應用行動擴增實境技術輔助溪釣選址—以新店溪為例

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(1)國立臺灣師範大學地理學系第四十一屆碩士論文. 應用行動擴增實境技術輔助溪釣選址— 以新店溪為例. 指導教授：陳哲銘研究生：蘇怡禎. 中華民國一○一年六月.

(2) 應用行動擴增實境技術輔助溪釣選址-以新店溪為例摘要周休二日使休閒娛樂興起，其中溪釣是行之有年的休閒活動之一。然而在陌生的溪釣現場，初學者常困擾於找尋適當釣點及魚種。近年來隨智慧型手機成長，行動擴增實境技術迅速發展。因此，本研究目的既是利用行動擴增實境技術資訊整合、即時互動的特性，建構一套溪釣行動擴增實境系統，讓身處野外的溪釣初學者在不受時空限制情況下，與環境中潛藏的溪釣資訊作即時互動。系統可行性測試分為三階段進行，透過逐步修正的方式，探究本系統輔助溪釣選址成效。研究採用問卷、訪談、參與觀察進行評估。結果顯示，使用者認為本系統確實具有資訊即時互動並達到選址及環境認識的正面成效。研究者則認為本系統亦有三項限制，包括擴增實境功能幫助有限、提供資訊有限、缺乏即時資訊。關鍵字：行動擴增實境、溪釣選址、即時環境互動、戶外教育. I.

(3) Using Mobile Augmented Reality System to Choose Fishing Spots: A case study of Hsintien River Yi-Chen Su Abstract Due to the contribution of the weekly two-days-off policy, people have more time to do leisure activities. River fishing is one of the most popular ones but it is difficult for most novice anglers to find the suitable fishing spots and fish species in the strange river basin. With the growth of smart phones in recent years, the mobile augmented reality technology develops rapidly and this technology helps solve the problem mentioned previously. Therefore, this study aims to use the features of the mobile augmented reality technology—information integration and real-time interaction—to establish a river fishing mobile augmented reality system to help novice anglers have real-time interaction with the environment without the limit of time and space. Accordingly, the feasibility tests for this system are divided into three stages to explore its effect on choosing fishing spots. In addition, this study is evaluated by questionnaires, interviews and participation observation to gain further information. In conclusion, my study shows that users find it helpful to have real-time interaction with the environment to acquire vital environmental information and to choose suitable fishing spots with the aid of the mobile augmented reality technology. However, this system still has three limitations to be improved: its limited function, its limited information provided and its lack of real-time information. Keyword：Mobile Augmented Reality Technology、fishing spots、real-time interaction with the environment、outdoor education. II.

(4) 目錄第一章緒論. ……………………….…………………………….... 第二章文獻回顧. 1. …………………………………………………. 4. ……………………………... 4. ………………………………….. 4. 第一節新店溪魚類資源、溪釣及保育一、新店溪魚種及習性、用餌. 二、新店溪魚種的棲地分布及釣法三、環境保育與資源永續利用. ……………………………... …………………………………. 第二節行動擴增實境發展、設備與應用一、行動擴增實境的演進與定義. 11 21. ……………………………. 22. …………………………. 22. 二、行動擴增實境系統的設備、技術 ……………………………. 25. 三、行動擴增實境於教育上的應用. …………………………….. 28. …………………………. 30. …………………………………………………. 36. 四、行動擴增實境應用於手機的軟體. 第三章研究方法. 第一節研究方法與限制第二節研究範圍. ………………………………………………. 36. ………………………………………………………. 40. 第四章系統設計與實作. ………………………………………. 第一節溪釣選址的時空特性一、釣點空間分布. …………………………………………. 44. ……………………………………….………. 44. 二、溪釣時間選擇特性第二節需求分析一、系統目標. …………………………………..………. 49. ………………………………………………..……. 53. ……………………………………………………. 53. 二、系統功能分析第三節系統設計一、系統架構. 44. ……………………………………….………. 53. ……………………………………………..………. 55. ……………………………………………..………. 55. III.

(5) 二、使用者手機端圖層及 POIs 屬性設計. …………………..…. 三、開發者圖層及 POIs 資料管理介面 ………………………… 第四節系統實作. ………………………………………………………. 第五章實施測試與結果. ………………………………………. 第一節第一次系統測試與驗證一、測試範圍與對象. ……………………………………. ………………………………………………. 56 59 67. 73 73 73. 二、測試流程. ……………………………………………………. 73. 三、測試結果. ……………………………………………………. 74. 四、系統修正. ……………………………………………………. 82. 五、討論. ………………………………………………………….. 第二節第二次測試計畫與結果. 82. ……………………………….….…. 85. 一、測試方法. ……………………………………………………. 85. 二、測試對象. ……………………………………………………. 85. 三、測試流程. ……………………………………………………. 86. 四、成效評估. ……………………………………………………. 87. 五、系統修改. ……………………………………………………. 91. 第三節第三次實測計畫與結果. ……………………………………. 92. 一、測試方法. ……………………………………………………. 92. 二、測試對象. ……………………………………………………. 92. 三、成效評估. ……………………………………………………. 93. ……………………………………………. 97. 第六章結論與建議參考文獻. ………………………………………………………. 附錄一資深釣者訪談大綱附錄二溪釣者回饋問卷. ……………………………………………… ….………………………………………….…. IV. 103 108 109.

(6) 圖目錄 ………………………………………………………. 圖2.1.1. 苦花分布圖. 圖2.1.2. 臺灣石(魚賓)分布圖. 圖2.1.3. 臺灣馬口魚分布圖 ………………………………………………. 圖2.1.4. 溪哥分布圖. ……………………………………………………. 16. 圖2.1.5. 鯽魚分布圖. ……………………………………………………. 17. 圖2.1.6. 鮘仔分布圖. ……………………………………………………. 18. 圖2.1.7. 福壽分布圖. ……………………………………………………. 19. 圖2.2.1. 真實環境與虛擬環境之集合. …………………………………. 23. 圖2.2.2. 行動擴增實境的演進與定義. …………………………………... 25. 圖3.1.1. 快速原型法開發流程. 圖3.2.1. 新店碧潭至烏來桂山發電廠堰堤壩河道水域形態圖. 圖4.1.1. 新店溪釣點分布情況. 圖4.3.1. 系統架構圖. 圖4.3.2. 釣點屬性資料網頁頁面. …………………………………………. 58. 圖4.3.3. 魚種屬性資料網頁頁面. …………………………………………. 59. 圖4.3.4. Layar伺服器端開發流程. …………………………………………. 59. 圖4.3.5. Layar開發者帳號申請. 圖4.3.6. Layar登入頁面. 圖4.3.7. Layar圖層管理介面. 圖4.3.8. 新增圖層介面. 圖4.3.9. 圖層編輯中的9個子介面. …………………………………………….. 13 14 15. …………………………………………. 38. …….... 41. …….……………………………………... 45. ………………………………………………………. 56. …………………………………………. 60. …………………………………………………. 61. ……………………………………………. 61. …………………………………………………. 62. ………………………………………. 62. 圖4.3.10 「Listing & indexing」子介面 ……………………………………. 63. 圖4.3.11. 「Look & feel」子介面 …………………………………………. 圖4.3.12 「Filters」子介面 ………………………………………………… V. 63 64.

(7) 圖4.3.13 HOPPALA 登入頁面 ……………………………………………. 65. …………………………………………………………. 65. 圖4.3.15 POIs 頁面 …………………………………………………………. 65. 圖4.3.16 POIs屬性資料頁面-General頁面. ………………………………. 66. 圖4.3.17 POIs屬性資料頁面-Actions頁面. ………………………………. 66. 圖4.3.14 圖層頁面. ………………………………. 66. …………………………………………. 67. 圖4.3.18 POIs 屬性資料頁面-Location 頁面圖4.4.1. 手機端操作步驟流程圖. 圖4.4.2. 手機 3G 行動網路與 GPS 設定頁面. 圖4.4.3. Layar Reality Browser登入畫面. 圖4.4.4. 圖層頁面. …………………………... 68. …………………………………. 68. …………………………………………………………. 69. 圖4.4.5. 各圖層首頁 ………………………………………………………. 69. 圖4.4.6. 搜尋範圍設定頁面. 圖4.4.7. 實景模式、地圖模式、列表模式頁面. 圖4.4.8. POIs點選後畫面. 圖4.4.9. 釣具店POIs點選頁面. …………………………………………… …………………………. 70 70. …………………………………………………. 71. ……………………………………………. 72. …………………………………. 72. …………………………………………………………. 72. 圖4.4.12 釣點資料頁面. ……………………………………………………. 72. 圖4.4.13 魚種資料頁面. ……………………………………………………. 72. 圖4.4.10 禁釣及危險區域POIs點選頁面圖4.4.11. 導航頁面. ……………………………………. 圖5.1.1. 釣點補充說明及照片頁面. 圖5.1.2. 施工釣點補充說明頁面. 圖5.2.1. 第二次前測流程. 圖5.2.2. 魚種長度說明畫面 ………………………………………………. 圖5.2.3. 魚類資源永續利用說明. 83. …………………………………………. 83. …………………………………………………. 86. …………………………………………. VI. 91 91.

