智齡設計—擴增實境簡介
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神奇新科技－擴增實境、虛擬實境前言 |
報導／王淨萱
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釐清使用者與場域的問題，是發想prototype很重要的步驟。在上周臺灣大學土木系康仕仲老師介紹CEP/CFP常用的paper prototype發想方法後，今天將由大同大學工業設計系的王明旭老師帶同學重新釐清場域問題，先發想十個觀察到的場域問題，再逐步限縮擬定明確的三大解決方向，為接下來製作CEP/CFP奠定良好的基礎。
在延續專案討論的進度前，課程先安排世新大學數位多媒體設計系的陳俊廷老師，與同學介紹擴增實境的概念與實際的應用案例。希望新興的科技視野能打開同學對於專案的想像，若是覺得這樣的科技實務對於專案有幫助，也歡迎同學踴躍報名世新大學的擴增實境工作坊，把這種新銳科技技術帶回家。 擴增實境(AR)與虛擬實境（VR） |
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陳俊廷教授一開場便詢問同學有沒有聽過擴增實境？很多人都會問，虛擬實境跟擴增實境有什麼不一樣呢？在開始解釋這些問題之前，先讓大家體驗一下這些科技要怎麼玩。
老師拿出了一本繪本，再拿出手機，打開APP把畫面投影在牆上，此時手機感應了繪本中的特殊圖示，在手機畫面當中，文字就飛了起來，裡面的圖片也動了起來，加上豐富的聲光效果，這本繪本彷彿活了過來，讀者進入了侏羅紀世界，恐龍一隻隻的活過來跑到故事書外頭。
說完繪本，老師拿出另一個像是x戰警裡面才會出現的大眼鏡，把手機掛在眼鏡上，接著開啟APP以後選單就會出現在眼前，用旋轉頭的方式對應到畫面中的對應位置，確認選單後按ENTER鍵，然後就會進入一個虛擬的畫面，如同我們從瞳孔一路進入到大腦中再到神經元上，過程中讓人彷彿身入其境。
這兩項產品，其實就已經回答了剛開始的問題，簡單來說，虛擬實境和擴增實境的差別在於：
陳俊廷老師拿出google的街景服務做範例，老師拿出自己之前出去玩拍的環景照片，只要把手機拿在手上旋轉就可以看到當時環境的每個角度。接著，陳俊廷老師現場示範，環景APP只要在拍照的過程中對照每個橘色圓圈圈對應到圈圈裡面就可以拍出環景的效果，然後360度不斷旋轉位移，就可以不漏死角的慢慢捕捉到四周環境，最後拼湊出一個虛擬實境般、360度的環景體驗。
老師拿出了一本繪本，再拿出手機，打開APP把畫面投影在牆上，此時手機感應了繪本中的特殊圖示，在手機畫面當中，文字就飛了起來，裡面的圖片也動了起來，加上豐富的聲光效果，這本繪本彷彿活了過來，讀者進入了侏羅紀世界，恐龍一隻隻的活過來跑到故事書外頭。
說完繪本，老師拿出另一個像是x戰警裡面才會出現的大眼鏡，把手機掛在眼鏡上，接著開啟APP以後選單就會出現在眼前，用旋轉頭的方式對應到畫面中的對應位置，確認選單後按ENTER鍵，然後就會進入一個虛擬的畫面，如同我們從瞳孔一路進入到大腦中再到神經元上，過程中讓人彷彿身入其境。
這兩項產品，其實就已經回答了剛開始的問題，簡單來說，虛擬實境和擴增實境的差別在於：
- 擴增實境：把現實和虛擬的東西結合。
- 虛擬實境：人要戴上特殊配備才看得到。
陳俊廷老師拿出google的街景服務做範例，老師拿出自己之前出去玩拍的環景照片，只要把手機拿在手上旋轉就可以看到當時環境的每個角度。接著，陳俊廷老師現場示範，環景APP只要在拍照的過程中對照每個橘色圓圈圈對應到圈圈裡面就可以拍出環景的效果，然後360度不斷旋轉位移，就可以不漏死角的慢慢捕捉到四周環境，最後拼湊出一個虛擬實境般、360度的環景體驗。
虛擬實境(VR)的概念及特徵
