無標記式擴增實境應用於漫畫銅像創作研究 -- 以水木茂之道為例

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(1)國立臺灣師範大學設計學系碩士班碩士論文. 無標記式擴增實境應用於漫畫銅像創作研究以水木茂之道為例 A Study of Markless Augmented Reality Applying on the Creation of Bronze Sculptures of Japanese Comics - Take Mizuki Shigeru Road as an Example. 指導教授：周賢彬研究生：吳宗倫. 中華民國 108 年 2 月.

(2) 摘要根據 eMarketer 截至 2017 年的統計，臺灣智慧型手機用戶佔全體手機用戶 89.3%，顯示智慧型手機在生活當中已成為必備物品之一。鑒於智慧型手機市場蓬勃發展，交通部觀光局推動智慧觀光，其中包含 3D 觀光應用系統與擴增實境(AR)。然而面對全球化的競爭，各國都積極發展區域觀光。在日本將漫畫的軟實力結合銅像，發展出「漫畫銅像」形成在地特色的觀光資源。漫畫銅像的出現顯示銅像從以往的紀念、裝飾目的發展出以觀光與都市型塑為目標的功能（吳宗倫，2018）。也因資訊與通訊科技結合觀光發展智慧觀光，是未來旅遊的發展目標。因此本研究將以無標記式擴增實境結合漫畫銅像建置擴增實境系統為目的，並對圖卡重量進行設計，探討重量回饋對擴增實境體驗是否有正向的提升。再根據創作結果提出，擴增實境應用於漫畫銅像展示的建議。本研究以水木茂之道漫畫銅像作為研究目標，並以《鬼太郎》漫畫中 8 位主角群銅像作為模型建置的對象。針對擴增實境、沉浸體驗、旅遊目的地熟悉感、與漫畫銅像進行相關文獻回顧，了解其定義與發展脈絡，並對鳥取水木茂之道進行實地訪查與相關資料收集。根據研究所創作的水木茂之道擴增實境系統歸納出 2 點結論: 1.圖卡重量設計對於擴增實境體驗有正向的提升。2.銅像模型優化有助於擴增實境多圖卡同時偵測與操作。而後續創作建議有 4 項: 1.當圖卡圖片中的角色圖像無法進行更動時，需針對背景設計、添加圖示等，藉此增加辨識特徵，讓模型能穩定呈現。2.圖卡手持操作時會受到手腕角度的限制，因此建議後續創作者，可將擴增實境改成頭戴式並搭配虛擬按鈕以利系統操作。3.水木茂之道漫畫銅像擴增實境系統運行於不同設備，所表現的模型材質與光影品質不一。後續研究者需避免因設備效能不同所產生的模型品質差異，進而降低使用者的體驗感受。4.雖然本研究所創作的擴增實境系統，在聲音、視覺、手感及互動上皆有回饋。若能提高擴增實境系統的趣味性，更能讓使用者與銅像之間產生情感連結。【關鍵字】: 漫畫銅像、無標記擴增實境、水木茂之道、擴增實境圖卡重量設計 i.

(3) Abstract According to eMarketer statistics until 2017, smartphone users account for up to 89.3% in all mobile users in Taiwan, which shows that smartphone has become a necessity of life. On account of the flourishing smartphone market, Tourism Bureau, MOTC (Ministry of Transportation and Communications) is promoting Smart Tourism Taiwan, which 3D tourism application system and Augmented Reality(AR) is included. However, facing global competition, many countries are now proactively promoting regional tourism. And in Japan, they combined bronze sculptures with manga, which successfully become one of tourism resources with local characteristics. With the advent of manga bronze sculptures, the erection of bronze sculptures is not only for memorial or decorating purpose, but also for sightseeing and city shaping now (Wu, T. L. 2018). On the other hand, one of the development goals is to make use of information and communications technology. For this reason, based on an application of Markerless AR on bronze sculptures, this study tries to design the weight of marker and to discuss if the weight feedback could improve the experience of AR. According to the results, some suggestions of applying AR on manga sculptures will be made in conclusion. As research object, this study will make a research on the bronze sculptures on Mizuki Shigeru Road, and choose the eight main characters of GeGeGe no Kitaro as the objects in model building. To clarify the definitions and development context, literature review in AR, flow experience, destination familiarity and manga bronze sculptures and field research and information collection on Mizuki Shigeru Road are included in this study. Based on the result of building Mizuki Shigeru Road AR system, we reach two conclusions in this study: 1. Weight design of AR Markers enhances AR experience. 2. Optimizing bronze ii.

(4) sculpture model benefits the procedure of detecting and operating several AR markers simultaneously. In the end, there are three suggestions: 1.When the character pattern is unable to modify, increasing feature recognitions such as redesigning the background or adding icons can help the model displayed stably. 2. The operation of handheld marker would be restricted by wrist angles. It might be more easy to use head-mounted display with virtual button. 3.When operating Mizuki Shigeru AR system, the quality of display such as materials and colors might be uneven due to different device.4. In this AR system, people can get vocal, visual, tactile and interactive feedback. It can create emotional connection between users and the manga bronze sculptures by incorporating more interesting elements in this AR system. Keywords: Manga bronze sculptures, Markerless AR, Mizuki Shigeru Road, Weight design of AR card. iii.

(5) 目錄摘要……………………………………………………………………………………………………………………………………….i Abstract ...................................................................................................................................... ii 目錄.…………………………………….………………………………………………………………………………………………iv 表目錄……………………………………………………….…………………………………………………………………………vi 圖目錄…………………………………………………………………………………………………………………………………vii 第一章緒論................................................................................................................................ 1 1.1 研究背景 .......................................................................................................................... 1 1.2 研究動機與目的 .............................................................................................................. 2 1.3 研究範圍與限制 .............................................................................................................. 3 1.4 名詞釋義 .......................................................................................................................... 4 第二章文獻探討 ...................................................................................................................... 5 2.1 擴增實境 .......................................................................................................................... 5 2.1.1 擴增實境的定義........................................................................................................ 5 2.1.2 無標記式擴增實境.................................................................................................... 7 2.1.3 擴增實境旅遊導覽應用............................................................................................ 8 2.2 沉浸體驗 ........................................................................................................................ 10 2.3 旅遊目的地熟悉感 ........................................................................................................ 11 2.4 水木茂之道漫畫銅像 .................................................................................................... 11 2.4.1 近代日本銅像發展.................................................................................................. 12 2.4.2 近代日本漫畫發展.................................................................................................. 13 2.4.3 鳥取水木茂之道鬼太郎漫畫銅像.......................................................................... 16 2.5 文獻回顧小結 ................................................................................................................ 19 第三章研究設計 .................................................................................................................... 21 3.1 系統建置步驟 ................................................................................................................ 21 3.2 系統使用工具 ................................................................................................................ 22 iv.

(6) 3.3 擴增實境系統建置&操作設備 ..................................................................................... 25 3.4 圖卡設計 ........................................................................................................................ 25 3.4.1 圖卡圖案設計.......................................................................................................... 25 3.4.2 重量與材質.............................................................................................................. 27 3.4.3 圖卡設計結果.......................................................................................................... 27 3.5 擴增實境系統建置 ........................................................................................................ 29 3.5.1 銅像模型製作.......................................................................................................... 30 3.5.2 銅像材質繪製.......................................................................................................... 32 3.5.3 銅像模型實作結果.................................................................................................. 33 3.5.4 系統操作流程.......................................................................................................... 35 3.5.5 Unity 系統設定 ....................................................................................................... 36 3.5.6 擴增實境系統設計小結......................................................................................... 36 第四章創作結果 .................................................................................................................... 38 4.1 鬼太郎圖卡 .................................................................................................................... 38 4.2 漫畫銅像擴增實境系統畫面與展覽展示 .................................................................... 39 第五章結論與建議 ................................................................................................................ 42 5.1 結論 ................................................................................................................................ 42 5.2 建議 ................................................................................................................................ 43 參考文獻 .................................................................................................................................. 46 附錄…………………….………………………………………………………………………………………………………………50. v.

(7) 表目錄表 3-1 創作研究使用工具...................................................................................................... 24 表 3-2 擴增實境系統建置&操作設備.................................................................................... 25 表 3-3 Vuforia 圖片特徵點辨識評分標準 ............................................................................ 26 表 3-4 圖卡設計結果與角色簡介.......................................................................................... 28 表 3-5 減面銅像模型.............................................................................................................. 31 表 3-6 Substance Painter 貼圖輸出種類功能與最終效果 ..................................................... 32 表 3-7 銅像尺寸& 3D 模型對照表........................................................................................ 33 表 4-1 鬼太郎圖卡創作結果.................................................................................................. 38 表 4-2 擴增實境系統創作結果.............................................................................................. 40. vi.

