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第五章 虛擬實境的分類

致遠管理學院資訊管理學系授課老師：謝慧民九十二學年度第一學期

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本章分類內容 5-1-1 桌上型虛擬實境 (Desktop VR ， world on window) 5-1-2 包含深入式 (Immersion VR) 5-1-3 投射式虛擬實境 (Project R) 5-1-4 模擬型虛擬實境 (Simulation VR) 5-1-5 洞穴 (C.A.V.E) 5-1-6 網路上的 VRML vs SIMNET 5-1-7 分散式虛擬實境 5-1-8 虛擬電傳 5-1-9 Quicktime VR

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分類 將虛擬實境系統分類是一件吃力不討好的工作，每個

專家有自己的想法、意見，而且將系統分類難免會有遺珠之憾，有些系統不知如何分類，就像抽刀斷水水自流的情形一樣。在這裡，我經過歸納了許多資料，粗淺的將系統分成這幾大點 : 一、簡易桌上型。二、包裹深入型。三、投射型。四、完全模擬型。五、電傳展示。六、網路型。七、分散式。八、 QuickTime VR 。九、洞穴。

這九大類基本的原理都相同，應用上則需要因地制宜，人數眾多的場地投射形是最佳的選擇 ; 而簡易桌上型增 不需要再費極大的成本就能讓人暢遊在虛擬空間中。

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1. 簡易桌上型 從一般的 3D 電腦遊戲像 ID software 出品的毀滅

戰士或 Sega Saturn 的 VR 快打可以了解這種系統的運作方法，好像在房間中透過一扇窗戶探索外面世界或是在車子裡面看著窗外的景象。所以這類形有時稱做桌上型或是從窗戶看天下 (Window on World) 。

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1. 簡易桌上型 這個系統之組成份子大致上是和一般電腦系統相

同只是多了一些三組的互動裝置，跟其它系統比較起來算是蠻經濟的。但是在使用上的效果沒有包含深入型來的好。

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2. 包含深入型 HMD 的出現讓影像顯出系統跨出了一大步 ;

HMD使得虛擬實境之場景看的更加真實，在許多高級系統的使用中都使用 HMD ，使將 HMD 快變成虛擬實境的同義名詞。

這套系統跟簡易桌上型的最大差異在顯示裝置利用 HMD代替了螢幕，而有些不是利用HMD 而是利用頭盔當作視覺系統。

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3. 投射型 這是利用特殊的 3

D立體投影機將左右影像投射到螢幕，而使用人利用偏光鏡來產生立體感，其他方面跟前面所描述的相同。

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4. 模擬型 這套系統通常都用在模擬飛行上，在不久的將來也會應用在汽車駕照的考試上面。這套系統把模擬的物品應用的唯妙唯肖，像模擬機艙的景象、物品和空間大小，當然這樣花費的成本是不在話下，不過跟實際模擬飛行所花的錢，相比較還是小巫見大巫來得便宜的多，一架 F-16．美國通用製作的單價要三千多萬美金。如果不小心試飛失敗那些損失及維修的成本，相較之下模擬機還是來得便宜的很多。

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5. 洞穴 這有點顯示三百六十度電影的作法，將影像

打入人所能看到的視線範圍內。 " 這種系統通常是建立一個密閉空間幾幾台顯示器讓使用者在裏面使用，因為人們的視野並不是只有前方而已，還涵蓋了四週，利用這樣可以把影像的視野放大看待。

這樣做的好處很多，可以免去頭盔的束縛及補足單一畫面丟掉的視野。不過由於視野角多的原因，所以計算速度得加快，硬體的需求就比較大。

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6. 虛擬電傳 這跟電傳視訊類似，只不過不只能看

能聽而已，還能夠指揮機器人做事，這方面在核能電廠的維修上做了蠻多的，未來的科技在準備發展電傳手術(TeleSurgeon) 。醫生在千里之外遙控機器人開刀，美國太空機器人來維修衛星或執行太空任務，而目前戰鬥飛行員只要在地面遙控飛機，就可以讓戰鬥機深入敵區殺敵於遠方。

