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學習者在虛擬實境中,主動探索、遊走與操縱虛擬物件,這種互動方式有別 於傳統教材中,學生只能以固定路徑和被動方式來學習的模式,這種經驗的提供 在學習上具有相當的意義(Rigion, Shebisk, & Monk, 1992)。

根據蔡卓軒及李世忠(民 88)對現今虛擬實境種類所蒐集整理出來的資料顯 示,目前可區分為七種:桌上型(Desktop VR)、沉浸式(Immersive VR)、投射 式(Projection VR)、模擬式(Simulation VR)、遠距式(Remote VR)、完全沉浸 式(Full-Immersion VR)及影像式(Image-based VR)。若以網路應用來考量,現 今在網路上比較常見的有幾何式(Graphic-based VR)、影像式(IMVR)與混合 式(Hybrid VR)三種(許秀影、趙榮耀,民 89)。

傳統的虛擬實境主要仰賴建構 3D 模型並以 3D Graphics 為顯像方式,這樣雖 然可以讓使用者在場景中自由瀏覽和互動,但是也產生了以下問題:

一、建構 3D 模型相當費時。

二、需要昂貴的高性能 3D Graphic 繪圖次系統才能即時顯示逼真的場景等問題。

三、幾何式虛擬實境可由使用者置身其中以達互動效果,卻無法提供一真實之場 景,使虛擬實境的效果大打折扣。

有鑑於此,在此領域興起了另類的虛擬實境技術,稱為影像式虛擬實境

(IMVR, Image-based VR)(郭芳熙,民 88)。

隨著網際網路高度發展,IMVR 的應用更是扶搖直上。目前 IMVR 在網路上 的應用有如:博物館的導覽、家具展示、與房屋拍賣等;而使用 IMVR 最主要的 原因是能讓使用者不必親自到達觀賞現場就能夠經歷現實的周遭環境,感受到情 境式學習的效果。

經過上述專家學者的分類,歸納出影像式虛擬實境的特性;如 IMVR 與一般 虛擬實境最大不同在於利用全景影像(panoramic image)來取代傳統的 3D 物件。

其製作的方法為相機放在所欲拍攝環境的中央,藉由旋轉固定的角度進行拍攝一

般若以 12 張這片為基準,則相機需每隔 30 度拍攝一張,同時固定相機的光圈、

快門及鏡頭,以取得最相近的相片效果,便於日後進行照片合成有較佳品質,環 場相片產生之後,將來使用及不需花費太多電腦運算的時間。

范成偉(民 89)則提出影像式虛擬實境相較於繪圖式虛擬實境有下列的優缺 點:

一、優點

1. 照相機取像逼真度高,與真實環境相同。

2. 無須建構複雜的 3D 繪圖模型。

3. 特殊處理後,產生 360 度全景圖片(panoramic images)。

二、缺點

1. 它不是一個實境建構的 3D 場景,使用者必須透過點對點的跳躍遊走方 式來觀賞景象,無法隨使用者的意志自由行走。

2. 無法和空間的場景物件做交談,及做立即的回饋。

3. 場景景深不足

依據上述兩種主要的虛擬實境設計模式,列出主要異同處如表 2-8。

表 2-8 虛擬實境比較表

特性 影像式(Image-based) 繪圖式(Graphic-based) 場景複雜度 無限制 受限於電腦系統

顯像速度 依場景圖片大小而定 依場景複雜度與電腦系統而定

場景圖像品質 高品質 低品質

建構場景 容易 困難

檔案大小 依場景圖片解析度而定 依場景內容複雜度與逼真度而定 硬體配備 一般電腦配備 圖形加速卡

計算機運算 低 需高度計算能力

場景遊走方式 只能遊走於固定點數 無限制

針對上述兩種虛擬實境在「互動性」與「真實性」特色取捨之下,產生混和 式虛擬實境的觀點,在影像式虛擬實境的場景,加入互動物件。

學習者校外象山觀察活動偏重觀察,因此在虛擬實境系統取捨上使用「影像 式虛擬實境」,並針對其缺點提出輔助程式設計方式,並期望學生能在沒有時間 的壓力之下,依照著自己的速度進行(高慧芬,民 90)。

針對景深不足的缺點,本系統在場景選擇上採用在真實的步道上高密度的取 景,每 100 公尺取 3∼5 場景,平均 20-30 公尺便有一景,配合高解析度影像(約 8000*800pixel)縮放失真度低、可以模擬近距離觀察。

針對互動不足的缺點,本系統引用混合式虛擬實境與 anchored instruction 的 原理,發展場景「資訊相嵌」(data embedded)技術,針對學習者於場景中滑鼠 點選連接相關資訊與問題,配合微軟 Internet Explorer,教師可以相嵌任何媒體。

影像式虛擬實境於教材編制上的優點列舉如下:

一、照相機取像逼真度高,與真實環境相同。

二、透過高解析度之影像,可縮放觀察。

三、拍攝技術門檻低,容易普及。

四、製作與展示硬體效能需求不高。

五、隨時增刪景點。

六、製作軟體較便宜。

有關蔡卓軒及李世忠(民 88)所提出影像式虛擬實境使用者介面的問題,本 系統解決方式如下:

一、不知如何前進到下一個影像式虛擬實境景點 本系統的設計方式:

1.滑鼠點選特定區域即可前往下一個景點 2.使用下拉式選單

3.使用地圖

二、移動到下一個景點的過程並不真實

此為影像式虛擬實境固有的缺失 本系統的設計方式:

1.盡量增加景點

三、對於象徵物的設計不良

例如使用者會點選「門」以為有移動場景功能,或是點選博物館的展示物以 為會有解說但實際上並沒有製作此功能

本系統的設計方式

1.場景切換製作滑鼠點選的功能

2.針對主題的植物建立超連結,學習者可以藉由滑鼠獲得連結的資訊 四、缺乏地圖指引

本系統的設計方式:

1.使用全圖導覽

2.使用地理軟體 Surfer 6.0,製作象山 3D 圖導覽

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