(8) 圖目錄圖 1-1 意在臺北銅像................................................................................................................ 2 圖 1-2《鬼太郎》主角群.......................................................................................................... 3 圖 2-1 擴增實境連續區域........................................................................................................ 5 圖 2-2 顯示器呈現方式............................................................................................................ 6 圖 2-3 頭戴式之影像顯示方式................................................................................................ 6 圖 2-4 頭戴式之光學投影顯示方式........................................................................................ 7 圖 2-5 擴增實境標記系統........................................................................................................ 8 圖 2-6 擴增實境互動遊戲書.................................................................................................... 8 圖 2-7 古蹟重現........................................................................................................................ 9 圖 2-8 植栽達人擴增實境導覽................................................................................................ 9 圖 2-9 薩克斯風擴增實境候機室.......................................................................................... 10 圖 2-10 鳥獸人物戲画(甲卷卷頭)...................................................................................... 13 圖 2-11《人の一生》 .............................................................................................................. 14 圖 2-12《新寶島》.................................................................................................................. 15 圖 2-13 漫畫的時代手塚治虫到新世紀福音戰士............................................................... 15 圖 2-14 鳥取國際漫畫比賽..................................................................................................... 17 圖 2-15 GeGeGe 鬼太郎的妖怪樂園展.................................................................................. 18 圖 2-16 水木茂之道漫畫銅像發展........................................................................................ 19 圖 3-1 系統建置步驟.............................................................................................................. 21 圖 3-2 圖卡識別性評分.......................................................................................................... 27 圖 3-3 圖卡材質基底.............................................................................................................. 27 圖 3-4 實地測量並收集銅像聲音.......................................................................................... 30 圖 3-5 3D Coat 拓璞 ................................................................................................................ 31 圖 3-6 將光影渲染於貼圖上.................................................................................................. 31 圖 3-7 系統操作流程............................................................................................................... 35 圖 3-8 Unity 擴增實境系統設置............................................................................................ 36 圖 4-1 圖卡材質重量配置...................................................................................................... 38 圖 4-2 擴增實境系統操作展示.............................................................................................. 39 圖 4-3 聯合展覽海報.............................................................................................................. 41 圖 4-4 創作研究展覽.............................................................................................................. 41 圖 5-1 水泥牆角色圖卡特徵點辨識結果............................................................................... 43 圖 5-2 模型材質顯示差異....................................................................................................... 45 vii.

(9) 第一章緒論近年來科技普及於觀光旅遊中，使大眾能輕易地取得相關資訊進行自助旅遊。地方政府也積極營造地方文化特色並結合科技增加旅遊的趣味性，藉此吸引旅客前往。臺北市政府在熱鬧的西門町設立有別於過去以紀念或裝飾為目標的銅像，而是藉由銅像讓旅客了解臺北文化與歷史。而在漫畫產業蓬勃的日本，更將漫畫結合銅像來做為觀光資源。在鳥取縣境港市的水木茂之道設有上百座的漫畫銅像，來營造地區的文化特色發展觀光。因此本研究以擴增實境結合日本的水木茂之道漫畫銅像來做為創作的地區與目標。. 1.1 研究背景在科技發展與行動裝置普及的背景下，政府也開始與旅遊業者合作推行智慧旅遊。將手機 App(Application)應用在旅遊當中，當中也包含擴增實境旅遊導覽。在以往擴增實境因行動裝置效能、影像辨識技術等限制而無法普及，直至近年智慧行動裝置快速的發展、軟硬體的設備都趨於完善，擴增實境開始走入人們的生活中，各領域中都見的到擴增實境的相關應用。且據臺灣觀光局公布的統計資料，民國 106 年外籍來臺觀光客採取自由行的觀光模式比例佔了整體外籍觀光客的 80.86%，相對於民國 102 年成長 12.02%。顯示觀光客逐漸重視人文體驗深度。 2014 年臺北市政府在西門町設置「意在臺北」四座銅像以此慶祝臺北建城 130 年，如圖 1-1。將銅像設置在國內外旅客都相當多的西門鬧區，在來來往往的人群中能看到旅客與銅像合照互動，也能從中了解臺北發展的歷史軌跡。意在臺北系列銅像當中有都市規劃師、年輕情侶自拍，有別於臺灣以往對於銅像的政治刻板印象，並非只有政治性的人物，或偉人義士能被塑造為銅像。銅像不再只有紀念或裝飾用途，而是被當作一個城市型塑與觀光為目的，藉由銅像傳達都市的發展脈絡與歷史。. 1.

(10) 圖 1-1 意在臺北銅像圖片來源: https://www.travel.taipei/zh-tw/attraction/details/346. 1.2 研究動機與目的日本在亞洲是相當熱門的旅遊國家，在觀光上推行許多的行銷策略，吸引各國的旅客前往增加消費機會。而日本各縣市也都積極發展當地特色，其中「漫畫」就是一個日本十分重要的文化資產。在（李清志，2015）提到日本在戰後的經濟與民主的發展，使得文學家、藝術家、甚至漫畫人物的銅像越來越多。當代日本插畫家安西水丸先生也曾繪製東京上野公園的銅像散步地圖（李清志，2006）；讓讀者跟著地圖漫步於銅像之中。而在人口稀少的鳥取縣境港市則將成長於該地的漫畫大師又被稱為「妖怪博士」的水木茂所創作的《鬼太郎》角色製作成銅像，將境港市原本杳無人煙的漁港都市型塑成「妖怪之都」，每年吸引數百萬的遊客前往該地觀光。然而因銅像安置在特定地點難以移動，若能在旅客實際前往旅遊目的地之前，讓未成形的旅客事先得知銅像的樣貌，將有助於旅遊的體驗。而擴增實境能達到與以往平面紙本導覽手冊無法呈現的視覺效果，將遠在日本的銅像帶到面前。本研究目的有以下 3 點: 1.利用無標記式擴增實境，創作水木茂之道漫畫銅像擴增實境系統。 2.擴增實境辨識圖卡重量差異回饋對擴增實境體驗是否有正向的提升。 3.根據創作結果提出擴增實境應用於漫畫銅像展示的建議。 2.

(11) 1.3 研究範圍與限制將漫畫製成銅像不只是日本的特色，在其他國家也有漫畫角色被鑄造成銅像的案例。在英國蘇格蘭丹地與香港九龍公園都有當地漫畫角色的銅像展示，但日本在漫畫銅像的數量、種類與規模上都相對豐富，因此本研究選擇日本漫畫銅像作為研究範圍。目前在日本被製作成銅像的漫畫有、《龜有烏龍派出所》、《野球狂之詩》、《名偵探柯南》、《宇宙戰艦大和號》、《銀河鐵道 999》等漫畫。其中位於鳥取縣境港市的水木茂之道設有《鬼太郎》、《河童の三平》、《悪魔くん》漫畫銅像，截至 2018 年統計共有 177 座，如附錄一。在漫畫銅像的數量上，水木茂之道多於日本其他地區。且在資料收集方面《鬼太郎》漫畫在臺灣具有相當的知名度，並曾來臺在華山 1914 文創園區展出。因此本研究將選擇位於日本鳥取縣境港市的水木茂之道作為創作研究的地區。然而水木茂之道的漫畫銅像數量繁多且大小也不盡相同。若將全部漫畫銅像皆建製成 3D 模型，並利用擴增實境系統運行於手持式行動裝置，在目前硬體設備運算效能上難以實行。容量龐大的 App 也需耗費大量的時間進行下載，也會導致使用者的體驗不佳。因此本研究將以《鬼太郎》漫畫故事中的具有代表性的 8 位主角群做為擴增實境 3D 模的製作對象。分別為木棉布、水泥牆、眼珠爺爺、撒砂婆婆、哇哇爺、貓女、臭鼠人、鬼太郎，如下圖 1-2。. 圖 1-2《鬼太郎》主角群圖片修改自:http://www.artcafe.co.jp/artist_index/en_mizuki_1.html 3.

(12) 1.4 名詞釋義 1.拓樸(Topology) : 依據 3D 模型原有的外觀，將網格佈線重新編排使其合理化。運用在 3D 動畫中能讓模型動作流暢。而在本研究中數百萬面的 3D 模型利用拓樸的方式來減少模型的網格數量，使 3D 模型能在智慧型手機上能流暢操作。 2.烘培(Render To Textures): 在 3D 模型中是一種將模型光影變化資訊計算成模型貼圖的方式，藉此降低系統運算所花費的效能與時間。本研究透過對高面數模型細節光影變化烘培成貼圖，應用於低面數模型中使模型能以低面數的模型表現出豐富的細節。 3.貼圖軸(UV): 貼圖紋理在 3D 模型表面上的座標位置，能使貼圖準確地附著在模型相對應的區域。而本研究透過對貼圖軸的座標資訊安排，使繪製的銅像材質圖片能在模型相對應的位置給予不同材質表現以提高銅像真實度。 4.聲音回饋(Auditory Feedback): 透過聲音的刺激，經由神經系統傳達於腦部後所形成的知覺感受，且在受到刺激後個體依本身經驗的判斷所產生的反應。在本研究所創作的擴增實境系統中，透過點擊銅像面部所產生敲擊銅像的音效，來提升使用者在擴增實境系統上的操作體驗。 5.觸覺回饋(Haptic Feedback): 經由觸摸使大腦產生知覺，感受壓力、溫度、質感、與震動等。本研究將擴增實境辨識圖卡進行設計，透由重量不一的銅片來模擬銅像的材質與結合 3D 模型大小差異所帶來的重量不一的感受，強化使用者的沉浸體驗。. 4.

