系統開發

本節將分別對擴增實境軟體的系統建置工具、功能規劃、系統修改三個部分 進行敘述。

壹、系統建置工具

本研究採用 3D 遊戲編輯器「Unity3D」以及由 Qualcomn 公司釋出的免費擴 增實境套件「Vuforia」來開發擴增實境系統的整體架構，透過「JavaScript」來編 輯物件的行為（圖 4-4）。

圖 4-4 系統建置工具關係圖

Unity3D 這套編輯器包含「場景編輯功能」、「物件編輯功能」、「程式碼編輯功能」， 在「場景編輯功能」中能夠建立整個系統中所要呈現的虛擬環境，包含虛擬模型、

虛擬資訊的顯示的位置等，如（圖 4-5）所示。

圖 4-5 Unity3D-場景編輯介面

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「物件編輯功能」可對每個在虛擬場景中出現的物件進行物件屬性的調整，

也在此處將場景中出現的虛擬物件和程式碼進行聯結，如（圖 4-6）所示。

圖 4-6 Unity3D-物件編輯介面

「程式碼編輯功能」使用的是 JavaScript 語言進行建立物件及編輯物件等一 切系統行為的程式碼，如圖（4-7）所示。

圖 4-7 Unity3D-程式碼編輯介面

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貳、 擴增實境系統功能規劃

（一）擴增實境平面視圖的顯示方式

系統設計的部分，首先透過 Unity3D 的物件編輯器在擴增實境教具板的「立 體積木放置區」上建立虛擬的格子物件，建立虛擬格子的目的是為了偵測立體積 木是否放置在立體積木放置區上，偵測的方式是計算虛擬格子和立體積木上擴增 實境圖卡的距離，當兩者的距離小於一定的範圍，系統就會顯示和虛擬格子位置 相對應的平面視圖（如圖 4-8）。這樣的設計方式，讓學習者任意地在教具板上擺 放立體積木都可以出現相對應的平面視圖，讓學習者能更有彈性的學習，也達到 擴增實境中，當真實環境改變時虛擬環境也會隨之改變的特性。

圖 4-8 系統顯示和立體積木對應的平面視圖

（三） 擴增實境平面視圖投影的顯示方式

首先透過 Unity3D 的物件編輯器在擴增實境教具板的「圖卡放置區」上建立 虛擬的格子物件，建立虛擬格子的目的是為了偵測圖卡是否有放置在「圖卡放置 區」上，以及放在上面的是哪一張圖卡，偵測的方式是計算虛擬格子和圖卡間的 距離，當兩者間的距離小於一定的範圍時，系統就會在「虛擬模型成像區」內顯 示平面視圖的投影面和投影線（如圖 4-9），因為每張圖卡都有編號，所以系統可 以辨識出每一張圖卡的不同，進而顯示出不同的平面視圖投影。

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圖 4-9 平面視圖的投影面及投影線

當系統偵測到兩張圖卡放置區都放上圖卡時，除了會顯示圖卡的投影面及投 影線外，兩個視圖投影交錯的部分會顯示黑色的線（如圖 4-10），當系統偵測到三 張圖卡放置區都放上圖卡時，會顯示三張圖卡的投影面和投影線，以及三張視圖 投影對應出的立體圖形（如圖 4-11）。教材中一共有四種類型的圖卡，每一種類型 的圖卡都可以放置在任何一個圖卡放置區內，也就是說，學習者可以在圖卡放置 區內任意擺放圖卡，只要三張平面視圖的投影能夠對應出正確的立體圖形，系統 就會將立體圖形顯示出來。這樣個設計方式，讓學習者能夠在更有彈性的方式下 學習，也達到擴增實境中，當真實環境改變時，虛擬環境也會隨之改變的特性。

圖 4-10 顯示兩個視圖投影交錯時顯示的黑線

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修改。

（一）顯示立體積木的平面視圖

在顯示立體積木的平面視圖的部分，第一版設計的平面視圖，圖片設定為黃 色的不透明材質（如圖 4-12 所示）。根據收到的建議，因為立體積木的表面是白 色的，投影出的平面圖形應該要與立體積木的表面相對應，學習者才會了解其中 的相關性。而且投影出的平面會檔到立體積木，學習者會看不到立體積木的樣子。

根據使用者的建議，將平面視圖的顏色改為和立體積木的表面一樣，另外也加上 投影線，讓學習者能更清楚立體積木和平面視圖間的關係。另外也將平面視圖設 定的更透明，讓立體積木不會被平面視圖檔住（如圖 4-13 所示）。

圖 4-12 第一版修改前的畫面

圖 4-13 第一版修改後的畫面

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（二）顯示平面視圖對應的立體圖型

在顯示平面視圖對應的立體圖型的部分，第一版的平面視圖皆設定為灰色、

投影線皆為黃色、平面視圖皆設定為黑色（如圖 4-14 所示）。專家建議，將同一 個視角的平面視圖設定為相同的顏色，會比較清楚知道平面視圖與立體圖形間的 對應關係，投影線也改為和平面視圖相同的顏色（如圖 4-15 所示）。

圖 4-14 第版修改前的畫面

圖 4-15 第二版修改後的畫面

二、 第二版擴增實境教材修改

在第一版擴增實境教材修改完後，研究者再次找了一些具資訊教育 相關背 景的專家及研究生來測試修改完的教材，使用者測試後，研究者根據專家及研究 生使用後的建議進行修改。（如表 4-3）。

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p=.012<.05），顯示兩組變異數不相同，再判斷不採用相等變異數結果（p=.181>0.5）， 發現其結果未達顯著差異。故得知兩組學生對「三視圖」之學習成就無顯著差異。