(8) 表目錄表2.1.1. 新店溪魚種基本資料及釣法、釣餌整理表 ………………..…. 表2.1.2. 新店溪魚種垂直分布. ………………………………………... 11. 表2.1.3. 新店溪魚種水平分布. ……………………………………..…. 20. 表 2.2.1. 行動擴增實境系統的設備與技術. …………………..…………. 26. 表2.2.2. Layar、Wikitude、Junaio比較表. …………………...……….. 32. 表3.1.1. 資深釣者背景資料 ……………………..………………………. 37. 表3.2.1. 水域型態分類標準. ……………………………………………. 41. 表4.1.1. 新店溪釣點基本資料. 表4.2.1. 系統目標與需求. ………..………………………………………. 54. 表4.3.1. 圖層、首頁及POIs屬性設計表 …………………………….……. 58. 表5.1.1. 系統功能測試結果. …………………………………………….. 75. 表5.1.2. 系統各釣點資料校正結果. …….…………………………..…. 78. 表5.1.3. 各釣點補充、修改狀況表. …….…………………………..…. 84. 表5.2.1. 第二階段測試參與釣者基本資料. 表5.2.2. 第二階段測試系統導航評估. 表5.2.3. 第二階段測試新店溪溪釣環境評估. 表5.2.4. 第二階段測試系統滿意度評估. 表5.2.5. 第二階段測試保育觀念評估. 表5.3.1. 第三階段實測參與釣者基本資料. 表5.3.2. 第三階段實測系統導航評估. 表5.3.3. 第三階段實測新店溪溪釣環境評估. 表5.3.4. 第三階段實測系統滿意度評估. 表5.3.5. 第三階段實測保育觀念評估. ……….………………………………. ………..……………………. …………………………………. 6. 46. 86 87. …………………………. 88. ………………….……………. 89. …………………………………. 89. …………………………. 92. ………….………………………. VII. …………………………. 94 95. ……………………………….. 95. …………………………………. 95.

(9) 照片目錄照片5.1.1. 下龜山橋橋梁補強工程告示牌. 照片5.1.2. 舊上龜山橋橋梁補強工程告示牌. VIII. ………………………………. 77. ……………………………. 77.

(10) 第一章緒論臺灣目前眾多的野外相關遊憩活動，舉凡登山、健行、露營、溯溪、攀岩、釣魚活動等皆是。大自然提供了無數的教學題材，而戶外休閒活動，可同時結合環境教育，從環境中學習獲得生活技巧，建立人對自然的關懷，形成人與環境相互依存的共同體(Ford,1981)。在這些戶外休閒活動中，溪釣是行之有年的休閒方式，加上近年來交通建設發達、網路釣遊網站社團如雨後春筍增多、工商製造業發達促使釣魚竿器、裝備進步，都使溪釣人口持續增加（李尚儒，2009）。透過溪釣戶外休閒活動，同時結合環境教育可達到在認知方面，瞭解河川生態、魚類特性；在技能方面，除了增進野外技巧外，也可以建立對自然的觀察能力，學習蒐集資料、解決問題的能力(Tudor et al., 2001)；在情意方面透過戶外活動可以創造對環境的敏感度，增加對環境產生過程的瞭解，且對所在地區的認識，進而發展出對環境有益的行為(Ford & Blanchard, 1993)，並培養對自然資源負責任的態度(Ann & Susan, 2009)，以及對自然資源、其他戶外使用者良好的環境倫理行為 (Matthews et al., 1990)，也就是戶外教育強調感官的覺知和生態概念，更重要是發展出積極的環境態度(Yerkes & Haras, 1997)。然而溪釣活動必需瞭解環境中許多潛藏資訊並即時與之互動，在面對各式不同的河流型態，流速、水溫、底質、地形…等都可能是影響魚類活動的重要因素，同時也就影響了釣點的選擇。雖然魚種的習性、各地釣點、溪釣基本知識、裝備、釣法都可以透過書籍、雜誌、網路而得知，卻都不是即時的，資訊也不整合。所以一般溪釣初學者雖然在事前研讀了許多相關資料，在抵達陌生環境時，卻仍有可能為了尋找釣點花費大量時間，或是不清楚想釣的魚種能夠在哪個釣點釣獲，甚至也不清楚哪些區域禁止釣魚，而誤觸法網。甚至因缺乏環境倫理觀念，少數溪釣者會出現大量捕撈的情況，破壞生態環境。上述溪釣所面臨的困境，透過科技進步，獲得了一個可能的解決方式。近年來智慧型手機使用成長，利用智慧型手機具備運算能力、網路連線功能，及內建. 1.

(11) 相機、電子羅盤、GPS、陀螺儀等設備，行動擴增實境技術可以以輕巧的智慧型手機為平臺，使得行動擴增實境(Mobile Augmented Reality)技術重新獲得重視。因行動擴增實境技術具有在行動中即時運作的特點，利用這個特點，可以幫助我們在野外環境中，與隱藏的資訊作即時互動。在野外環境中，除了實際可見的具體物件外，例如森林、道路、河流、房屋…等，其背後更隱含了大量視覺看不見的知識，可能是抽象的地理空間，包括相關位置、方位、距離，或等高線，也可能是某地方的文化背景、歷史脈絡、生態網絡…等，又或是自然環境中，不易察覺或隱藏於地表之下的資訊，例如：斷層線、順向坡、地下水位…等，這些隱性知識的呈現與獲取，可透過書本、電視、網路搜尋，卻無法在身處的環境中即時取得與互動。尤其當我們置身於野外環境中，更可能缺乏指標、解說牌…等文字類的視覺資訊，這時就需要透過行動擴增實境的特性，使許多原本隱藏在實體物件中的「隱性」(Implicit)空間資訊成為「顯性」(explicit)空間資訊，並在行動中即時運作，達到「人」與「資訊」、「環境」三者的即時互動（沈揚庭，2004）。透過行動擴增實境技術具有即時呈現與互動的特性，正好可以達到戶外休閒活動在認知上的目的，也就是將野外溪釣環境中潛藏的資訊，包括河川地形、流速、水深、棲息魚類…等資料作整合、呈現，並與溪釣者互動，使釣者利用擴增實境瞭解身處環境周圍釣點的數量、方位、距離與釣點資訊。在技能方面，透過導航功能帶領釣者輕鬆抵達釣點，專心享受釣魚的樂趣。在情意方面，期望釣者因對所在地區的認識，積極培養並建立資源永續利用的觀念。因此本研究目的在於透過建構一套適合溪釣活動的行動擴增實境系統，輔助身處野外的溪釣初學者獲取溪釣相關知識，達到「人」與「資訊」、「環境」的即時互動。欲達成此研究目的，提出以下研究問題：欲達成此研究目的，提出以下研究問題： 1. 新店溪值得推薦的釣點分佈在哪裡？ 2. 新店溪每個釣點的河川地形特色？與魚類分佈的關係是什麼？ 3. 如何設計兼具溪釣選址與環境教育的行動擴增實境系統？. 2.

(12) 4. 行動擴增實境系統輔助溪釣初學者的可行性如何？亦即，本研究首先針對新店溪有哪些值得推薦的釣點透過訪談與實察進行瞭解，再針對每個釣點特性作深入調查，包括河川地形特色、棲息魚種及其特性，並找出魚種分布與河川環境之間的關係。接著將收集的資訊轉化為系統內容，並同時於系統中強調環境生態、資源永續利用的重要性。最後，透過實測方式來獲知本系統對於輔助溪釣初學者的可行性。. 3.