簡稱VR技術,也稱人工環境, 是利用電腦模擬產生一個三度 空間的虛擬世界,提供使用者 關於視覺、聽覺、觸覺等感官 的模擬,讓使用者如同身歷其 境一般,可以及時、沒有限制 地觀察三度空間內的事物。當使用者進行位置移動時,電腦 可以立即進行複雜的運算,將 精確的三維世界影像傳回產生 臨場感。該技術整合了電腦圖 形、電腦仿真、人工智慧、感 應、顯示及網路並列處理等技 術的最新發展成果,是一種由 電腦技術輔助生成的高技術模擬系統。
技術角度來看有三個基本特徵:即三個「I」 immersion-interaction-imagination(沉浸—互動—構 想),它強調了在虛擬系統中的人的主導作用。 在過去，人只能從電腦系統的外部去觀測處理的結果，逐步發展到人能夠沉浸到電腦系統所建立的環境中，有非常大的差異。
試想，過去只能通過鍵盤、滑鼠，與計算環境中的單維數字資訊發生作用，到能夠用多種傳感器與 多維資訊的環境發生互動作用，中間是一段非常長的發展歷程。 而這些都是從以定量計算為主的結果中啟發， 進而加深對事物的認識，到人有可能從定性、定量、綜合、整合的環境中得到感知和理性的認識，從而深化概念和萌發新意。
技術角度來看有三個基本特徵:即三個「I」 immersion-interaction-imagination(沉浸—互動—構 想),它強調了在虛擬系統中的人的主導作用。 在過去，人只能從電腦系統的外部去觀測處理的結果，逐步發展到人能夠沉浸到電腦系統所建立的環境中，有非常大的差異。
試想，過去只能通過鍵盤、滑鼠，與計算環境中的單維數字資訊發生作用，到能夠用多種傳感器與 多維資訊的環境發生互動作用，中間是一段非常長的發展歷程。 而這些都是從以定量計算為主的結果中啟發， 進而加深對事物的認識，到人有可能從定性、定量、綜合、整合的環境中得到感知和理性的認識，從而深化概念和萌發新意。
AR的基本概念
這是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度 並加上相應圖像的技術,這種技術的目標 是在螢幕上把虛擬世界套在現實世界並進行互動。 隨著隨身電子產品運算能力的提升,預期 擴增實境的用途將會越來越廣。
北卡大學羅納德·阿祖瑪(RonaldAzuma) 於1997年提出,擴增實境包括三個方面：將虛擬物與現實結合、即時互動與三維。1994年保羅·米爾格拉姆(Paul Milgram)和岸 野文郎(Fumio Kishino)提出的現實-虛擬連 續性(Milgram's Reality-Virtuality Continuum)。 將真實環境和虛擬環境分別作為連續統的 兩端,位於它們中間的被稱為「混合實境 (Mixed Reality)」。其中靠近真實環境的是 擴增實境(Augmented Reality),靠近虛擬環 境的則是擴增虛境(Augmented Virtuality)。
陳俊廷老師進一步舉例來說，例如有人會穿上配備，變成一位修車師傅，然後和真實的環境結合，投影在畫面當中。醫學領域在教授解剖學的時候，也可以應用虛擬實境的技術，將骨骼、肌肉投影在畫面上，然後利用3D投影的方式，突破2D平面所做不到的事情，讓教學可以更加生動。
講解到此，陳俊廷教授再次問學生，所以什麼是AR？什麼是ＶＲ？藉由定義的說明及舉例，學生簡單的歸納出：虛擬實境是真的加假的，擴增實境則全是假的。
北卡大學羅納德·阿祖瑪(RonaldAzuma) 於1997年提出,擴增實境包括三個方面：將虛擬物與現實結合、即時互動與三維。1994年保羅·米爾格拉姆(Paul Milgram)和岸 野文郎(Fumio Kishino)提出的現實-虛擬連 續性(Milgram's Reality-Virtuality Continuum)。 將真實環境和虛擬環境分別作為連續統的 兩端,位於它們中間的被稱為「混合實境 (Mixed Reality)」。其中靠近真實環境的是 擴增實境(Augmented Reality),靠近虛擬環 境的則是擴增虛境(Augmented Virtuality)。
