虚拟实境于际路之运用

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1、97/0703虛擬實境環境中符號訊息與感官訊息之整合IntegratingPerceptualandSymbolicInformationinVRJayBolter,LarryF.Hodges,ThomasMeyer,&AlisonNichols,1995GeorgiaInstituteofTechnology虛擬實境(VirtualReality)可以算得上是一項因應電腦技術演進而創生的新興技術，由於使用到相當多的電腦繪圖與數學運算，因此在1994年以前虛擬實境的軟體僅僅只能在工作站級的電腦上執行，隨著網際網路的普遍與資訊工業的發達，虛擬實境漸漸出現於一般的個人電腦上，同時以VRML(

2、Virtualrealitymodelinglanguage)所撰寫的首頁(Homepage)也逐漸活躍於網際網路，然而，大量的資料與圖形運算工作致使畫面切換速率(Framerate)緩慢，無法即時反應所造成感官失真的問題，始終困擾著VR的發展，如何簡化運算、提高速度，使VR能夠真正的藉由個人電腦與網際網路達到普及的運用是目前最重要的課題，本報告首先回顧虛擬實境的意義與內涵，並介紹在虛擬實境環境中符號訊息(SymbolicInformation)與感官訊息(PerceptualInformation)之整合運用，以及目前國內學術單位於虛擬實境方面之相關研究。一、虛擬實境之內涵虛擬實境(V

3、irtualReality)簡稱VR，最早的發展起源於1962年，由於VR屬於應用工程，同時也蘊含著相當濃厚地商業氣息，因此直到近幾年才逐漸受到學術界的重視，正式的研究論文出現在1992年(Tooltoamplifythemind“Hamilton,1992”)，最初的研究目標是設定在醫學工程與教育工程的方向，直到1993年IEEE正式組織一個專門研究VR的研討會，之後VR進入了蓬勃發展的階段。簡單的說VR就是利用模擬器(微電腦系統)模擬出與真實環境相仿的視覺影像與音效，並且利用檢測器感測人體的生理反應回饋至模擬器，使得人機之間產生一個即時的(Real-time)互動關係，因此虛擬實境的

4、內涵包含了三項精神，分別是：想像空間Imagination、互動關係Interaction、與身歷其境Immersion(Burdea,1993)。圖一、虛擬實境之內涵597/0703其中想像空間Imagination與互動關係Interaction兩項決定了身歷其境Immersion的實際成效，同時也決定了整個虛擬實境的在應用上的空間，然而想像空間Imagination可以藉由軟硬體設施的輔助來完成，目前有許多這方面的研究；至於互動關係Interaction則需要一個完善、即時的介面環境，將硬體的機械平台與虛擬實境軟體兩者作一連結，此一介面環境必須要能提供雙向的通訊管道，使得硬體與軟體

5、間的訊息傳遞模式同時具備發訊與收訊的功能，並且能夠滿足人類感官機能(如畫面切換率、物體表面性質…等)，以達成完整的互動關係。二、感官訊息與符號訊息虛擬實境的目標向來以重現感官知能為主，然而，感官知能在視覺方面不論是以圖像式(Graphicbased)或是影像式(Imagebased)方式來表達，在訊息的輸入、輸出上由於需要相當龐大的資料儲存與運算才能完整的表示一個事件(Event)，大大的降低了整體的速度，例如圖二所示之以多邊形(Polygons)與頂點(Vertices)所建構的手背圖像，為了提昇表面的平滑性質，因此需要以大量的多邊形表現，同時為了表現其真實感必需加上光影(Shade)

6、，才能滿足使用者在視覺感官上的需求，感受到手背的平滑性與真實感，然而大量的多邊形與光影使得資料量與運算工作量激增，嚴重的降低整體效率；諸如此類的問題使得一些VR軟體在早期只能運用在工作站級的電腦上，無法以PC執行而降低了其應用層面。在本篇期刊論文中作者提出一項創新的構想—將符號訊息融入VR中，使得VR能夠以VRML的方式存在於網際網路上。295Vertices307Polygons2446Vertices2429Polygons圖二、手背圖像模型雖然人類的思考模式是趨向感官式思考，然而符號式的思考往往具備了明確、快速的特性，這與感官的模糊渾沌有極大的差異，同時符號式的訊息在資料量上具備簡

7、潔不佔空間以及可以直接利用微電腦系統運算、儲存的特性，因此若能將符號訊息融入VR597/0703的環境中，則能夠提供更為快速與更為簡潔的使用環境，正如同一般以VRML所撰寫的網際網路百貨公司一樣(圖三)或是旅遊導覽系統，符號式的訊息可以利用一個按鈕或是一個下拉是功能表達到功能的選擇，幫助使用者能夠快速的找到想要觀察的景觀，與想要到達的場景，在圖三的左側有許多的按鈕，這些都是所謂的符號式訊息，當使用者按下其中一個按鈕時，便能快速的將虛