(13) 第二章文獻回顧本研究欲使用行動擴增實境技術建立一套溪釣系統，讓溪釣者與系統中提供的資訊作即時互動，並迅速找到釣點、熟悉環境，同時注意環境資源保育。因此，以下將依序透過魚類資源相關書籍與網路資源整理出新店溪魚類分布狀況及特殊習性，並參考各國溪釣針對資源保育的做法，以作為本系統主要內容。並分析現有的溪釣書籍，為後續深入訪談、系統設計架構提供參考。接著回顧行動擴增實境的發展、技術及教育上的應用，作為建立系統的基礎。. 第一節新店溪魚類資源、溪釣及保育溪釣活動涉及多面向配合，包括釣具、魚餌、釣法、魚類習性的認識等。溪釣活動除了基本的認識各種裝備、釣法之外，對魚種棲地、習性的瞭解更能夠幫助溪釣者在進行溪釣活動時，掌握運用各種裝備的訣竅，並由水域型態分辨可能存在的魚種。因牽涉許多面向，使溪釣不只是帶著一根釣竿去釣魚這樣簡單的活動，而是一門廣闊的學問。因此，本節透過深入訪談獲知新店溪可釣獲之魚種後，再利用文獻及網路所提供的魚類基本資料加以整理出新店溪的魚類資源，以作為本系統魚類知識的主要內容，並初步認識溪釣活動。最後回顧溪釣活動盛行的國家在環境資源保育的作法，為系統提供魚類資源永續利用的參考。一、新店溪魚種及習性、用餌不同的魚種有各自的習性，依據不同的攝食習性，釣者在釣餌上的選擇自然也會有所差異。故此部分將瞭解新店溪有哪些魚種及其習性，並探討各魚種適合使用的釣餌種類。本研究調查的新店溪範圍屬於中游河段，水量豐、河床寬，地形變化複雜，包括淺瀨、淺流、深潭、深流與岸邊緩流等，水溫也較上游溫暖。因此，此河段魚種豐富，是大部分淡水魚種棲息的地方，例如粗首鱲、平頜鱲、臺灣石(魚賓) 等。接近下游地區河床更寬廣，但因受人為汙染破壞，主要以耐汙力強的吳郭魚、鯉魚、鯽魚為主。另有青潭溪、平廣溪、加九寮溪等多條支流匯入，因此靠近上. 4.

(14) 游處及主、支流匯流區，亦有適應水溫低、水淺流急的臺灣馬口魚、臺灣鏟頜魚、明潭吻鰕虎等。因青潭堰、直潭壩、曲尺壩所形成的潭區，以及翡翠水庫放水帶來的大型魚類則有鯽魚、鱅、青魚等。依據資深釣者訪談結果，本研究區可釣獲魚種總計共有 23 種，再根據文獻整理各魚種棲息水域、習性及釣法、魚餌，整理結果如表 2.1.1。溪釣時淡水魚的餌分為動物性餌及植物性餌，動物性餌可分為昆蟲餌及魚類餌，植物性餌則以澱粉質為主（李嘉亮，1986）。依據魚攝食習性不同，可分為肉食性、草食性及雜食性，肉食性者在釣餌的選擇上常使用動物性餌，包括蚯蚓、魚蟲或小蝦等葷餌；草食性者則使用植物性餌，例如：藻類、麥片或香料餌誘食；雜食性者可分為偏肉食性或偏草食性，將上述的釣餌互相搭配使用。. 5.

(15) 表 2.1.1 新店溪魚種基本資料及釣法、釣餌整理表中文種名. 俗名. 棲息水域. 習性. 釣法. 釣餌. ◆水域中、下層，底食性，喜歡成群棲息 ◆雜食偏草食性，攝食各種水生昆蟲、底生動在水流平緩的泥底止水區、池塘、湖泊或物、小型貝類和植物性藻類、水草碎片。鯽魚. 土鯽、鯽仔. 水庫。. ◆性警覺。適應環境的能力相當強，耐污染。. 蚯蚓、麥片浸泡香手竿浮標釣法精或市售之香料. ◆繁殖於春季，卵具黏性，附著於水草、水底枯. 餌。. 木上。 ◆喜棲息於水流平緩的河川或湖泊中、下 ◆雜食性，以水草等植物性餌料為主要食物。草魚. 草魚、草溜、層，常成群活動於水草繁生處。. ◆性情活潑，游泳迅速，適應力強，常成群游泳沈底釣法或浮蚯蚓、麥片、牧草. 鯇. 及覓食。. 標釣法。. 心或市售香料餌. ◆喜好於清晨或黃昏時段覓食。 ◆棲息於止水區域底部的石洞或水草叢 ◆肉食性，以小魚蝦、兩爬類及昆蟲為食，也攝中、河流、溝渠、湖沼與稻田等具泥質地食腐敗的動植物碎屑。塘蝨魚. 土虱. 之水體中，不喜游動。. ◆雄魚會築巢與護幼之行為，生命力強。. ◆夜行性十分明顯。. 沈底直感釣法. 葷餌，如蚯蚓、溪蝦. ◆常群集於岸邊暗處或洞穴中，能長期間離水，遷移能力強。 ◆棲息於大型江河與湖泊的中、上層水域。 ◆以攝食動物性浮游生物為主，行動遲緩，性情遠投車竿鱅. 溫馴，成長快速。. 大頭鰱. 12-18 尺配上中、大型捲線器。. 溪哥仔(幼魚 ◎粗首鱲. 及雌魚)、紅貓 (雄)、苦槽仔、闊嘴郎. 市售之鰱魚專用餌，或自行炮製之酸性餌料。. ◆水域中、下層。棲息於淺流、淺瀨、深 ◆幼魚雜食性，成魚以肉食性為主，以小魚蝦及流、深潭水域，主支流均有分布。出現於水生昆蟲等為主食。優養化水域。. 手竿浮標釣法. ◆雄魚較常見於平瀨中，雌魚大多潛伏在淵或潭，以逸待勞衝出。. 6. 蚯蚓、市售之魚蟲或香料餌。. 其他.

(16) 表 2.1.1 新店溪魚種基本資料及釣法、釣餌整理表（續一）中文種名. 俗名. 棲息水域. 溪哥仔(幼魚平頜鱲. 習性. 釣餌. ◆溪流中層以上的水面，偶爾可見於平瀨 ◆雜食性偏素食，多為刮食石頭上之藻類等為. 及雌魚)、青貓之中，大多數較常在潭區、水庫或淵中。食，及其他植物碎片及水生植物嫩莖，或追逐掉 (雄)、寬鰭. 釣法. ◆喜好棲息於河川的中游附近，生性活下水中的昆蟲，或捕食水生昆蟲。. 手竿浮標釣法. 蚯蚓、市售之魚蟲或香料餌。. 鱲、日本溪哥潑，具群集特性。 ◆水域中、下層，以富營養水域底泥砂質 ◆雜食性，幼魚多以藻類及浮游生物為食，成魚鯉魚. 鮘仔. 靜水域為主，較少棲息於流水域中。. 偏肉食性，貪食，蜆、螺等都不放過。. ◆河川中、下游與池塘、深潭及水草較多 ◆可於受污染且低溫、低溶氧的水域中存活。. 沈底或手竿釣蚯蚓、小蝦或市售法。. 之鯉魚餌均可。. 的地方為主。 ◆主要棲息於江河、湖泊與水庫的中、下 ◆主攝食泥底及河底之軟體動物，以螺貝類及蚌青魚. 黑溜、草溜. 層水域。. 蜆類為食。. 沈底釣法或浮標釣法。. ◆水流略急而寬廣水域的潭區中、下水 ◆夜行性魚種，肉食性，以嘴挖掘河底之小礫唇. 竹篙頭、真口魚. 、層，底食性，平常大多群游在水域底層。石，吸取螺及水生昆蟲，具有咽齒，可將螺殼咬沈底釣、浮標 ◆大雨過後、洪水暴漲時最為活躍，無法碎。. 釣. 生存於泥底水域。 ◆水域中、上層，河川中、上游及支流與 ◆雜食性，生性凶猛，獵食性強。 ◎臺灣馬口魚. 憨仔魚、一枝主流交會河段中之淺流、淺賴、深潭、潭. 手竿 12-18 尺. 花、山鰱仔. 溪流竿. 尾、潭邊的淺灘以及潭頭較緩流處。 ◆喜涼溫性水，泳力強、善躍游。. 蚯蚓、福壽螺、蜆，或市售之豆餅塊蚯蚓、小蝦、魚蟲或市售之鯉魚餌、葷餌. 蚯蚓、小蝦、溪蟲或市售之魚蟲、香料餌. ◆河川中游較清澈、湍急、高溶氧之淺流、 ◆雜食性，舉凡藻類、水生昆蟲，甚至有機物碎深流、深潭的底層水域中。 ◎臺灣石(魚賓). 石斑、秋斑. 屑和底泥，皆不放過。 ◆由於這種魚脾氣古怪，在刮大風或炙熱的天氣皆不願就餌，惟有天氣晴朗無風時，或雨後水清時，才願意上鉤。. 7. 直感釣法、沈底釣法. 溪蟲或市售香餌. 其他.