(13) 第二章文獻探討本研究使用擴增實境的技術以漫畫銅像作為對象進行研究創作。因此在文獻回顧中分別對擴增實境、沉浸體驗、旅遊熟悉感與水木茂之道漫畫銅像進行文獻探討。了解各項的定義與發展脈絡。. 2.1 擴增實境擴增實境(Augmented Reality, AR)是將虛擬的資訊疊加於現實之中的技術。當今擴增實境的技術已能廣泛應用於遊戲、交通、行銷、展覽、工程等方面，增加生活的便利性與趣味性。以下針對擴增實境的定義、無標記試擴增實境、擴增實境旅遊導覽應用，進行文獻探討。. 2.1.1 擴增實境的定義擴增實境最初的雛型建立在 1960 年，蘇澤蘭(Ivan Sutherland)與其學生共同開發。而「擴增實境」這一詞是在 1990 年由波音公司所提出。在 Milgram et al. (1994)中把現實環境與虛擬環境視為一連續區域，如圖 2-1 所示。在圖的左端代表完全的現實環境 (Real Environment)，而右端則代表完全的虛擬環境(Virtual Environment)，在兩端點間的區域則表示現實環境與虛擬環境中的物件同時的呈現，並以混合實境(Mixed Reality, MR) 的概念來表示這一整個連續區域。本研究中所使用的擴增實境系統則是在現實環境中疊加虛擬資訊為趨於現實環境一側。. 圖 2-1 擴增實境連續區域圖片來源:Milgram et al. (1994) 而 Azuma(1997)表示擴增實境需具備 3 項要素: 1.結合虛擬與真實(combines real and virtual) 2.即時互動(interactive in real time) 3.三維定位(registered in 3D)。而使用擴增實境 5.

(14) 系統則是需要顯示器、追蹤器、繪圖電腦以及相關軟體(Feiner,2002)；將虛擬的電腦資訊，疊加至現實環境之中。在 Vallino(1998)中將擴增實境顯示方式分為以下 3 類。 1.顯示器呈現(monitor-based augmented reality display) 將現實環境透過攝影機紀錄與虛擬物件整合顯示於螢幕當中達到現實與虛擬疊加的方式如圖 2-2。此種顯示方式在近年逐漸轉為智慧型手機操作模式，因硬體設備的進步將攝影機與螢幕結合，擺脫以往大體積的電腦螢幕，能讓使用者在戶外進行操作，也因手機的普及化使得擴增實境能廣泛的應用在日常生活當中。. 圖 2-2 顯示器呈現方式圖片來源: Vallino (1998) 2.頭戴式之影像顯示(video see-through HDM) 電腦將外部環境與虛擬物件整合呈現，影像取得與一般顯示器所使用的方式相同，透過外部的攝影機將真實環境擷取與電腦虛擬資訊結合成影像，而影像呈現則是透過頭戴式顯示器的螢幕顯示，如圖 2-3。近年智慧型手機與頭戴式設備結合，實現頭戴式影像顯示功能，透過系統將現實與虛擬資訊重疊後的影像分割為對應左眼與右眼畫面，利用雙眼視差達到立體視覺的效果，補足過往頭戴式影像顯示空間立體感消失的缺點。. 圖 2-3 頭戴式之影像顯示方式圖片來源:Vallino(1998). 6.

(15) 3.頭戴式光學投射顯示(optical see-through HDM) 將虛擬物件投影於頭戴式裝置的透明片中，雙眼經由透明片同時取得虛擬與真實環境中的資訊，與前兩者相比能直接透過雙眼直接取得真實環境影像能避免影像失真，如圖 2-4。而光學投射顯示方式在車用抬頭顯示器( Head Up Display )有著相似的應用。將設備放置於儀表板上方，透過投影至透明片上的行車資訊，使用者在駕駛的過程中能將視線專注於前方，無須將視線轉移至儀表板來觀看行車資訊，能減少交通事故的發生。. 圖 2-4 頭戴式之光學投影顯示方式圖片來源: Vallino(1998) 儘管擴增實境早在 1960 年就開始萌芽，但直至近年才因硬體技術的突破、系統的建置趨於完善、行動裝置的普及，使得擴增實境系統能簡便的使用。進而讓擴增實境能廣泛應用於遊戲、教學、交通、旅遊等，帶給了使用者更真實的體驗以及趣味性。. 2.1.2 無標記式擴增實境在 Cawood and Fiala(2008)研究中將擴增實境依據影像辨識內容分為標記式擴增實境(Marker AR)和無標記式擴增實境(Markerless AR)。其中 Jayashree(2010)又將無標記式擴增實境稱之為「視覺無標記追蹤擴增實境」或「自然特徵追蹤擴增實境」。無標記擴增實境採用自然特徵追蹤(Nature Feature Tracking)作為識別基礎技術，能使以往如圖 2-5 生硬的辨識標記，轉為如圖 2-6 以彩色圖片式的方式融於畫面當中，讓使用者有較好的體驗感受，也能有更多元的應用與變化。以往相關的研究中大多提到無標記擴增實境技術，需耗費龐大的運算效能，而無法普及。然而現今行動裝置處理器效能大幅的成長，已能在手機、平板等攜帶型裝置上實現無標記擴增實境。. 7.

(16) 圖 2-5 擴增實境標記系統圖片修改自: http://3dtoroomspace.blogspot.com/2010/10/blog-post.html. 圖 2-6 擴增實境互動遊戲書圖片擷取自: https://www.youtube.com/watch?v=lbZyHYxB7Eo. 2.1.3 擴增實境旅遊導覽應用在 Pantano and Corvello(2014)的研究中發現使用虛擬化的 3D 資訊有助於吸引遊客並能提升旅遊動機。然而運行 3D 模型需要搭配足夠的顯示效能，仰賴行動裝置的普及與技術的提升，讓人們能擺脫以往笨重的硬體設備，能在戶外簡便的使用擴增實境技術或運用到導覽之中，旅遊擴增實境相關的應用因此逐漸發展。在劉郁珉（2012）研究結論中指出，若要將擴增實境運用於觀光旅遊業，觀光導覽是一個良好的開發方向。在 Vlahakis et al. (2001)研究中將毀壞的古蹟建築，如圖 2-7 A 側，使用擴增實境技術將其還原本未受損狀態，如圖 2-7 B 側。實現以往平面圖像無法達到的 3D 體驗，提供給參觀者真實的臨場感受。同郭世文（2008）研究結論中所提述；對無法實際帶到現場、無法觸摸、或需放大以動態方式呈現的物件，能透過擴增實境讓觀眾能在 3D 環境中即時 8.

(17) 互動，比圖片、影片具有更佳的效果，也能增加使用者停留的時間。如同微小的細胞運作過程與博物館中珍貴無法接觸的歷史文物，都能藉由擴增實境的技術讓使用者觀察互動，比起平面紙本導覽的方式更能給予使用者深刻的印象與體驗。位於臺灣的臺北典藏植物園新一代未來館也在 2013 年推出植栽達人擴增實境導覽 App 來輔助民眾了解館內特色植物，藉由掃描館內的花卉圖卡來進一步顯示該植物的相關資訊，辨識越多的植物就能獲得虛擬證書，藉此增加民眾與植物之間的互動性，如圖 2-8。擴增實境對於旅客的影響在何家誼、陳建宏、戴榮賦、蕭雨青（2015）的研究結果顯示擴增實境系統帶來的「遠距臨場感」會顯著影響觀光客的「體驗價值」，並且進而影響目的地的「旅遊意向」，繼而影響觀光客的「行為意向」。. 圖 2-7 古蹟重現圖片來源:Vlahakis et al. (2001). 圖 2-8 植栽達人擴增實境導覽圖片擷取自:https://www.youtube.com/watch?v=VJc-eHY_FN4 擴增實境也被應用在機場航廈的候機室中。桃園機場與昇恆昌合作在第一航廈 B4 候機室打造全臺第一間薩克斯風擴增實境候機室，旅客可藉由掃描牆上的 QR Code 下載專屬 APP，再對牆上藝術家所創作的插畫作品進行掃描，即可展示薩克斯風相關資訊並可與其互動拍攝，如圖 2-9。藉由擴增實境的互動讓旅客在登機前不再是漫長的等待， 9.

