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V R vs A RQ A * 擴增實境 (Augmented Reality, AR) 虛擬與實境的無限延伸 國家高速電腦中心 -- 林昀德 (尚毅) lsi@.tw V R 虛擬實境 虛擬實境(Virtual Reality)就是將現有的聲音、影像、繪圖、文字、等技術加以整合與改良，讓使用者能夠有「身歷其境(Immersed)」的感覺。提供一個對照真實場景的VE(Virtual Environment)，讓使用者能夠在家就能體驗到親自到現場的經驗。 虛擬實境系統最大的特色是在於其互動性及其即時的反應，當應用在設計上，可讓設計者或客戶隨心所欲地自行操作電腦，從任何角度位置，全方位地觀看設計成品，甚至即時修改，應用在其他方面的結果更是令人嘆為觀止。 虛擬實境要能達到這樣的境界，具有三個要素（3〝I〞）：融入（Immersion）、互動（Interaction）及想像（Imagination），缺一不可。 ? 近年來，利用虛擬實境技術，操作者僅需要在一個特殊的空間內，即能感受到真實情況下的音訊、影像、運動等情景，並與此虛擬場景有互動式的反應，讓使用者完全融入於此一模擬真實情況的環境中。 ??????? 虛擬實境的技術也被廣泛運用在不同領域，眾所周知的飛行模擬器（Flight Simulator）可算是現階段虛擬實境技術最完整的發揮，且已廣泛應用於飛行訓練中，然而其成本卻相當昂貴。市面上號稱虛擬實境電玩機台和軟體也逐漸增多，此為虛擬實境技術商業上最廣泛的應用。除此外，虛擬實境技術在各種專業領域的應用及發展也逐漸增加，一方面是由於虛擬實境軟體功能的增強，更重要的是以個人電腦（PC）為主的虛擬實境系統在價格上較低，更能獲得各行各業所認同。 以下是VR應用的一些領域： 1.娛樂 2.教育 3.訓練 4.醫學 5.設計 6.商業 7.簡報 8.軍事 9.太空 10.藝術 11.監控 12.科學視覺化 13.聽覺評估 14.刑事調查 15.網路應用 虛擬世界即是由電腦所構建出來的模擬真實世界，依據不同的視覺產生方式（Visualization）及使用設備的不同，可區分為以下幾大類： 1. 桌上型虛擬實境（Desktop VR） 為最經濟的虛擬實境系統，通常使用滑鼠、軌跡球、搖桿等設備做為輸入設備，並以一般個人電腦螢幕為輸出。從虛擬實境3I的觀點來看，並無法達到融入的效果。 2. 模擬型虛擬實境（Simulator VR） 讓使用者在一特定的的操作環境中使用，以模擬操控真實機器的感受。一般應用在駕駛、飛行等訓練上，為最早發展出來的虛擬實境系統。 3. 投射型虛擬實境（Projection VR） 使用大型投射螢幕配合數個投影機及立體聲音輸出裝置，將整個場景在使用者的周圍投影出來，形成一個環場的場景。 4. 融入型虛擬實境（Immersion VR） 為所有虛擬實境系統中最昂貴、感覺最真實者。系統中需配有特定的輸出、入設備如頭盔顯示器（Head Mounted Display，HMD）、3D滑鼠（Fly Mouse）、追蹤器（Tracker）或資料手套（Data Glove）、立體聲音裝置、感官輸出裝置等，讓使用者可以有完全融入的感覺。 虛擬實境依據系統的建構方式分為下列三大類： 1. 物件式（Geometry-based VR或稱Graphic-based VR） ??????? 利用3D Model建構軟體（如AutoCAD、3D Studio、WaveFront、TrueSpace、Pro/E）建構我們所需的虛擬場景。利用虛擬軟體的編輯等功能，給予不同的物件不同的特性，甚至結合特定的裝置達到不同層次的互動效果。(如 : CSCV) 2. 影像式（Image-based VR） ??????? 為解決利用物件方式建構的虛擬實境系統會有顯像速度的問題。這個技術分為兩大部份，一個為虛擬環境的遊走，另一則是從各種角度觀看特定物件。 (如 : IvI) 3. 混合式（Hybrid VR） ??????? 如同影像式虛擬實境一樣，先對一360度的場景拍攝多張的影像，透過影像處理的技巧將其縫合成「全景照片」。縫合之後，便可依我們的意思，在場景中加入原本不屬於原場景中的物件，更可透過簡單的程式設計（如Java、JavaScript、VRMLScript等），來設定物件的特性給予行為命令。 虛擬實境依據硬體可分為視覺、聽覺、觸覺及其他感覺。 1. 視覺的虛擬實境 頭戴式顯示器簡單說就是有立體顯示器，空間定位器及耳機的頭盔，依其原理有可分三類： 1. 陰極射線管（CRT）式：利用小型