(17) 表 2.1.1 新店溪魚種基本資料及釣法、釣餌整理表（續二）中文種名. 俗名. 棲息水域. 習性. 釣法. 釣餌. 其他. ◆成魚可利用淺流、淺瀨、深流及深潭各 ◆雜食性偏草食性，以石頭上之藻類為主食，亦類型水體之中、下層，幼魚則侷限於岸邊攝食落水之昆蟲集水生昆蟲，受驚嚇時，會躲藏緩流或深潭上層；群居於大型底石所形成於石縫中。臺灣鏟頜魚. 苦花、固魚、覆蓋之水體。. 15-21 尺溪流蚯蚓、水中之石蟹. 苦偎、齊口. 竿，直感釣法或土司麵包。. ◆河川上游水質冷而清澈的水域（20℃），藏身於深潭或石縫間，多出現於高冷、清澈、水質佳之溪段。分布以支流為主，主流較少。 ◆迴游性。. ◆主要攝食藻類，如矽藻、藍綠藻等。. 長久以來，香魚是. ◆水域中、上層，清澈乾淨的冷水溪流。 ◆一生：晚秋於河口附近孵化後入海，於沿海一. 新店溪的聯想物，. 帶吃浮游生物過冬。翌年二、三月群集河口，春香魚. 天水溫升高到與海水同溫時，既逆河而上，四、. 魚、年魚、國姓魚. 五月，石頭上長滿水苔，便躲在石頭縫之間，以. 卻因人為環境污友釣法。. 市售之誘魚用香染，幾乎滅絕，近料餌. 年來則有進行「放. 水苔為食度過夏天。秋風吹起時，河水溫度下. 香魚」活動，但香. 降，變順流而下至河口淺灘產卵，結束生命。. 魚盛況已不如從前。. ◆底棲性，主要棲息於水生植物叢生的靜 ◆肉食性，以魚蝦為食，大型成魚亦偏好蛙類。念仔魚、廉鯰魚. 仔、鯤魚、黃骨魚. 水域或緩水流處，無法生存於低溶氧量及 ◆雌魚產卵於水草及石頭上，具黏性。幼魚似蝌受污染之水域。. 蚪，只是多了鬍鬚。. ◆常見於河口、溝渠、溪流、池塘、水庫。 ◆夜行性，白天棲息於底層，夜晚外出覓食。. 8. 沈底直感釣法. 葷餌，如蚯蚓、溪蝦.

(18) 表 2.1.1 新店溪魚種基本資料及釣法、釣餌整理表（續三）中文種名. 俗名. 棲息水域 ◆周緣性淡水魚。降河性洄游魚種。. 鱸鰻. 花鰻、烏耳鰻. 習性 ◆肉食性. 釣法. 釣餌. 其他. 此為珍貴稀有. ◆底棲性，常棲息於低海拔之河川深潭、. 保育類野生動. 水庫、池沼底部亂石中、深海、砂泥底、. 物，請勿違法. 河口淡水、近海沿岸。. 捕捉。. 廣鹽性魚類，可存活於淡水及海水中，對 ◆雜食性，以浮游生物、藻類、水生植物碎屑為吳郭魚、尼羅環境的適應性很強，能耐高鹽度、低溶氧主。尼羅口孵魚. 手竿 12-15 尺水中之青苔或市. 魚、南洋鯽及混濁水，但耐寒力差，適宜生存溫度在 ◆繁殖能力強，生長快速，對疾病的抵抗性高。中硬調性之釣售之魚蟲、腥味餌仔、福壽魚. 竿。. 16-35℃，溫度低於 10℃以下，或高於 40. 料皆可。. ℃以上皆不利生存。對環境的適應性很強，能耐汙染、低溶氧 ◆雜食性，以浮游生物、藻類、水生植物碎屑、及混濁水。吉利慈鯛. 腐植質及小型動物等為食。 ◆不口孵，而是挖掘巢穴產卵，由親魚守衛保. 吉利吳郭魚. 護，一直到幼魚可自由活動才離去。 ◆性兇猛，領域性強，對本土原生魚種造成傷害。. 手竿 12-15 尺水中之青苔或市中硬調性之釣售之魚蟲、腥味餌竿。. 料皆可。. ◆繁殖能力強，生長快速，對疾病的抵抗性高。. 珍珠鯉魚. 珍珠呆. 體型不大（約三個手指寬）、爆發力不強、攝食. 鯉魚的一種，. 慾望強烈，有群集沿岸迴游的習性。. 體型較為肥. 蚯蚓、麥片浸泡香手竿浮標釣法精或市售之香料餌。. 碩、短小 ◆水域下層，河川下游或河口區。尖頭塘鱧. 狗甘仔. 肉食性。. ◆喜歡棲息在水質稍有混淆的環境。. 沈底直感釣法. 9. 蚯蚓、小蝦、小肉片。. 族群數量不多，尤其純淡水生的族群更為罕見。.

(19) 表 2.1.1 新店溪魚種基本資料及釣法、釣餌整理表（續四）中文種名. 俗名. 棲息水域 ◆水域下層。. 習性. 釣法. 釣餌. 其他. ◆肉食性。. ◆急流小而淺的溪段，喜好中、大型的底 ◆屬於山區性魚類，通常與鯝魚、臺灣石(魚賓) 明潭吻鰕虎. 狗甘仔. 石（即卵石和大巨石）。. 或臺灣纓口鰍混棲生活於同一流域。. 手竿直感釣法蚯蚓、小蝦肉、魚. ◆雄魚具有領域性，到了繁殖期，雌魚的腹部會（魚體小）. 蟲。. 呈現亮麗的藍紋。 ◆習慣鑽沙行為。 ◆迴游性。溯河能力強，腹鰭特化成強力 ◆藻食性，以附著在石塊上的藻類為食。日本禿頭鯊. 和尚魚、日本吸盤，因此能吸附在急流區及瀑布。. ◆魚卵與仔魚必須在海洋漂浮一段時間，才會回手竿直感釣法蚯蚓、小蝦肉、魚平日食用的「吻仔. 飄鰭鰕虎. 溯到純淡水域中生活。. ◆喜棲息於河川全段。. （魚體小）. 蟲。. 魚」之一。. ◆水域下層，溪流中、下游流域。 ◆初級淡水魚。. 脂鮠. 淡水河鮠、三角鉤、三角姑. 肉食性，以水生昆蟲、小魚及小蝦等小型動物為. ◆喜歡棲息於河川中上游的清澈水域，性食。嗜水流較大而高溶氧的水層底部棲息。. 沈底直感釣法. ◆白天躲於岩石縫隙中，大多於夜間或洪. 蚯蚓、小蝦、市售之魚蟲。. 水期才出來覓食。 ◆屬降河性洄游魚類，主要棲息於河川底肉食性，以魚蝦及其他大型底棲動物為食。日本鰻. 白鰻. 層與洞穴中。. 沈底直感釣法蝦仁. ◆夜行性。. 野生族群數量遠少於保育類的鱸鰻。. ◆臺灣各河口區與其中、下游皆有其分布。註：◎為臺灣特有種。. 資料來源：整理自 (1) 汪靜明，2003。 (2) 陶天麟，2004。 (3) (4) (5) (6) (7) (8). 10. 李嘉亮，1986、1997、19921、19922。林春吉，20071、20072。葉春暉，1987。陳義雄、方力行，1999。臺灣魚類資料庫：http://fishdb.sinica.edu.tw/。資深釣者訪談。.