(18) 而是充滿趣味和知識的時光。. 圖 2-9 薩克斯風擴增實境候機室圖片來源:本研究拍攝擴增實境相關文獻探討中對於擴增實境系統應用於旅遊體驗上皆有正向的提升，且無標記擴增實境具有視覺美觀上的優點，能進行多元的設計廣泛的應用於生活中。再者擴增實境能帶給觀眾現場無法呈現的物體，而擴增實境帶來的遠距臨場感則能間接的影響遊客的行為意象。. 2.2 沉浸體驗沉浸體驗(Flow Experience)最初是由 Csikszentmihalyi(1975)所提出。在沉浸的情況下，個體會進入一種共同體驗模式。無關的知覺會被屏除，並會將意識將集中在特定範圍之中，只對目標物和明確的回饋有所反應。並透過對環境的掌握產生一種控制感。且沉浸是一種「主觀」且「短暫」的經驗，具有「遊戲與探索的性質」，在人機互動的期間，個體能知覺到愉悅和涉入，是個體願意持續從某樣活動的要素(Webster, et al., 1993)。據 Korzaan(2003)研究，沉浸體驗會直接地影響或者間接性的透由探索性的行為來影響態度，態度則是會影響個人的購買意圖。而在 Hoffman and Novak(1996)認為進入沉浸的前置因素是「互動性」和「遠距臨場感」，目的在於提高使用者沉浸體驗的強度。然而在擴增實境基本定義要素即包含「即時互動」，又因何家誼等人（2015）提到擴增實境能帶來「遠距臨場感」並能影響觀光客的「行為意向」。因此擴增實境能充分的帶給使用者沉浸體驗。而本研究在擴增實境辨識圖卡上給予重量的差異，讓使用者在操控圖卡進行 3D 模型互動時，給予體感觸覺上重量的回饋，強化使用者的沉浸體驗。 10.

(19) 2.3 旅遊目的地熟悉感旅遊目的地熟悉感是指遊客對某一旅遊目的地的知覺感受(Hu & Ritchie, 1993)。熟悉感（熟悉度）的定義相當的廣泛，在消費行為、產品行銷、旅遊時都具有不同的定義。而在旅遊方面 Cohen(1972)最早將熟悉感定義，認為熟悉感是一種旅客的偏好或喜好，也就是遊客對旅遊地所感受到的實質舒適感。在丹麥，官方政府更以「熟悉感即是舒適感」來作為觀光宣傳的口號吸引旅客前來(Ooi, 2004)。在 Prentice, Witt and Wydenbach(1994)研究中認為熟悉感能使旅客對當地產生認同感，並定義熟悉感是旅客喜愛目的地的一種過程。且消費者能藉由收集資訊的過程產生熟悉感(Sears, Freedman & Peplau, 1985)。並在 Reid and Reid(1994)指出先前旅遊經驗累積的目的地知識也會影響旅客對該景點的期待。然而對於不具備先前旅遊目的地相關知識的遊客，在 Dann(1996)提到，由於消費者無法在到達旅遊目的地前預先體驗陌生環境，若目的地的業者能事先給消費者熟悉的感覺，將有助於旅遊商品的銷售。在國內對於熟悉感與旅遊意願相關研究中，浦心蕙、白蕙捷（2007）以觀看電影的實驗模式，探討旅遊目的地熟悉感、目的地意象與旅遊意願之間的關聯;其研究結果顯示觀看電影的受訪者對於 1.居民生活型態 2.文化/歷史人文景觀 3.自然景觀 4.夜生活娛樂等 4 項熟悉感指標高於未看影片的受訪者，且旅遊目的地熟悉感與旅遊意願呈現顯著相關。相同結果也在 Prentice(2006)研究中的旅遊目的地選擇模型中顯示，當遊客對目的地越熟悉或認知越強烈時，越能提高旅遊或重遊的意願。綜合國內外熟悉感相關研究文獻的研究結果顯示，旅遊目的地熟悉感與旅遊意願呈現顯著相關，且能提高重遊的意願。本研究將以水木茂之道的漫畫銅像作為主題，建置擴增實境系統，並於展覽時讓觀者操作。藉此提高使用者對於水木茂之道的熟悉感，進而增加旅遊意願。. 2.4 水木茂之道漫畫銅像在吳宗倫（2018）中提到漫畫銅像被用來做為觀光的手法之一，顯示出銅像從「紀. 11.

(20) 念」、「藝術裝飾」的傳統功能，轉變為「觀光行銷」、「都市型塑」為導向。本研究漫畫與銅像分別進行文獻的回顧，了解其中各自的發展脈絡，並對水木茂之道漫畫銅像進行分析。. 2.4.1 近代日本銅像發展日本銅像發展起源於日本明治維新時期。因明治維新一連串的開放政策使得傳統美術教育開始進行歐化，並以培育出「和魂洋才」為主軸。1876 年工部美術學校成立，學校特別聘請義大利雕刻家拉古薩來日傳授西方的雕刻方法，將傳統雕刻學徒制改為學院派系統化的課程。而拉古薩在其住家設置私人鑄造工廠(Penelope, 1993)，翻青銅的技術因而傳入日本。在 1887 年（明治 20 年）後期，因翻銅技術的成熟，雕刻從小型的裝飾品轉變為戶外大型紀念雕刻，日本社會普遍開始對於豎立銅像產生興趣與需求持續上升，同時銅像也代表著彰顯國家的意義。明治 30 年代後，「為藝術而藝術」的觀念開始萌芽，各種西方近代藝術風格與思想因海外留學的藝術家陸續歸國而被介紹進日本。當中以羅丹的思想影響甚大。日本雕塑家荻原守衛於 1906 年至法國拜訪羅丹，受到羅丹許多藝術觀念的影響，回日本後提出「生命的藝術」之說（北海道立旭川美術館，1990）。其強調雕塑的美來自於內在的生命與力量(Terry, 1974)。使得日本雕刻風氣從國家或社會為中心，轉向以人類或是個人為主體的人文主義階段。 1912~1926 年（大正時期）正是雕刻的繁盛時期，多元的藝術風格，各式近代西洋藝術思想傳入日本，影響著日本雕刻家的創作。然而在 1926 年後到 1945 年之間，日本雕刻界主流創作風格大多受「官展」的風格所影響著，官展既是新一輩的雕刻家想參與的展覽也是各個雕刻家想提高名聲的重要途徑，因此官展的風格與雕刻界的走向緊緊相連。現今在日本當代藝術家中，村上隆融合漫畫、卡通開創了新的雕塑主題。而雕塑發展至今，在日本當代雕塑中以不同角度蔓延著卡通的風俗；卡通對於日本社會的存在感 12.

(21) 是無法取代的，日本文化中的卡通現象也是揮之不去（張威，2008）。. 2.4.2 近代日本漫畫發展日本漫畫表現的歷史最初可溯源到 12 世紀中期，採用擬人化的動物藉此來暗諷當時政府腐敗的《鳥獸人物戲画》，如圖 2-10。細長的繪卷型式來描繪景物，並在畫面中安排各動物的相對位置，形成具有特定意義的連續性畫面，表現出空間與時間的巧妙安排（長谷邦夫，2000）。. 圖 2-10 鳥獸人物戲画(甲卷卷頭) 圖片來源：http://www.kosanji.com/chojujinbutsugiga.html 而在清水勳（1999b、2000、2003a）中認為江戶時期是漫畫時代的濫觴，同時也是浮世繪發展最為興盛的時期。因江戶時期人口與商業發展蓬勃，人民生活水準逐漸提升，對於消費品的需求也日益具增。於是小說、詩歌、戲劇、美術油然而生，並開始滲入人民生活之中。加上木板印刷技術的引進，讓書籍得以大量的印製，進而達到普及與商業化。同時書店與租書系統的成立讓庶民也能夠閱讀到書籍，也因此書籍朝向大眾化、簡便化、通俗化與娛樂化的方向發展。在 1868~1912 年（明治時期），鐵路運輸系統的發展與活版印刷技術的創新，書籍發行的數量與傳播的速度遠超江戶時期還要來的更多且快速。而日本各地具有政治諷刺漫畫的報紙也如雨後春筍般冒出。人們開始在火車上閱讀諷刺性的漫畫雜誌與報紙，此時期閱讀不再是上層階級專屬的權力而是不分階級的大眾行為。然而在 1910~1911 年間因發生刺殺天皇的大逆事件（幸徳事件）的發生，諷刺性雜誌皆受到政府的壓力陸續停刊；一直到 1918 年（大正 7 年）受到民主主義運動以及各種社會問題的影響，也因日 13.

(22) 本正式邁入政黨時期，此時期的漫畫更與無產階級美術融合，終於恢復生機（清水勳， 1997）。在清水勳（1999a）《漫畫誕生從大正民主主義出發》一書中認為構成日本現代（二戰後）漫畫的起點是在大正時期。民主主義在此時期崛起，岡本一平開創了幽默漫畫，與過去諷刺政治與以世間風俗的漫畫主題以外的可能性（清水勳，1999a）。岡本一平作品中《人的一生》更被認為是故事漫畫的起源，如圖 2-11。而長篇故事漫畫在當時開拓的各式漫畫中被認為對現代漫畫影響力最大（清水勳，2007；佐藤芳彰，2000；清水勳、湯本豪一，1994）。到了昭和(1926~1989)初期「漫畫」一詞已成為生活平常用詞（松本零士、日高敏，2004；清水勳，1999a）。但在中日開戰(1931~1945)後漫畫被日本政府操控。失去自主性的漫畫給人的印象是偽善的、訓話的、內容空洞的、且是不自然的（井上祐子，2002；櫻本富雄，2000）。到了二次世界大戰後，大環境有利於發展新的漫畫形式，主要歸功於日本社會對兒童態度的轉變與兒童觀的改變。新一代的漫畫家開始出頭其中以手塚治虫最具代表性。手塚治虫在 1947 年發表的作品《新寶島》被稱為戰後故事漫畫的起源。漫畫中採用大量的電影運鏡的畫面因而受到許多讀者的擁戴，並成為手塚治虫早年的代表性的作品，如圖 2-12。. 圖 2-11《人の一生》圖片來源：https://vw.mangaz.com/virgo/view/145991/i:17. 14.