陳俊廷老師進一步舉例來說，例如有人會穿上配備，變成一位修車師傅，然後和真實的環境結合，投影在畫面當中。醫學領域在教授解剖學的時候，也可以應用虛擬實境的技術，將骨骼、肌肉投影在畫面上，然後利用3D投影的方式，突破2D平面所做不到的事情，讓教學可以更加生動。
講解到此，陳俊廷教授再次問學生，所以什麼是AR？什麼是ＶＲ？藉由定義的說明及舉例，學生簡單的歸納出：虛擬實境是真的加假的，擴增實境則全是假的。
未來市場與可能
擴增實境和虛擬實境技術剛起步，市場還有很大的潛力，因此要是未來想要發展這塊領域或者結合這項技術的產品，未來都有很好的發展。
在預測實境技術2020年的產值當中，預估AR技術佔了1200億，另外VR佔了300億元，可以應用到的區塊包含內容方向（有遊戲、電視電影、醫療健康、教育、社交等等）、硬體產品的部分（頭戴式產品、輸入型設備、圖卡、攝錄影機、線上購物平台）、軟體平台或者傳輸服務的部分（有內容創作平台、數錄影機和傳輸的軟體、電玩引擎軟體、統計分析軟體、B2B或者企業專用的軟體以及檔案總管和壓縮的軟體等）。
各家廠牌都爭相切入市場，舉凡facebook、微軟、google、canon、go pro、sony、三星和HTC等等都積極的在研發，VR和AR的市場已經進入戰國時代。不單只有科技公司，很多非科技相關的公司或者品牌，看到這塊大餅，也紛紛開始投資，例如迪士尼、KPCB、intel、HBO、MARVEL等等。
那科技界的大佬呢？他們也不是省油的燈，APPLE則是收購相關公司，另外amazon也開始在研發這項技術，沈睡的巨人即將甦醒。在未來，AR技術將大舉入侵我們的生活，例如以手機為載體的APP應用、切入兒童市場的AR早教產品，或是結合AR技術的車載系統將成為汽車標準配備。
老師分享自身的經驗，為了讓自己的小朋友喜歡閱讀，家長添購了很多繪本。繪本需要靠自己的想像把文字和圖片結合，現在有AR的技術讓這些繪本活過來，東西就會浮現在眼前，把故事變得更加有趣。
陳老師展示了市面上已經生產的擴增實境產品，每一個市價都上萬元。不過老師也透露，同學如果有興趣可以自行DIY簡易版本，只要利用厚紙板、凸透鏡、磁鐵，然後把手機放上去，就可以完成一副簡易的顯示器。
在預測實境技術2020年的產值當中，預估AR技術佔了1200億，另外VR佔了300億元，可以應用到的區塊包含內容方向（有遊戲、電視電影、醫療健康、教育、社交等等）、硬體產品的部分（頭戴式產品、輸入型設備、圖卡、攝錄影機、線上購物平台）、軟體平台或者傳輸服務的部分（有內容創作平台、數錄影機和傳輸的軟體、電玩引擎軟體、統計分析軟體、B2B或者企業專用的軟體以及檔案總管和壓縮的軟體等）。
各家廠牌都爭相切入市場，舉凡facebook、微軟、google、canon、go pro、sony、三星和HTC等等都積極的在研發，VR和AR的市場已經進入戰國時代。不單只有科技公司，很多非科技相關的公司或者品牌，看到這塊大餅，也紛紛開始投資，例如迪士尼、KPCB、intel、HBO、MARVEL等等。
那科技界的大佬呢？他們也不是省油的燈，APPLE則是收購相關公司，另外amazon也開始在研發這項技術，沈睡的巨人即將甦醒。在未來，AR技術將大舉入侵我們的生活，例如以手機為載體的APP應用、切入兒童市場的AR早教產品，或是結合AR技術的車載系統將成為汽車標準配備。
老師分享自身的經驗，為了讓自己的小朋友喜歡閱讀，家長添購了很多繪本。繪本需要靠自己的想像把文字和圖片結合，現在有AR的技術讓這些繪本活過來，東西就會浮現在眼前，把故事變得更加有趣。