(20) 二、新店溪魚種的棲地分布及釣法棲息於新店溪的 23 種魚類因習性不同，反映於空間分布上可觀察到有部分明顯的差異。因棲息水域特性不同，釣法會有不同的方式。以下將空間分布特性分為垂直及水平兩部分討論，並探究釣法上的差異。 1. 垂直分布溪谷水域變化多端，層次的透視計有上層、中層、下層，各種層次皆有不同魚族生存其間，因此下竿前要先分清楚水域的層次。然溪谷水域多變，運用二分法比三分法來的貼切，既分為中上層與中下層兩種。而其分法是根據人的直覺判斷，非標準尺測量，是一種概略的界說（葉春暉，1989）。本研究區的魚類，根據水域層次劃分，棲息於中、上層的包含 5 種，中、下層的則有 16 種（表 2.1.2）。 2. 水平分布若以棲息高度層級區分，可分為苦花域、石斑域、溪哥域和羅漢魚域四種（李嘉聲，1988）。對照河川上、中、下游，苦花域與石斑域通常位於上游地區，或是平地溪流的小支流，溪谷窄小陡峭、落差大、水勢湍急，屬冷水域，除苦花與石斑外，尚包含平鰭鰍、爬岩鰍、臺灣馬口魚、川蝦虎等。溪哥域則分布於河川中游，流速減緩，水量增加，水溫也較高，河底以砂、石為主，淺灘與深潭交互出現，除溪哥外，中游的魚類還包括香魚、竹篙頭、鰻、鯰、沙鰍等。羅漢魚域則為河川下游地區，流水緩慢、河面寬廣，河底多泥質、藻類、雜草，常見有鯉魚、鯽魚、吳郭魚、塘蝨魚，由於靠近都市近郊，大部分已遭受汙染。各階段的魚會混合出現，並非壁壘分明（李嘉聲，1988；李嘉亮，1986）。表 2.1.2 新店溪魚種垂直分布水域層次. 資料來源：作者整理. 魚. 種. 中、上層. 鱅、平頜鱲、臺灣馬口魚、臺灣鏟頜魚（幼魚）、香魚。. 中、下層. 鯽魚、草魚、塘蝨魚、粗首鱲、鯉魚、青魚、唇、臺灣石(魚賓)、臺灣鏟頜魚（成魚）、鯰魚、鱸鰻、尖頭塘鱧、明潭吻鰕虎、日本禿頭鯊、脂鮠、日本鰻。. 11.

(21) 本研究區位於河川中游，碧潭一帶已靠近下游地區，紅河谷以上則接近上游地區，故訪查所得的 23 種魚類，整理出釣者常釣的 7 種魚類，包括：苦花、臺灣石(魚賓)、臺灣馬口魚、溪哥、鯽魚、鮘仔、福壽，再分別由訪查所得分析其各自的分布情況，可窺見在棲息水平分布上略有差異。此差異未來可經由系統說明讓釣者對七種常釣魚種在新店溪分布情況有大致的瞭解。故以下將分別說明此七種魚種於新店溪的分布情況。. 12.

(22) (1) 苦花由圖 2.1.1 可以觀察到苦花在本研究區分布主要範圍為中、上游，包括紅河谷（加九寮溪匯流處）、巨龍山莊，另外青潭溪、磺窟溪及其他支流的匯流口處亦有苦花的分布。. 圖 2.1.1 苦花分布圖. 資料來源：作者自繪. 13.

(23) (2) 臺灣石(魚賓) 由圖 2.1.2 可以觀察到臺灣石(魚賓)在本研究區分布主要範圍為中、上游，包括栗子園、紅河谷、巨龍山莊，另外青潭溪、磺窟溪等支流的匯流口處亦有臺灣石(魚賓)的分布。. 圖 2.1.2 臺灣石(魚賓)分布圖. 資料來源：作者自繪. 14.

(24) (3) 臺灣馬口魚由圖 2.1.3 可以觀察到臺灣馬口魚在本研究區分布主要範圍為中、上游，包括紅河谷，另外青潭溪及其他支流的匯流口處亦有臺灣馬口魚的分布。. 圖 2.1.3 臺灣馬口魚分布圖. 資料來源：作者自繪. 15.

(25) (4) 溪哥由圖 2.1.4 可以觀察到溪哥在本研究區的分布幾乎是處處可見，主要是因為本研究區位於中游段，也就是溪哥主要棲息的範圍。. 圖 2.1.4 溪哥分布圖. 資料來源：作者自繪. 16.

(26) (5) 鯽魚由圖 2.1.5 可以觀察到鯽魚在本研究區分布主要範圍為中、下游地區。常見於較深的水域，例如：印月禪寺、海會寺等廣闊水域，抑或是下游水流平緩區。. 圖 2.1.5 鯽魚分布圖. 資料來源：作者自繪. 17.

(27) (6) 鮘仔由圖 2.1.6 可以觀察到鮘仔在本研究區分布主要範圍為中、下游，南、北勢溪匯流以下。常見於水深廣闊地區，例如：屈尺、濛濛谷、碧潭橋下等。部分會隨翡翠水庫洩洪而沖下，故南、北勢溪匯流處亦可發現其蹤影。. 圖 2.1.6 鮘仔分布圖. 資料來源：作者自繪. 18.

(28) (7) 福壽由圖 2.1.7 可以觀察到福壽在本研究區分布主要範圍為中、下游，常見於碧潭一帶，主要是因為環境適應力強，耐汙染。另外在印月禪寺附近的廣闊水深區域亦為常見。. 圖 2.1.7 福壽分布圖. 資料來源：作者自繪. 19.

(29) 經由以上針對新店溪七種常釣魚種的分布探討後，可整理出自上游到下游水平分布狀況大致呈現出苦花、臺灣石(魚賓)、臺灣馬口魚、溪哥、鯽魚、鮘仔、福壽的棲息地分布順序（表 2.1.3）。本研究區位於中游段呈現多樣化的水域型態，不同的水域型態在釣法上也有差異。水流太急的地方，例如瀨區適合採用直感釣法，此種釣法不用浮標，而是將魚餌沉放至水底，隨渦流送入石洞裡，拋餌時盡量尋找大石後的石蔭處，此法適應急流地形，為專門釣取苦花、石斑的獨特釣法，在山地溪流或支流使用的機會很大（李嘉亮，1992、1986）。平瀨地區魚種繁多，採用浮子釣法，凡使用浮標垂釣均可稱為浮子釣法，和直感釣法是相對立場（葉春暉，1991），竿長以河川流幅而定，約 12-15 臺尺，搭配橄欖型浮標或止水型浮標。止水區的淵或潭垂釣方式採用 15 臺尺以上的長竿子，浮標則以止水型浮標的效果較精確（李嘉亮， 1992）。另外，有一種專門對付香魚的釣法稱之為友釣法，主要是因香魚有據守地盤的習性，發現外來的香魚便會展開驅逐行動，故發明此一釣法。表 2.1.3 新店溪魚種水平分布魚種上游. 苦花. 臺灣石(魚賓). 臺灣馬口魚中游. 溪哥（粗首鱲、平頜鱲）. 鯽魚. 鮘仔. 下游. 福壽. 新店溪分布 . 中、上游。. . 主、支流匯流口。. . 中、上游。. . 主、支流匯流口。. . 中、上游。. . 主、支流匯流口。. . 到處都有。. . 中、下游。. . 深潭、深流。. . 水流平緩處。. . 中、下游。. . 深潭、深流。. . 南、北勢溪匯流。. . 中、下游。. . 深潭、深流。資料來源：作者整理. 20.

(30) 三、環境保育與資源永續利用休閒釣魚活動在歐美國家十分盛行，不論溪釣或是海釣活動，對於釣客的管理與生態環境的維護，相關單位皆有良好的配套政策與管理制度（王威翔，2011）。以下分別由美國與日本對溪釣者所採取的管理垂釣行為分述如下，大致上有禁漁期、禁漁區、漁穫量限制、網目限制、漁具限制以及魚種體型限制等六種方式（林曜松，2011）： 1. 禁漁期：為了使魚類在生殖季不受干擾，禁漁期通常是魚類的繁殖季節。在此期間，除了人工繁殖的目的可以捕捉種魚外，通常不允許捕捉魚類。可對於水域內的所有魚類訂定一個最短的共同禁期，也可能針對某些特別魚種，訂定禁漁期間。不但保護魚類繁殖，也可保護附近植物生長，及水鳥的棲息。 2. 禁漁區：可保護魚類繁殖地。禁漁區的大小和保護的效果呈正相關。 3. 漁獲量限制：既限制每人每天可以捕捉的數量。漁獲量的限制可以緩和捕捉壓力。例如在美國科羅拉多州 Big Thompson 河，當地漁業局規定垂釣者一天至多只能釣二尾鱒魚，而且尺寸不得小於 16 英吋。 4. 網目的限制：為避免捕捉體型過小的魚，或對魚類造成傷害，針對各種手投網、刺網的網目大小，以及釣線粗細，釣鉤大小和釣法均作限制。 5. 漁具限制：禁止使用不合適的漁具，如電擊、毒藥、炸藥或是其他危害性較強的網具或漁法。 6. 體型限制：為了避免尚未成長的魚類被捕捉，通常將體型限制標準設定在可供漁獵活動的適當體型，或是魚類可以繁殖的體型大小，且以雌魚的體型為設定標準依據。體型大小的限制，也會因其生活環境不同而改變。在美國，各州政府規定必須買釣魚證才可以釣魚，釣魚證費用隨各地區、垂釣魚種及垂釣時間長短而有差異。釣魚證費用的收入運用在魚類的研究，包括：魚苗放養、魚類棲地改善、聘用管理魚類人員，以及取締非法捕魚等，以確保溪流中有豐富的魚類。這些保育措施可作為本研究系統設計參考。. 21.