(23) 圖 2-12《新寶島》圖片來源：https://blogs.yahoo.co.jp/masashim0829/7108126.html 1997 年（平成 9 年）日本文化廳舉辦第一回「文化庁メディア芸術祭」象徵著日本政府將漫畫納入文化發展重點，到 2018 年已邁入第 21 回。再者 1998 年東京現代美術館與廣島市現代美術館共同舉辦的「マンガの時代. 手塚治虫からエヴァンゲリオンま. で」活動，確立了戰後漫畫發展的脈絡演變，如圖 2-13。日本漫畫隨著時代的變遷而發展，承載著人民的文化與情感，其內容與主題一路隨著經濟的發展、技術的創新、政治的情勢而變動著。至今已成為日本重要的文化資產，並在思想上具有相當的影響力。. 圖 2-13 漫畫的時代手塚治虫到新世紀福音戰士圖片來源：http://brisees.com/shop/detail.php?code=BK070819 15.

(24) 然而面對當今數位化的風潮紙本逐漸落寞，另一方面則是行動裝置的快速發展。漫畫傳播的方式不斷的改變。內容也從以往的趣味諷刺轉為各式各樣，天馬行空的題材。當今日本漫畫的未來如陳仲偉（2009）所述，全球的漫畫市場競爭是日本漫畫的機會也是挑戰；不光是日本漫畫產業、大學漫畫科系、漫畫研究、漫畫博物館等漫畫文化機構，背負著漫畫國際交流的使命，也是日本漫畫朝向全球化未來的關鍵。. 2.4.3 鳥取水木茂之道鬼太郎漫畫銅像鳥取縣位於日本本州西部山陰地區，據鳥取縣官方統計人口數約 56 萬人，人口比例較少但具相當多的觀光資源，並在 2017 年與臺中簽署觀光友好交流合作協定。日本最大規模的砂丘就位於鳥取縣東北方。除了有獨特的自然觀光資源以外，鳥取縣在人文方面也相當的有特色。許多在臺灣知名的日本漫畫家也出生或成長於鳥取縣，例如深受大人小孩喜愛的《名偵探柯南》作者青山剛昌、《鬼太郎》作者水木茂、以及榮獲法國文化藝術騎士勳章的《孤獨的美食家》作者谷口治郎等，因此鳥取又自詡為「漫畫王國」。鳥取縣也將漫畫視為重要觀光資源之一作為宣傳，並在境內有兩座以漫畫命名的機場「米子鬼太郎機場」與「鳥取砂丘柯南機場」也分別設有紀念館與博物館，並每年各種相關活動。自 2012 年開始舉辦「漫畫王國鳥取」國際漫畫比賽，至 2018 年已經舉辦第 7 屆，如圖 2-14。. 16.

(25) 圖 2-14 鳥取國際漫畫比賽圖片來源：https://www.pref.tottori.lg.jp/246789.htm 《鬼太郎》是由有「妖怪博士」之稱的日本漫畫家水木茂創作的漫畫，主要角色有鬼太郎、眼珠爺爺、貓女、臭鼠人、哇哇爺、撒砂婆婆、木棉布、水泥牆。於 1959 年開始連載，起初名稱為「墓場鬼太郎」，劇情是以怪異奇聞的風格為主。漫畫初期鬼太郎設定是會讓人類感到不安、陷他人於不幸的妖怪。但在 1967 年更名為「ゲゲゲの鬼太郎」，鬼太郎便開始成為一個協助人類，擊退邪惡妖怪的形象。並與一群居住於森林之中的妖怪朋友一起解決妖怪與人類世界之間的事件。1968 年鬼太郎首度製作成動畫於日本富士電視台播放，雖因當時技術限制動畫呈現黑白影像但卻引起當時的妖怪風潮，並間接的催生了映京都撮影所製作的三部妖怪特攝電影「妖怪百物語」、「妖怪大戦爭」、「東海道お化け道中」(1 週間編集部，2006)。在 1977 年《ゲゲゲの鬼太郎》完結後，水木茂又創作了《続ゲゲゲの鬼太郎》。故事內容與之前的《ゲゲゲの鬼太郎》有所不同，屢次提到與提到與性相關的成人題材。至今鬼太郎仍相當有名氣，2012 年更來臺灣華山藝文特區舉辦展覽，吸引大批的民眾前往參觀，如圖 2-15。. 17.

(26) 圖 2-15 GeGeGe 鬼太郎的妖怪樂園展圖片來源：https://gnn.gamer.com.tw/8/61828.html 《鬼太郎》的作者水木茂先生出於大阪府大阪市，2 歲時搬遷至鳥取縣境港市，童年成長的時光都在境港市度過。因此境港市政府決議在 1993 年將鬼太郎裡的漫畫妖怪做成銅像，立於 JR 境港站前到水木茂紀念館約 800 公尺道路之間。這條道路又被稱為「水木茂之道」，起初水木茂之道在 1993 年只有 23 座漫畫銅像。後續在鬼太郎漫畫中的角色逐一被製作成銅像，在 2018 年 7 月完成大規模更新後漫畫銅像數量將達到 177 座，如圖 2-16。水木茂之道每年吸引約 200 萬~300 萬人次的遊客前往境港朝聖。2010 年改編自水木茂的夫人武良布枝的自傳作品晨間劇「鬼太郎之妻」更為境港市帶來龐大的觀光人潮，也因晨間劇的成功出版社出資捐贈水木茂夫妻銅像作為紀念。20 年來共累計 3000 萬人次的遊客前往觀光。水木茂之道也舉辦印章收集活動，讓遊客穿梭在水木茂之道中，蒐集 37 個印章即可兌換妖怪拉力賽完走證，如附錄二，增進遊客對於這部經典漫畫《鬼太郎》的認識。. 18.

(27) 圖 2-16 水木茂之道漫畫銅像發展圖片來源：妖怪ガイドブック（18 版）。. 2.5 文獻回顧小結歸納以上的文獻回顧可得知擴增實境具有能將現場無法展現的物體，重現於使用者的面前。並且所帶來的遠距臨場感能影響旅客的行為意象。而對於尚未前往，或是不具有先備之知識的旅客，若能事先給予熟悉的感覺將有助於旅遊商品的銷售。另一方面漫畫是從日本下層庶民所發展出來的文化，銅像則是從西洋傳入的技術，十分受到日本人的喜愛，將兩者相互融合的漫畫銅像拉近旅客與銅像之間的距離，並且用於觀光與都市型塑之中，開創銅像新的價值。 19.

(28) 在日本漫畫銅像應用於地方觀光已有一段時日，但在相關研究上卻十分稀少。因此本研究，以在臺灣具有相當知名度的《鬼太郎》漫畫銅像作為創作研究主題，藉由建立漫畫銅像無標記擴增實境系統，將難以搬動的銅像呈現在使用者的面前，給予漫畫銅像相關資訊以提高熟悉感，賦予圖卡重量上的差異與擴增實境系統點擊銅像音效回饋提升使用者的沉浸體驗，以提高旅客前往該地的旅遊的意願。. 20.

(29) 第三章研究設計本章節介紹創作研究中使用到的軟體工具、圖卡設計結果、3D 模型建置結果，並實地到水木茂之道現場進行銅像敲擊的聲音收集，與銅像高度的測量。. 3.1 系統建置步驟本研究將水木茂之道漫畫銅像擴增實境分為系統與圖卡兩大類進行製作，步驟如下圖 3-1。在後續小節將會詳細說明擴增實境系統與圖卡製作時所需要的工具與材料，並敘述其製作過程。. 圖 3-1 系統建置步驟圖片來源:本研究製作 21.

(30) 3.2 系統使用工具開發擴增實境需要複數的軟體互相搭配，將各軟體的優點相互搭配可提升系統建置的效率與模型的真實度，也能帶給使用者更優異的體驗。以下將介紹本研究建製水木茂之道漫畫銅像擴增實境系統所使用的工具，並將所使用到的功能整理如表 3-1。 1. Unity 3D Unity 3D 是由 Unity Technologies 公司所開發的遊戲引擎，具備圖形、物理、聲音、粒子等功能，並支援主流 3D 軟體格式，能使用 C#或 Java Script 等語言進行遊戲腳本製作。Unity 3D 不僅能縮短遊戲開發的時間，也支援 MAC、PC、iOS、Android、Play Station 4、Xbox360 等各大遊戲主流平台與次世代遊戲主機。Unity 官方也提供 Asset Store 讓遊戲開發者能使用免費或是付費的資源素材。 2. Vuforia Vuforia 本是 Qualcomm 公司的擴增實境外掛程式，在 2015 年時被 PTC 參數科技所收購。Vuforia 提供 iOS 與 Android 系統的 SDK，大幅度地降低開發的門檻，讓開發者能更容易地實現擴增實境於行動裝置上。Vuforia 支援、Eclipse、Unity、Xcode 等開發工具，並能免費使用，偵測種類除了一般圖片也能使用長方體、圓柱體、3D 物件作為辨識媒介，也具有付費機制來增加辨識圖片的數量與其他相關服務。 3. ZBrush ZBrush 是一套強大的 3D 建模軟體由 Pixologic 所開發，能夠快速地建立與修改 3D 模型，能同時處理 3D 模型、貼圖、渲染等功能，也能在不同軟體中快速的交互應用，並對於近年來興起的 3D 列印提供模型分件的處理功能。隨著版本不斷的更新，帶給開發者們更便利的應用。. 22.

