計算剩餘稜鏡數 計算總反射稜數
儲存系統
系統結束
反射稜鏡屬性值 計算導線數量
圖 4-14 計算儲存模式之流程圖
5. 評分系統模式
結束虛擬地物測量實習後，系統進入評分模式，將儲存的資料載 入，以分析學生的學習成效。
評分項目配合前章之「地物點選取原則」，包括：
1. 記錄學生選擇的地物點之編碼，以配合原則一「建物的地物點應
以滴水線為原則。」
2. 計算測站與地物點間之距離，以配合原則三「地物點應適度取 捨，以平衡測量效率與地物精細之間的兩難的關係。」
3. 累計學生選擇地物點之總數，以配合原則二「地物點應利用較近 的測站來測量為宜。」
選擇評分模式
載入資料表
儲存分數
結束程式 記錄學生選擇的
地物點之編碼
累計學生選擇地 物點之總數
計算測站地物點 間之距離
圖 4-15 評分系統模組流程圖