(31) 第二節行動擴增實境發展、設備與應用行動擴增實境並非近年來才興起的技術，本節將針對行動擴增實境的演進過程、設備與技術、教育上的應用、手機端及軟體作回顧，以提供本研究對行動擴增實境的基本認識，並選擇適合的開發平臺。一、行動擴增實境的演進與定義擴增實境可以說是虛擬實境的演變（沈揚庭，2004）。虛擬實境為人造仿真實情境，只存於電腦所模擬的空間中，是一種高科技使用者介面，其中包含即時模擬及互動，經由多種人類感知，包括視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺等(Burdea & Philippe,2003)，讓使用者不自覺地沉浸在電腦所建構的虛擬環境中，使其具有身歷其境的感覺與效果。虛擬實境有三大特性，分別是融入性(Immersion)、互動性(Interaction)與想像性(Imagination)(Burdea & Philippe,2003)。然而虛擬實境有其限制，其一，由於虛擬實境系統的運作需要處理大量的資料，且利用真實圖片、陰影運算、燈光處理等去維持環境的逼真性，因此，在大量建構 3D 模型和虛擬環境方面造成開發成本耗費高和所需開發時間長。在處理貼圖之色彩、光源、紋路的影像方面導致製作過程難度提高，為了保持系統的流暢性，硬體需求的裝備也隨之提高（王義勝，2007）。其次，虛擬實境模擬雖然已經可以接近真實世界的情況，然而因為它完全是被創造出來的世界，所有的情結都是預設的、演練過的，使用者大多只能透過電腦平面螢幕，無法由真實空間角度來觀看，在圖形操作介面部分，使用者利用鍵盤、滑鼠或其他昂貴的儀器設備，而無法具體的直覺操控，這使虛擬世界產生了不真實感。因此，逐漸有越來越多的研究轉而朝擴增實境發展。1968 年第一套擴增實境系統誕生，使用的是光學透視式的頭盔顯示器，但受限於當時電腦運算能力，只能即時呈現簡單的線框(Sutherland,1968)。. 22.

(32) 圖 2.2.1. 真實環境與虛擬環境之集合. 資料來源：Milgram et al.,1994. 擴增實境有別於虛擬實境，擴增實境將真實環境與虛擬環境視為一封閉的集合（Milgram et al.,1994）。如圖 2.2.1 所示，圖的左邊代表完全的真實環境，而圖的右邊代表完全的虛擬環境。在兩端點間的區域則表示真實環境與虛擬環境中的物件同時呈現。Milgram et al.以混合實境(Mixed Reality ,MR)來表示中間這個區域。因此，擴增實境是介於真實與虛擬之間，屬於混合實境類別下的一個類別。擴增實境是一種「虛擬環境」(Virtual Environments)的變化，「虛擬環境」的技術主要是讓使用者置身在電腦模擬實際環境的空間中，使用者無法在此環境中看到週遭的真實世界。相對地，擴增實境讓使用者看到真實的環境，以及重疊或合成於其上的虛擬物件。因此，擴增實境是增進了現實，而非完全取代。 Azuma(1997)提出第一份針對擴增實境的研究，認為其有三項必需的屬性：1.結合真實與虛擬、2.即時性的互動、3.必需在三度空間內。近年來由於普及運算(Ubiquitous Computing)觀念的推波助瀾，擴增實境逐漸從實驗室的環境走向與生活環境相結合的日常生活應用（沈揚庭，2004）。在普及運算與無線通訊快速發展之際，行動裝置的運算能力也越來越強、體積越來越小，於是擴增實境與穿戴式電腦(Wearable Computers)的結合應運而生（游嘉智， 2009 ）。 1997 年戶外的行動擴增實境系統誕生 (mobile augmented reality system,MARS)，使用的設備包含頭戴式透明顯示器、積分定位追蹤器(integral orientation tracker)、差分衛星定位系統(differential GPS)、作為無線傳輸的數位廣播器及手持式電腦，主要功能則為校園導覽(Feiner et al.,1997)。隨後行動擴增實境便開始發展，包括戶外導航(Thomas et al.,1998)、疊加3D物件與超媒體來展現. 23.

(33) 過去建築樣貌(Hollerer et al.,1999)、室外與室內的互動，由室內所指示的路線或標定的目的地，可呈現於戶外行動者的頭盔式顯示器中，室內指揮者亦可看到戶外行動者所看到的畫面(Hollerer et al.,1999)。至1999年第一支內建有GPS的GSM 手機問世，加上Wi-Fi定義，開始有人將行動擴增實境技術搭配在小巧的掌上型 PDA或手機上，例如：2001年的一套文化遺產系統，以希臘奧林匹亞為背景，結合了導航頁面、3D模型的歷史神廟與神像，以及歷史競賽場景 (Vlahakis et al.,2001)。由於此系統的成功運作，之後行動擴增實境於手機端的各種應用開始出現，包括Mozzies射擊蚊子遊戲、利用視覺編碼圖像判識來展現物體資訊(Rohs & Gfeller,2004)、網球遊戲(Henrysson et al.,2005)，2006年Nokia發表了名為Mara 的軟體，可即時將圖片、文字疊加於手機相機鏡頭所呈現的實景上，讓使用者瞭解周遭環境(Nokia Research Center,2010)。相類似的軟體有2008年由Mobilizy所發表的 Wikitude 軟體 (Wikitude,2008) 、 2009 年由 SPRXmobile 發表的 Layar 軟體 (Layar,2009)，均是運作於智慧型手機，並利用到手機內建的GPS、電子羅盤、相機鏡頭等設備，將環境周圍POIs(Point of Interest)資料疊加於經由相機鏡頭捕捉的實景畫面中。行動擴增實境應用與研究越來越多，在Papagiannaki et al.(2008)的研究中，具體指出行動擴增實境有下列四個定義： 1. 在真實環境中結合真實與虛擬物件。 2. 在行動模式中即時運作。 3. 虛擬與真實的物件相互配合。 4. 虛擬的擴增資訊以動態、3D物件為基礎（例如：具互動性、會變形的虛擬角色）。. 24.

(34) 虛擬實境 •Burdea & Philippe,2003： •融入性(Immersion) •互動性(Interaction) •想像性(Imagination). 擴增實境. 行動擴增實境. •Azuma,1997： •結合真實與虛擬。 •即時性的互動。 •必需在三度空間內。. •Papagiannaki et al., 2008： •在真實環境中結合真實與虛擬物件。 •在行動模式中即時運作。 •虛擬與真實的物件相互配合。 •虛擬的擴增資訊以動態、3D物件為基礎。. 圖 2.2.2 行動擴增實境的演進與定義資料來源：Azuma,1997、Burdea & Philippe,2003、Papagiannaki et al., 2008. 經由以上發展歷史與應用回顧可知行動擴增實境的演進與定義如圖2.2.2。而行動擴增實境隨硬體設備及相關技術的更新、配合而發展迅速，依據應用面向與需求不同，硬體設備與技術選擇上也會有不同的考慮。故以下將根據近年來關於行動擴增實境在各研究領域中使用的設備與技術作整理，以作為本研究在選擇系統設備、技術的參考。. 二、行動擴增實境系統的設備、技術行動擴增實境系統運作的基本要素分為三大類：運算設備、無線環境，以及追蹤定位。一個成功的行動擴增實境系統會讓使用者專注於「使用系統」而非「運算設備」，其最終目的是讓使用者感受不到運算設備的存在(Weiser,1991)。因此，以下將分別針對這三項基本要素進行探討，了解其特性，以供本研究建構釣魚行動擴增實境系統的選擇依據。表2.2.1是近年來關於行動擴增實境在各研究中使用的設備與技術整理，以下將依序分析其特性：. 25.