(31) 4. Substance Painter Substance Painter 是由 Allegorithmi 公司所開發的模型貼圖繪製軟體。與以往傳統材質繪製軟體不同的地方在於 Substance Painter 導入圖層的概念，可逐一疊加貼圖繪製效果，並具有粒子繪製(Particle Painting)、材質繪製(Material Painting)等智慧著色方式，讓模型更真實繪製更有效率。 5. 3D Coat 3D Coat 是一套為遊戲模型而開發的軟體。對於 3D 模型、貼圖都能直接繪製即時渲染，可自動創建 UV 並能同時產生顏色貼圖、法線貼圖、置換貼圖、高光貼圖等對於遊戲模型的製作非常方便。本研究僅用到 3D Coat 的拓璞(Topology)的功能以節省運算效能。 6. Photoshop Photoshop 最初原型是由 Thomas Knoll 與 John Knoll 兩兄弟合作開發，後續被 Adobe 收購。在藝術與設計領域都是相當主流的軟體，可快速的編輯圖片、影像合成、電腦繪圖等功能。 7. Audacity Audacity 是一個支援多種聲音格式的音效編輯軟體，並能跨 Mac、Windows、Linux、等平台運行。可任意對音訊檔編輯、複製、混音，製作出獨特的音效。. 23.

(32) 表 3-1 創作研究使用工具軟體. 本研究使用功能本研究使用手機作為水木茂之道鬼太郎漫畫銅像擴增實境系統運行裝置，並設置按鈕進行操作互動，因此採用 Unity 3D 作為本研究開發平台。. Vuforia 作為 Unity 3D 的擴增實境套件，需先上傳辨識圖卡系統會依照圖片的細節多寡、圖片特徵、來將圖片分為五星分級，藉此判斷該圖片作為擴增實境辨識的圖卡適宜性。再下載該辨識包與 SDK，加載入 Unity 進行擴增實境的製作。. 能夠從簡單的多面體逐漸增加模型面數進行細節繪製快速且直覺，並能使用 UV Master 功能自動拆解 UV，大大地節省了傳統手動拆 UV 所花費的時間。. 3D Coat 本具有建模、材質繪製的功能，在本研究僅使用其中的模型拓璞功能。利用拓樸可以節省面數，並且保持一定的外型精度。讓模型可以使用較少的面數保留相近的外型。. 將模型拓樸後匯回 Zbrush 重新投影細節，再分別存取低面數模型與高面數模型，載入 Substance Painter 可自動烘培、Base Color、Metallic、 Height、Normal、AO 等貼圖，再進行 3D 模型貼圖繪製。輸出的貼圖能夠輕易的應用在 Unity 中，並能微調相關參數，讓模型能夠有更真實的表現。. 鬼太郎主角群圖稿為白底，在設計上較為單調。因此使用 Photoshop 進行去背搭配幽暗的森林剪影，讓圖片的表現更有詭譎氛圍。在 Unity 按鈕與解說牌上也使用 Photoshop 進行製作，讓整體的擴增實境系統設計更為美觀。. 本研究為了加強互動上的體驗，增加點擊銅像發出音效的回饋。藉由 Audacity 調整敲擊銅像的音效，依照銅像的大小分為 8 種不同的音高，讓使用者互動時能夠體驗點擊大小不同的銅像所發出高低不同的金屬聲。. 24.

(33) 3.3 擴增實境系統建置&操作設備本研究使用桌上型電腦搭配羅技視訊鏡頭來作為圖卡圖片後製、銅像 3D 模型、以及擴增實境系統建置平台。Sony XZ1 智慧型手機作為擴增實境操作設備，規格如下表 3-2。. 表 3-2 擴增實境系統建置&操作設備系統建置：桌上型電腦. 操作設備：Sony XZ1. 作業系統. Win 10. Android 8.0.0. 處理器. I7 2600. 高通 S835. 顯示卡. GeForce GTX 470. Adreno 540. 記憶體. 16 GB. 4GB. 鏡頭像素. 130 萬. 1900 萬. 3.4 圖卡設計無標記擴增實境的優點在於能在辨識的圖卡上加以進行設計，同時保有美觀與可辨識性，本研究圖卡以《ゲゲゲの鬼太郎》中主角群 8 位角色來進行圖卡的製作。因以往擴增實境在五感上的回饋多僅限於聲音與視覺，因此本研究將圖卡的重量進行差異化的設計。期望藉由圖卡重量的不同，在使用者拿取圖卡進行擴增實境互動時能夠搭配模型大小，感受重量上的不同以提高使用者的沉浸體驗。. 3.4.1 圖卡圖案設計圖案以水木茂早期(1968~1972)創作的《ゲゲゲの鬼太郎》原稿為主，使用 Photoshop 進行去背，與角色名稱排版於 10*10 公分的版面中，搭配圖層堆疊豐富圖案內容。在創建擴增實境系統前須先將 8 種圖卡上傳至 Vuforia 系統，再下載辨識包匯入 Unity。在 Vuforia 中可針對上傳的圖卡進行偵測，由系統判斷是否具有高度辨識性，並以星星數表現，確保開發者在進行擴增實境系統建置前，圖卡能快速且穩定的展示出 3D 模型。在呂國泰、何昇隆、曾偉凱與李慧貞（2017）中提到 Vuforia 辨識有兩個要點: 1.形狀多元 25.

(34) 2.具有銳角的設計樣式；並在設計圖卡時應盡量避免 1.圖片特徵過少 2.特徵分布差異過大 3. 特徵分布過於均勻等，如表 3-3。此外圖片的清晰度也會影響圖片的評分，若評分低於 3 顆星在進行辨識時速度會降低、模型產生不穩定抖動，須重新設計。表 3-3 Vuforia 圖片特徵點辨識評分標準評分要素. 上傳圖片. 分析圖片. 系統評分. 圖片特徵少. ☆☆☆☆☆. 特徵分布. ☆☆☆☆☆. 差異過大. 特徵分布. ☆☆☆☆☆. 過於均勻. 圖片特徵多. ★★★★★. 資料修改自:呂國泰等人（2017）根據以上 Vuforia 圖片評分的標準，進行圖卡圖片的設計。將原本空白背景增加樹林剪影，以及新增角色名稱木牌於畫面之中增加圖片的辨識特徵。上傳至 Vuforia 官方網站中進行評分，結果如圖 3-2。. 26.

(35) 圖 3-2 圖卡識別性評分圖片來源:本研究製作. 3.4.2 重量與材質鬼太郎主角群有 8 個角色，因此將圖卡分成 8 種不同的重量。分別以 11 片 1mm 與 9 片 2mm，10*10 公分方形的黃銅片交錯組合進行重量的配置。並使用重量較輕的巴爾沙木(飛機木)增加厚度方便使用者拿取，如圖 3-3。. 圖 3-3 圖卡材質基底圖片來源:本研究拍攝. 3.4.3 圖卡設計結果以水木茂先生的《ゲゲゲの鬼太郎》角色手稿進行 Photoshop 設計。圖卡圖片設計結果與材質重量配置如表 3-4。. 27.

(36) 表 3-4 圖卡設計結果與角色簡介圖卡圖案. 圖卡角色簡介木棉布具有在空中飛行的能力，鬼太郎經常乘. 材質/重量 6mm 珍珠板*1. 坐木棉布於空中飛行。期弱點是水，遇到水飛行的. 7mm 巴爾沙木*1. 能力會被削減。. 1mm 銅片*1 重量 100 公克. 水泥牆是一面高大的牆。在戰鬥中能利用其身. 6mm 珍珠板*1. 體擋住攻擊，其巨大的身體也能化作武器壓倒對. 3mm 巴爾沙木*3. 方。. 2mm 銅片*1 重量 116 公克. 眼珠爺爺是鬼太郎的父親，是幽靈族的後裔。 6mm 珍珠板*1 喜歡在裝有熱茶的碗裡泡澡。非常以自己的兒子為. 7mm 巴爾沙木*1. 傲，了解各式各樣的妖怪，總是在鬼太郎身邊給予. 1mm 銅片*2. 協助。. 重量 185 公克. 撒砂婆婆穿著和服，眼睛中具有砂子，出租”. 6mm 珍珠板*1. 妖怪公寓”給妖怪們住宿。在主角群裡屬於足智多. 7mm 巴爾沙木*1. 謀的角色，善於解除詛咒、回復傷口，並能使用砂. 1mm 銅片*1. 子進行攻擊。. 2mm 銅片*1 重量 267 公克. 哇哇爺住在撒砂婆婆經營的公寓之中，但已經. 6mm 珍珠板*1. 30 年沒有繳房租。個性隨性、喜歡喝酒。具有將自. 7mm 巴爾沙木*1. 身轉為沉重的石頭的能力，能協助鬼太郎戰鬥。. 1mm 銅片*2 2mm 銅片*1 重量 535 公克. 28.