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7. 網路 VR 網路型虛擬實境是藉由網路連接南北各地不同

地區的使用人員，而這些使用者透過網路及主機電腦溶入於一個互動的虛擬環境中，在這個環境中可以和其他人交換訊息產生互動，關於網路 VR ，最著名的算是 Simnet ，美國國防部利用這套系統，讓散佈在各地的軍事單位利用虛擬戰場環境，做了一場電腦軍事演習。而隨著 Internet 在網路上的風行。

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7. 網路 VR 虛擬實境之使用要求也漸漸甚囂而上，於是 Ma

rk spece等人連同一些電腦專家發展出在 Internet 上使用的 VR語言 VRML(Virtual Reality Modeling Language) 這套語言是以全球資訊網 (World Wide Web) 的標準 (HTML)為主，發展出 VRML l.0版，隨著一些電腦廠商的介入及爪哇帶來的震撼。在 VRML 2.0版的標準建立之前，紛紛推出自己公司的標準來競爭 VRML2.0的標準格式。像是微軟 (Microsoft) 的 Active VRML及視算 (SGI) 的 Moving VRML 。

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8. 分散式虛擬實境(Distrubation VR DIS)

分散式系統是由於電腦 CPU速度不夠快，無法立即的產生反應訊息。有鑑於此而發展出 DIS ，現實生活中，如果用一匹馬車來拖貨物時，發生馬力量不夠，拉不動貨物時，大家都會很直覺的再加一匹馬。同樣的一顆 CPU速度不夠快時，就再加上一顆 CPU來處理，只不過加一匹馬的原理結構較單純，只是把繩子將馬跟貨物連接，而多加一顆 CPU來處裡計算分折的程序可就複雜多了，這樣的系統組合較複雜，而且維修上問題也比較多。

隨著 CPU速度加快和多顆 CPU組合的運算速度可以匹配時，這套系統可能會如電影主角淡出 VR舞臺。

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9.Quick Time VR 這是 APPLE公司所發展出來的 VR 系統，它是利用許多不同地點拍的照片來和成立體影像，利用連續播放的原理來造成動態感覺。

這套系統並不是利用立刻描劃 (Render) ，而是利用照相播放的原理，跟一般 VR 系統有很大的不同。現在這套系統已往發展了Window及Mac版，很多建築及展示上都可以看到它的影子。

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性能比較及特性整理 比較東西便不便宜是沒有太大意義的，因為隨

著時間和空間得改變會破壞既有的現實規則，像以前的資訊和現在的古董，臺灣的一桶水和沙漠的一杯水 -等等。同樣的利用人來比較東西好壞也是不客觀的，這會隨著人週期變化心情 而產生很大的差異。

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性能比較及特性整理 最著名的例子是影像處理中試著去判斷出一個 <

好的影像 >。這牽涉了很多人的主觀意識，於是只好做一些問卷調查圈選出最好的、好、可、像、最像的單一選擇題。這是沒有辦法中的辦法，同樣的虛擬實境的性能比較表也是在這個情形下發展出來的，利用觀賞使用者來判斷三大要素 -沉迷度、互動性、想像力的給分．以這三大要素為主軸畫出三角雷達圖形，這圖形的面積越大也就代表著效果最好，性能越佳。由於是利用人的主觀意識來評分，所以會有失客觀，這部份保留給大家來討論。

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虛擬實境系統特性比較1. 簡易桌上型 :容易普及，從勢強勁。2. 包含深入式 : 令人著迷，大有可為。3. 投射幕式 :範圍廣大，眾人共享。4. 模擬型 :高級用品，貴族享受。5. 洞穴式 :沒有負擔的立體視覺音響效果6. 電傳模擬 :電腦和通訊得完美結合。7. 網路 VR:隨著國際網路的風行而大放異彩。8. 分散式 VR:實驗室的最愛。9. QUICK TIME VR:現在實用性最高。