(35) 表2.2.1 行動擴增實境系統的設備與技術行動工作站與可攜式電腦（Mobile Workstation and Wearable PC）平板電腦（Tablet-PC）運算設備. UMPC（Ultra-Mobile PC） PDA（Personal Digital Assistant）智慧型手機（SmartPhone）廣域網路和3G網絡（Wireless WANs and 3G Networking）. 無線環境. 無線區域網路（Wireless Local Area Networks, WLANs）無線個人網路（Wireless Personal Area Networks, WPANs） GPS、GSM、UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）. 追蹤定位. Outside-in and. 視覺標記型（Visual Marker-Based Tracking）. Inside-out Tracking. 無視覺標記型（Visual Markerless Tracking）. 感測器式追蹤（Sensor-Based Tracking）無線區域網路追蹤（Wireless-LAN Tracking）混合式追蹤系統（Hybrid Tracking System）資料來源：整理自Papagiannaki et al., 2008. 1. 運算設備：根據表2.2.1所示，近年來從事行動擴增實境研究使用的運算設備包含行動工作站與可攜式電腦、平板電腦、UMPC、PDA、智慧型手機，以下分別由功能、體積與重量兩方面加以探討，以瞭解各種運算設備的特性。 (1) 功能方面：行動工作站與可攜式電腦以及平板電腦具有較大的螢幕、良好數位展示功能、通訊能力以及鍵盤、手寫板或觸控螢幕，甚至web-camera 等數位紀錄功能（林子又，2008）。UMPC是一種小型的行動電腦，然而因市場定位模糊、高昂的價錢、電池續航時間不足等問題，自2009年成長幾乎呈現停滯（維基百科，2011）。PDA則具無線網路、上網瀏覽、GPS 導航，但是缺乏3D顯示能力，造成擴增實境使用上較為困難(Papagiannaki et al., 2008)。智慧型手機則具備了PDA的功能，可安裝第三方軟體，方便擴充，並內建相機鏡頭，擁有觸控螢幕、通訊功能，使用更便利，功能更完善。 (2) 體積與重量方面：行動工作站與可攜式電腦，體積大、重量重，並不適合. 26.

(36) 戶外休閒活動時攜帶。而平版電腦雖然比行動工作站與可攜式電腦小且輕，但UMPC、PDA、智慧型手機可以在掌上操作，非常輕巧，更適合隨身攜帶與長時間手持使用。 2. 無線環境：第一種廣域網路和3G網絡如全區行動電話服務GSM、CDMA，或是GPRS 以及更快速的3G服務，通常沒有地理區域的限制，但仍須考慮基地臺覆蓋率以及通訊成本（林子又，2008）。第二種無線區域網路(WLANs)最通用的標準是IEEE 定義的802.11系列標準，使用無線電波作為數據傳送的媒介，傳送距離一般為幾十米，範圍較窄。第三種無線個人網路(WPANs)，例如藍芽通訊或是紅外線通訊，是一種範圍更小的無線通信。 3. 追蹤定位： (1) GPS、GSM、UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)：適用於戶外。GPS使用衛星訊號，但容易受建物或樹木遮蔽，影響其訊號接收與準確度。GSM為手機通訊系統，取得容易但準確度較低；UMTS是3G 行動技術，可透過AGPS技術改進手機通訊系統的定位準確度。 (2) Outside-in and Inside-out Tracking：將影像的感應器設置在環境中來定位是Outside-in Tracking，可獲得非常準確的位置。而inside-out Tracking 則是將影像的感應器設置在頭戴式設備上，使用者頭部若有任何的旋轉動作其觀察到的影像就會變化。 2.1 視覺標記型(Visual Marker-Based Tracking)：環境中已知位置放上容易辨識的標誌。 2.2 無視覺標記型(Visual Markerless Tracking)：透過影像辨識技術越來，即時辨別攝影機所拍攝的圖像。 (3) 感測器式追蹤(Sensor-Based Tracking)：利用紅外線LED(Infrared LEDs) 配合紅外線攝影機可以非常準確的取得發光源位置，或使用無線射頻辨識 (RFID)技術。. 27.

(37) (4) 無線區域網路追蹤(Wireless-LAN Tracking)：行動擴增實境系統使用者透過無線網路（如Wi-Fi）來通訊。利用無線基地臺(wireless access points) 的位置與接收訊號強度(signal strength indication,RSSI)，估測所在位置，但準確度不高，太多基地臺也可能造成混亂。 (5) 混合式追蹤系統(Hybrid Tracking System)：使用慣性(inertial)的感測器幫助偵測快速的移動的物體，以補足視覺追蹤系統的缺點。經由以上應用與設備、技術的回顧，可以發現因行動載具的發展，擴增實境從過去以圖形辨別為主，轉變為運用 GPS 定位加上電子羅盤的方式來進行辨別，這意味著擴增實境在新的發展上是使用在行動平臺，也代表必需與行動技術、適地性服務(Location base)、地理資訊(Geo-everything)、雲端技術等結合在一起，形成整合性的架構（朱乙仲，2010）。因此，下一部分將比較現有行動擴增實境於手機端的軟體，以決定適合的開發平臺。. 三、行動擴增實境於教育上的應用擴增實境應用的領域已非常廣泛，包括：商業、廣告、娛樂、教育、醫學等 (Carmigniani et al.,2011)。而應用於教育的研究若以呈現的方式可分為 2D 與 3D 導覽；若依導覽方式也可分為被動式與主動式兩種，以下將分別說明： 1. 以呈現方式區分： (1) 2D 導覽：經由可視化圖樣標誌，在手機上開啟瀏覽器，既能獲得點位位置、距離或資訊。但其需要相當高精確的即時運算，否則容易讓使用者錯過正確的標示地區（馬宗銓、鄭登元，2010），例如博物館導覽，透過行動裝置中的多媒體呈現，包括文字、圖像、聲音，來瞭解相關展覽資訊 (Bruns et al.,2007；Miyashita et al.,2008)。 (1) 3D導覽：近年來擴增實境主要重點在古蹟導覽學習，因其具有古蹟或古文物虛擬重建的可能性，透過逼真3D歷史圖像瞭解古代歷史（張樹安， 2010）。以Egnathia古蹟公園考古遊戲為例，過程中每組分配一臺行動電. 28.

(38) 話和遺跡地圖，按照地圖規劃路徑，並在地圖上標記正確的遺跡地點，藉以培養地理概念和組織訊息的能力。到達地點後，會觸發任務目標，在確認目標位置後，把攝影機對準圖片上的視覺標籤進行標記。完成任務後，可在手機中看到此處的擴增實境3D重建模型(Ardito et al.,2007)。依照不同使用情境或硬體資源，可選用2D或3D的呈現方式。利用2D的方式可以減少硬體運算，但只能呈現簡單的圖示或文字，無法作較為多元的互動，在複雜的場景中，亦容易混淆。而3D的導覽方式可做到多元互動，因具有三度空間特性，可達到遠近、不同角度的效果。然而其限制可能因行動裝置運算能力不足而導致只能顯示粗造的3D模型，或動作不流暢，或因定位準確性不佳而導致物件具浮動感（張樹安，2010）。 2. 以導覽方式區分： (1) 被動式導覽：在過程中，系統並不給予任何方位指示或行程規劃，只有在使用者到達某些特定景點時，才會提供該景點相關的內容介紹（張樹安，2010），上述的博物館導覽既屬此一類型。 (2) 主動式導覽：在一開始，就替使用者規劃完整的導覽行程，並一步步引導使用者到達不同的行程景點（張樹安，2010）。例如 Timewarp 是由德國訊息應用科技研究所開發的一套擴增實境導覽遊戲，藉由擴增實境顯示技術，設計一套符合當地人文的冒險遊戲，並將當地小精靈傳說融入於導覽遊戲中，使遊戲更為在地化，並提供聲音支援，除了補足視覺體驗的不足，並可引導使用者進行非線性遊戲(Iris Herbst et al.,2008)。主動式導覽可看作是被動式導覽的改良版，兩者的共通處在於到達特定景點後都會提供相關的景點介紹與訊息提示，而主動式導覽又比起被動式導覽多加入了「行程規劃」與「景點導航」的功能，讓使用者到達導覽區域後，會有一定的目標與方向，不會迷失於導覽區域中（張樹安，2010）。另外，麻省理工媒體實驗室(MIT Media Lab)的教師教育計劃，將擴增實境技術應用於課程的教學，其中 Outbreak 教學遊戲，是頗具代表性的教學遊戲案. 29.