(37) 貓女平時呈現一般少女的外型，但在看見老. 6mm 珍珠板*1. 鼠、魚或是戰鬥的時候會顯現貓妖的型態，具有敏. 7mm 巴爾沙木*1. 捷的速度，是與鬼太郎一同戰鬥的夥伴。. 1mm 銅片*1 2mm 銅片*2 重量 435 公克. 臭鼠人常被慾望誘惑，只要給予金錢或美女便. 6mm 珍珠板*1. 會倒戈於敵人，經常背叛鬼太郎，但如果鬼太郎獲. 7mm 巴爾沙木*1. 勝又會見風轉舵，是一個亦正亦邪的角色。. 2mm 銅片*3 重量 579 公克. 主角鬼太郎，出生時撞到墓碑而失去左眼，與. 6mm 珍珠板*1. 夥伴們一起維護妖怪與人間的和平。其頭髮可做為. 3mm 巴爾沙木*1. 武器，背心可以吸收敵人攻擊，腳上木屐可進行遠. 1mm 銅片*3. 距離攻擊。. 2mm 銅片*2 重量 605 公克. 資料來源: https://www.ttv.com.tw/drama10/KiTaro/cast.asp?PID=1#cast. 3.5 擴增實境系統建置本研究以手持式行動裝置作為擴增實境系統操作設備，因此採用手機遊戲主流開發工具 Unity 進行擴增實境系統的開發，搭配 Vuforia 擴增實境套件降低製作難度。模型方面使用 Zbrush 對 8 座實體鬼太郎主角群漫畫銅像進行 3D 建模，再使用 3D Coat 對高面數模型重新依照外型將模型轉換至低面數模型降低手機使用負擔，並以 Substance Painter 進行模型貼圖的製作。銅像模型建置完成後匯入 Unity 並載入 Vuforia 套件進行系統的實作，在系統操作方面，除了圖卡手感上重量的回饋外，且加入銅像解說按鈕與點擊銅像音效按鈕，使用者可藉由對著手持式行動裝置的螢幕點擊按鈕開啟銅像解說而產生操作上的互動以及點擊 3D 銅像的臉部發出敲擊金屬的音效達到聽覺上的回饋。藉由實體圖卡重量回饋、虛擬解說按鈕操作互動、3D 銅像點擊音效回饋，這三項手感、視覺、聽覺、來提高使用者的沉浸體驗。 29.

(38) 本研究採用實地訪查法，前往鳥取水木茂之道，針對 8 座鬼太郎漫畫主角群銅像進行拍攝，如附錄三。並進行銅像大小、敲擊聲音方面資料的蒐集，如圖 3-4。再依據所取得的資料進行漫畫銅像的 3D 模型建製與音效上的製作。. 圖 3-4 實地測量並收集銅像聲音圖片來源:本研究拍攝. 3.5.1 銅像模型製作依據實地訪查所取得的銅像資料，在 Zbrush 中逐一繪製角色 3D 模型。高面數的模型能雕刻較多細節，因此模型的細節多寡與模型的面數呈正比。然而高達數百萬面數的模型在實際運行的過程中不僅會造成系統極大的負擔，操作使用的過程中也會造成體驗不佳的情形，故本研究以耗費較低的運算效能來達到最高的模型品質為目標。因此將模型以 3D Coat 對高面數的 3D 模型進行拓璞，如圖 3-5。此步驟能有效地降低模型面數並同時保有相符的外觀。將拓樸後所得到的低面數模型匯入 Zbrush 中並使用自動拆解貼圖軸功能，進而取得模型貼圖的座標以利後續貼圖繪製的作業。在得到具有細節的高面數模型與無細節但具有貼圖座標資訊的低面數模型後，將低面數模型匯入 Substance Painter 並選擇高面數模型進行烘培。此步驟能將高面數模型的光影變化，渲染至模型的貼圖上，使低面數的模型不需具有高面數模型的細節也能有精緻的光影變化，藉此達到節省運算效能與呈現寫實效果的目標。如圖 3-6。. 30.

(39) 圖 3-5 3D Coat 拓璞圖片來源:本研究製作. 圖 3-6 將光影渲染於貼圖上圖片來源:本研究製作將鬼太郎漫畫中 8 位主角群的銅像經以上方法進行 3D 模型的製作，大量減少模型網格數量，降低設備運算的負擔。並將漫畫銅像模型與網格數量整理如表 3-5。而在後續小節將詳述模型的貼圖製作過程，以各類型的貼圖輔助讓模型更為寫實。. 表 3-5 減面銅像模型. 木棉布面數:746. 水泥牆面數:960. 眼珠爺爺面數:3165. 撒砂婆婆面數:1267. 31.

(40) 哇哇爺面數:1809. 貓女面數:3533. 臭鼠人面數:2578. 鬼太郎面數:3350. 3.5.2 銅像材質繪製開啟 Substance Painter 選擇低面數模型後進行烘培時選擇高面數模型，進行貼圖的光影渲染，包含顏色(Color)、法線(Normal)、陰影(AO)、金屬反射(Metallic)、高度(Height) 的貼圖可同時製作，以木棉布為例烘培結果如表 3-6。這些貼圖能將低面數模型表現出高面數的細節。而在 Substance Painter 具有內建的智慧材質(Smart materials)可快速製作出銅像的材質與斑駁效果，並依據實地訪查所拍攝銅像的腐蝕部位，以圖層遮罩的方式將重現銅像的生鏽紋理，提高銅像的真實度。繪製完成後貼圖以 1024*1024 的尺寸輸出. 表 3-6 Substance Painter 貼圖輸出種類功能與最終效果貼圖名稱. 顏色貼圖. 法線貼圖. 陰影貼圖. 貼圖功能. 貼圖顏色變化. 增加模型細節. 模型光影強化. 貼圖呈現. 32.

(41) 貼圖名稱. 金屬反射貼圖. 高度貼圖. 貼圖功能. 賦予模型金屬質感。. 控制模型細節起伏. 貼圖最終效果. 貼圖呈現. 3.5.3 銅像模型實作結果本小節將實地拍攝的銅像照片與測得的高度與 3D 模型整理如表 3-7 進行對照，重複以上步驟後，將鬼太郎 8 位主角群銅像材質逐一繪製。表格中 3D 模型光源方面 Substance Painter 中預設光源皆以右上為主。因實地訪查時候天候不佳，銅像上有水珠與積水殘留非平時銅像呈現狀態，因此未將雨珠或積水呈現在模型上。而木棉布銅像設置在石座上並接近地面，因此銅像的下方難以被觀者看見。為了能讓使用者完整觀看見 3D 模型，本研究自行以銅鏽材質表現木棉布銅像下方的材質狀態。. 表 3-7 銅像尺寸& 3D 模型對照表名稱&尺寸. 漫畫銅像實地拍攝. 銅像名稱:木棉布銅像長度:34 公分. 銅像名稱:水泥牆銅像高度:20 公分. 33. 漫畫銅像 3D 模型.

(42) 銅像名稱:眼珠爺爺銅像高度:9 公分. 銅像名稱:撒砂婆婆銅像高度:24 公分. 銅像名稱:哇哇爺銅像高度:23 公分. 銅像名稱:貓女銅像高度:24 公分. 銅像名稱:臭鼠人銅像高度:176 公分. 銅像名稱:鬼太郎銅像高度:92 公分. 34.

(43) 3.5.4 系統操作流程本研究創作的水木茂之道漫畫銅像擴增實境系統在聲音與操作皆有回饋。使用者在進行體驗時需要進行複數功能的操作，因此需要一個完善的操作流程規劃確保使用者有良好的體驗。本研究創作的水木茂之道漫畫銅像擴增實境系統操作流程設計如圖 3-7。. 圖 3-7 系統操作流程圖片來源:本研究製作 35.

(44) 3.5.5 Unity 系統設定 8 座漫畫銅像 3D 模型完成後依序匯入 Unity 3D 中，進行互動操作系統的建置，如下圖 3-8。在軟體操作形式上，銅像模型多為直立式造型，因此軟體設置為直立式操作，偵測到特定圖卡時可完整顯示銅像模型、銅像解說按鈕，如圖 3-8，B 處。以及點擊解說按鈕顯示銅像的解說看板，如圖 3-8，C 處。在使用者介面(User Interface)設計上，螢幕右上方關閉軟體的按鈕，圖 3-8，D 處與右下提醒使用者可點擊銅像面部發出音效的圖示，圖 3-8，E 處，皆為固定呈現在螢幕上，不因是否有偵測到圖卡而顯示。其中本研究將點擊銅像面部產生音效的按鈕設置為透明，圖 3-8，A 處，讓使用者能有觸碰到銅像而發出敲擊銅像音效的體驗，音效透明按鈕跟隨著 3D 銅像模型出現才能進行互動。. 圖 3-8 Unity 擴增實境系統設置圖片來源:本研究製作. 3.5.6 擴增實境系統設計小結本研究創作的擴增實境的設計包含圖卡與系統兩大部分。在銅像圖卡重量設計方面，以 100~600 公克作為重量的限制範圍，以可單手持有負擔的重量為主。為了讓圖卡能夠 36.