(39) 例。經由主從伺服器的遊戲架構，透過掌控遊戲執行的主機與 Wi-Fi（無線網路），主機會與使用者手上的行動裝置保持連結，構成完整的連線網路。遊戲期間，玩家必須組成小組，透過共同合作完成任務，每一個玩家的動作，也將影響其他玩家。而其研究結果顯示，擴增實境適用於成人遊戲學習，而效果又優於未加入擴增實境技術的學習遊戲(Liarokapis & Freitas, 2010)。經由上述擴增實境技術應用於教育上的回顧，可以瞭解到若在硬體設備或精確度達一定程度時，3D 將優於 2D 的顯示方式，因其可具備多元互動，並有遠近、角度等特性，相較於 2D 更具真實感。而導覽方式則以主動式優於被動式，因主動式導覽可提供使用者明確的目標與方向，直接帶領使用者體驗值得前往的點位，或是獲取豐富的知識性內容，相較於被動式導覽是較為完整的導覽模式。另外，也可以發現行動擴增實境在教育上的應用常以遊戲方式呈現，因學習過程常可能是枯燥乏味的，透過將課程內容融合於遊戲當中，以有趣、生動的方式呈現，當學習者完成任務的同時，也達到了學習的目的。而 Outbreak 教學遊戲則提供教學模式的另一種可能，運用資訊通訊技術(information and communication technologies)，作為玩家與遊戲系統間訊息傳遞的橋梁，擴展了新型態的導覽互動模式，克服傳統單人遊戲無法情感交流、或只能獲得單人遊戲成就的限制(Iris Herbst et al.,2008)，若透過小組方式也可達到學習共同合作的情意目標。. 四、行動擴增實境應用於手機的軟體因應用範圍不同，目前市面上透過智慧型手機可以下載到的行動擴增實境軟體非常多，較著名的在臺灣包括了由中華電信技術團隊開發的「hiPage 搜 go」、永慶房屋推出的「永慶 HouseFun」、獲得 2009 臺灣通訊大賽冠軍作品「拜拜 online」，在國外則有 Layar、Wikitude、Junaio、TwittARound、Nearest Tube、TAT Augmented ID、SREngine for iPhone，以及美國 Shotzoom 公司於 2010 年 7 月推出的 Golfscape。除了應用程式外，蘋果準備將擴增實境應用在 iPad 裝置上，同時將可能配合可半透明顯示的液晶螢幕使用，並申請專利(Sam Oliver,2011)。由. 30.

(40) 此看來，在未來行動擴增實境技術將有可能朝向更多元化的發展。應用軟體非常多，但提供開發平臺讓使用者客製化在地資訊的只有 Layar、 Wikitude 及 Junaio，其概念類似於 Apple APP store 的平臺，使用者利用其 API 開發相關的 AP 掛在其上，此三套軟體則是利用各自的平臺，將開發的圖層掛在其上，每一圖層相當於一個 AP，圖層中可增加 POIs 資料，因此可以建置許多在地化資訊給一般使用者（朱乙仲，2010）。表 2.2.2 為此三套軟體的比較，以下將分別經由手機端與開發端的比較，討論此三套軟體所具備的功能、特性、開發難易度，以選擇出符合本研究所需特性功能，及適當開發成本的軟體： 1. 手機端：以手機端操作來說，三者所提供的功能相差不遠， POIs 的呈現都能以實景、地圖、列表模式做切換，實景模式中的畫面有雷達圖讓使用者瞭解方位及 POIs 分布狀況，依據距離遠近，POIs 會有大小區別。也都能利用 Google map 作為導航工具，並根據資料多寡設定搜尋範圍，亦可作 POIs 或圖層分享，也可將螢幕所呈現的畫面作截圖，分享給朋友。比較特別的是 Junaio 提供圖卡辨識功能，使用者可以透過圖卡辨識呈現 3D 物件於畫面中，但也因此項功能，Junaio 並非適用於每一款智慧型手機，較舊機型的例如 HTC Magic、Hero、Tattoo、Wildfire 等，以及 Symbian 系統目前無法使用 Junaio。 Wikitude 的特色則在於一打開就有熱門圖層，例如：Wikipedia、Youtube、 Flickr 可選擇，所以可以很快速地知道附近有哪些分享的影片、照片。並提供關鍵字搜尋功能，但此功能所搜尋出來的資訊並不一定實用。 2. 伺服器端： Layar、Wikitude、Junaio 均可讓使用者自行加掛圖層、新增在地化資訊，然而在開發平臺提供的功能、圖層類別、管理方式有所不同，將影響開發成本。因此以下分別依開發介面、圖層樣式與功能、第三方工具，此三方面來討論開發的難易度，以決定適合的開發平臺：. 31.

(41) 表 2.2.2. Layar、Wikitude、Junaio 比較表 Layar. Wikitude. Junaio. Android. O. O. 系. iPhone. O. O. O. 統. Symbian. O. O. X. 實景模式. O. O. O. 地圖模式. O. O. O. 手. 列表模式. O. O. O. 機. 導航. O. O. O. 端. 範圍設定. O. O. O. 圖卡辨識. X. X. O. 適用. O. 其他功能. 1.. 圖層分享。. 1.. POIs 分享。. 1.. 圖層分享。. 2.. 屏幕截圖。. 2.. 屏幕截圖。. 2.. 屏幕截圖。. 3.. 可添加我的最愛圖層，並記錄近. 3.. 一打開就有熱門圖層. 3.. 可添加我的最愛圖層，並記錄. 期使用過的圖層。. 1.. 提供圖層新增、修改、刪除、複. 可選擇。 4.. 提供關鍵字搜尋。. 1.. 提供圖層新增、修. 製、測試、發佈。開發介面. 伺服器. （部分 HTC 無法使用）. 提供圖層錯誤統計。. 3.. 圖層權限、收費設定。. 4.. 提供開發文件、開發者支援專區。. 1.. 1.. 改、刪除、發佈。. 提供圖層新增、修改、刪除、發佈。. 2.. 提供開發文件。. 2.. 提供開發文件、開發者討論區。. 可新增 2D 或 3D 圖層。. 1.. POIs 樣式設定。. 1.. 可新增一般 POIs 圖層，或. 2.. 圖層外觀及 POIs 樣式設定。. 2.. 連結網頁。. 3.. 連結網頁。. 3.. 可加入播放聲音、影. 2.. 可加入圖片、播放聲音、影片。. 圖層樣式. 4.. 可加入播放聲音、影片。. 片。. 3.. 疊加 3D 物件。. 與 POIs 功能. 5.. 疊加 3D 物件。. 4.. 疊加 3D 物件。. 4.. 撥打電話、傳送簡訊、e-mail。. 6.. 撥打電話、傳送簡訊、e-mail。. 5.. 撥打電話、傳送簡. 5.. QR code 或圖卡辨識，並疊加. 7.. 涵蓋及搜尋範圍設定。. 端. 2.. 近期使用過的圖層。. GLUE 圖層。. 訊、e-mail。. 2D 或 3D 物件。 6.. HOPPALA. HOPPALA. buildAR. KML. 第三方. Poistr. ARML. 工具. Poiz. 搜尋範圍設定。. 無. VISAR PorPOIse 資料來源：作者整理. 32.

(42) (1) 開發介面：三者在圖層管理部分，都提供開發者可以對圖層作新增、修改、刪除、發佈等動作。而 Layar 在圖層管理部分有更多功能，包含複製圖層、直接在開發平臺或手機端測試尚未發佈的圖層，並作錯誤統計；還可設定圖層的管理權限，也可針對是否採取收費以及收費標準做設定。開發環境的部分都提供開發者文件、範例以供參考。Layar 則附有開發者支援專區，開發者可進行發問、找尋解決方法、提供最新資訊、錯誤回報、提供建議。Junaio 則另有開發者討論區，同樣可提供開發者發問、找尋解決方法，但 Layar 所提供的開發者支援專區中分類較清楚，並有 Layar 人員回應。 (2) 圖層樣式與 POIs 功能：對於每個圖層或 POIs 的外觀，三者都可做簡單的設定。POIs 除了可增加文字描述外，附加功能也都差不多，可以做 3D 物件的加疊、網頁連結、播放影片、聲音，撥打電話、傳送簡訊、e-mail 等。搜尋範圍功能，Layar 及 Junaio 可以在開發平臺先設定資料搜尋的範圍，以及此功能是否在圖層開啟前先顯示，以供使用者作設定。Layar 另外在搜尋方式上，提供五種介面可以讓開發者針對圖層資料特性做選擇。 Junaio 新圖層的種類分為兩種，一種為 POIs 圖層，用來呈現各種點資料，GLUE 圖層則是用來做 QR code 或圖卡判識，以呈現相對應的物件，此為 Junaio 特有的圖層。Layar 則將圖層種類分為 2D 與 3D，分開來管理。 (3) 第三方工具： Layar 與 Wikitude 都有第三方工具連結，使開發者不一定需要撰寫程式的能力，就可以將在地資訊上傳至雲端伺服器。不須撰寫程式、不須架式伺服器、資料庫，大大節省了開發時間與成本。HOPPALA 為 Layar 與 Wikitude 均可連結的第三方工具，提供了在 Google map 上輕鬆增加 POIs，並針對 POIs 可附加的功能，例如播放影片、聲音、連結網頁、撥打電話…等，都可作設. 33.