(45) 容易的拿取，因此選用重量較輕、方便切割的飛機木來做為增加厚度的材料。 3D 模型方面因 Zbrush 的優點使得銅像模型能夠快速地建立，只需花間進行細節的雕刻。3D Coat 、Substance Painter 搭配 Zbrush 的 UV Master、Project 等功能，軟體的交互應用讓模型能夠快速的製作且寫實的呈現。Unity 互動系統的建置，相對 3D 模型建置起來比較耗時。擴增實境偵測的距離、模型的大小、音效的後製、UI 的安排、程式撰寫等都關乎著使用者的操作體驗，需反覆的測試再進行微調。3D 模型與貼圖在本研究創作的擴增實境系統中佔了大部分的容量，檔案的大小影響著系統運行的流暢度與使用者下載 APP 的時間。因此在模型建置的過程中盡量節省模型所需要的面數，與貼圖的大小、種類，讓使用者可以快速的進行擴增實境系統的操作，避免受到延遲造成操作體驗不佳的情形。. 37.

(46) 第四章創作結果本章節展示以上述的研究設計為基礎，進行實作後的結果。本研究所創作之水木茂之道漫畫銅像擴增實境系統分為圖卡與擴增實境系統兩方面。研究創作結果，與實地訪查所蒐集資料展示於青田十六展覽空間，供觀者操作驗證。. 4.1 鬼太郎圖卡在文獻回顧中提到擴增實境辨識的依據主要是以圖案中的銳角特徵數量多寡來評斷，與圖案是否為彩色或黑白無關。但研究將所設計的圖卡圖案以彩色形式輸出以利美感的提升，材質上選用霧面珍珠板作為基底，減少光線反射干擾擴增實境系統的辨識。在圖卡重量配置較為繁複，研究者期望能提高使用者的沉浸感，因此選用與銅像相同材質的銅片來作為重量配置的材料。銅片相互搭配不同的厚度相互組合，製作成 8 種不同的重量如下圖 4-1。配合實地訪查的資料所得的漫畫銅像實際體積大小與同片重量依序搭配，並以飛機木增加厚度方便拿取。並將銅片與圖卡以快乾膠與保麗龍膠黏合，最後再以黑色布膠簡易的封其四邊讓整體更為美觀也避免使用者在拿取圖卡時受傷。各角色圖卡創作結果與重量如下表 4-1。. 圖 4-1 圖卡材質重量配置圖片來源:本研究拍攝表 4-1 鬼太郎圖卡創作結果. 木棉布圖卡重量:100g. 水泥牆圖卡重量:116g. 38.

(47) 眼珠爺爺圖卡重量:185g. 撒砂婆婆圖卡重量:267g. 哇哇爺圖卡重量:535g. 貓女圖卡重量:435g. 臭鼠人圖卡重量:579g. 鬼太郎圖卡重量:605g. 4.2 漫畫銅像擴增實境系統畫面與展覽展示在進行系統測試過程中，發現當 3D 模型出現時，底下的圖像在視覺上會干擾操作，因此增加底座方便使用者觀看銅像。系統除了可以個別偵測圖卡進行展示以外，也能調整 Unity AR Camera 中的圖卡同時辨識數量與偵測遠近參數，來達到多圖卡同時偵測並顯示模型，如下圖 4-2。下表 4-2 展示銅像解說按鈕觸發後的角色說明效果。. 圖 4-2 擴增實境系統操作展示圖片來源:本研究拍攝 39.

(48) 表 4-2 擴增實境系統創作結果. 木棉布. 水泥牆. 眼珠爺爺. 撒砂婆婆. 哇哇爺. 貓女. 臭鼠人. 鬼太郎. 本創作研究結果展示期間為 2018 年 7 月 19 號至 7 月 22 號於青田十六(臺北市青田街十六號)聯合展出，如圖 4-3。展覽現場將配有銅片重量的圖卡展示於桌面，並將 App 網路位置製成 QR Code 讓觀者能藉由掃描下載位於 Google Drive 雲端上的檔案，並安裝在自己的手機上進行擴增實境的操作。因本研究作軟體僅有 Android 版本，故在現場也備有已安裝擴增實境 App 之平板，能提供給其他使用者進行體驗互動。除了本研究創作的圖卡以外也將研究者進行實地訪查時，所收集的水木茂之道銅像相關資料與銅像收集完走證展示於展覽現場，如圖 4-4。. 40.

(49) 圖 4-3 聯合展覽海報圖片來源: https://goo.gl/Nuog2i. 圖 4-4 創作研究展覽圖片來源:本研究拍攝. 41.

(50) 第五章結論與建議日本將西洋傳入的銅像技術結合從庶民文化所發展出來的漫畫成為新的題材-漫畫銅像。與過往的偉人義士紀念用途的銅像不同。日本將漫畫銅像應用於地方觀光，提高遊客到地方旅遊觀光的意願。而近年提倡的智慧觀光，擴增實境應用於旅遊觀光相應而生。而本研究將這兩者結合，並針對圖卡重量進行設計，創作出水木茂之道漫畫銅像擴增實境系統。藉由擴增實境將難以搬動的漫畫銅像重現在使用者的面前，並搭配圖卡的重量提高操作者的體驗感受。而將漫畫銅像結合擴增實境並在操作、聲音、重量上給予回饋，讓未去過境港水木茂之道的民眾也能藉有擴增實境所帶來的體驗，進而吸引旅客前往了解那由水木茂先生所創作的妖怪們。本章節將根據本研究所創作的水木茂之道漫畫銅像擴增實境系統，實際操作體驗後歸納出兩點結論，並提出於實際操作中所發現的問題，供未來研究者建置系統上的建議。. 5.1 結論 1.圖卡重量設計對於擴增實境體驗有正向的提升擴增實境辨識圖卡使用與銅像相同材質的銅片來進行重量配置，在進行擴增實境系統操作時比起以往紙質圖卡，定點掃描的形式，手感上多了一分厚實的重量感。操作者在手持著圖卡進行模型展示時，眼睛從螢幕觀看銅像模型搭配手部感受圖卡重量，給使用者一種捧著銅像的感覺。從最輕到最重的圖卡搭配不同大小的銅像，能夠給予使用者視覺與觸覺上的連結，有助於提升擴增實境的體驗。擴增實境具有能將難以接觸到的物體帶到使用者面前的特性，結合圖卡重量與材質上的設計能強化使用者對於該物體的認知。若應用於展覽、行銷當中，操作者能透過觸摸圖卡感受材質上的變化，了解該物體的質地。圖卡重量的差異搭配顯示 3D 模型的尺寸的不同能使操作者感受到物體體積上的變化。結合操作 3D 模型的操作互動，獲得物體相關的資訊，進而達到視覺與觸覺的連結，讓操作者能對該物體資訊有更深刻的體驗與認知。 42.

(51) 2.銅像模型優化有助於擴增實境多圖卡同時偵測與操作本研究使用寫實的形式表現銅像模型，因 3D 模型的優化與具有高辨識性的圖卡使軟體的操作相當的流暢，APP 檔案大小約 36.52MB，手機下載花費約 31 秒的時間，安裝約 7 秒鐘。應用在展覽時，觀眾能快速的掃描 QR Code 從 Google Drive 快速的進行 APP 的下載以及安裝，相當的便利。而利用低面數的模型搭配貼圖呈現模型的細節有效降低行動裝置運算的負擔，即使一次偵測 8 張圖卡操作上也無卡頓的情形。. 5.2 建議 1.圖卡圖片辨識性的設計在所設計的圖卡圖片中大多數經 Vuforia 系統評斷為五星，但其中水泥牆的角色圖片為四星評分。根據 Vuforia 系統所提供特徵點辨識結果圖來看，水泥牆辨識圖卡特徵點集中於角色姓名，如圖 5-1。因角色本身造型設計即為一大面牆，銳角的設計較少。而角色姓名銳角細節多，形成特徵點分布差異過大之情形。四星的評分對於輸出至手持式行動裝置進行操作的影響並不大。但在電腦進行擴增實境系統創建時，以畫素較低的視訊鏡頭在測試過程中會易造成系統判斷失敗或模型不穩定的情形，影響擴增實境系統建置的效率。然而《鬼太郎》漫畫中的角色型像為水木茂先生所設計，無法針對角色圖像進行設計。因此在圖卡圖片的角色無法進行變更時，需以添加圖示、背景設計、文字排版等方式從旁增加圖像整體的細節特徵，並須注意銳角細節的分布避免差異過大，以縮短系統辨識的時間和提高穩定度。. 圖 5-1 水泥牆角色圖卡特徵點辨識結果圖片來源:本研究製作 43.