陳老師展示了市面上已經生產的擴增實境產品，每一個市價都上萬元。不過老師也透露，同學如果有興趣可以自行DIY簡易版本，只要利用厚紙板、凸透鏡、磁鐵，然後把手機放上去，就可以完成一副簡易的顯示器。
應用案例與注意事項
現在市場上已有許多運用虛擬實境與擴增實境的應用案例，老師透過影片的方式讓同學一一瞭解並加以討論。
例如春晚的舞台特效，舞台上的舞者隨著音樂出現在好多不同地方，手一揮跑出好多蝴蝶，讓畫面充滿科技美感又不失真實感，並且也有虛擬的吉祥物和主持人互動，讓觀眾更投入表演。
陳俊廷老師表示過去的技術是把錄好的東西播映出來，但是問題是這樣沒辦法即時對應到時間，利用AR的技術後，現在可以有一個人穿上有關節偵測的衣服，配合主持人說的話扭動身體，操控吉祥物。
或者是這個google project tango，行人戴上AR，邊走路平板就會紀錄路程和定位，不只是平面上而是連高度都可以監測，一步一步把環境記錄下來，這樣未來想要到一個地方，他就可以套用在擴增實境上面，直接輸現在眼前導覽位置。或者是google眼鏡的發想：駕駛戴上眼鏡，畫面會對應到道路上的特定符號，就可以即刻顯示文字或者圖示在眼前。
不知道自己家裡要擺什麼家具嗎？沒關係，只要拿出IKEA的手機APP，就可以把家具融入畫面當中，拍照下來就知道和家裡合不合適了。
還有可以隨身攜帶的口袋動物園，運用手機AR技術讓動物從識字卡中跑出來，與孩子在學習的過程中添增更多樂趣。這樣的技術還可以製作專屬的小叮噹影片，只要在繪本上面塗好顏色，手機APP對應到，就可以把畫面變成立體的景象投影在畫面上，個人專屬小叮噹就活過來了。
這些有趣的應用案例讓同學看的目不轉睛，也對這項科技新技術充滿好奇心。陳老師提醒太長期使用虛擬實境和擴增實境，很可能會讓眼壓升高，造成青光眼。但如何將元素要融入環境去做互動，會是很好的發想開端。
世新大學資管系彭偉慶同學表示，他之前只有上過概略性的課程，大概知道擴增實境的內容，今天聽完課程後有更了解一點。臺灣大學心理系陳奕凱表示，他之前有修擴增實境的課，也曾到相關場域實習，今天的課程是他很有興趣的，但是並不是每個使用者或者是場域都適合這樣的技術，以他們的專案主題來說，就不太適合。臺灣大學土木系葉承翰同學也表示他覺得這樣的技術可以做出讓人眼睛一亮的設計，但成本問題需要再考量。
例如春晚的舞台特效，舞台上的舞者隨著音樂出現在好多不同地方，手一揮跑出好多蝴蝶，讓畫面充滿科技美感又不失真實感，並且也有虛擬的吉祥物和主持人互動，讓觀眾更投入表演。
陳俊廷老師表示過去的技術是把錄好的東西播映出來，但是問題是這樣沒辦法即時對應到時間，利用AR的技術後，現在可以有一個人穿上有關節偵測的衣服，配合主持人說的話扭動身體，操控吉祥物。
或者是這個google project tango，行人戴上AR，邊走路平板就會紀錄路程和定位，不只是平面上而是連高度都可以監測，一步一步把環境記錄下來，這樣未來想要到一個地方，他就可以套用在擴增實境上面，直接輸現在眼前導覽位置。或者是google眼鏡的發想：駕駛戴上眼鏡，畫面會對應到道路上的特定符號，就可以即刻顯示文字或者圖示在眼前。
不知道自己家裡要擺什麼家具嗎？沒關係，只要拿出IKEA的手機APP，就可以把家具融入畫面當中，拍照下來就知道和家裡合不合適了。
還有可以隨身攜帶的口袋動物園，運用手機AR技術讓動物從識字卡中跑出來，與孩子在學習的過程中添增更多樂趣。這樣的技術還可以製作專屬的小叮噹影片，只要在繪本上面塗好顏色，手機APP對應到，就可以把畫面變成立體的景象投影在畫面上，個人專屬小叮噹就活過來了。
這些有趣的應用案例讓同學看的目不轉睛，也對這項科技新技術充滿好奇心。陳老師提醒太長期使用虛擬實境和擴增實境，很可能會讓眼壓升高，造成青光眼。但如何將元素要融入環境去做互動，會是很好的發想開端。
世新大學資管系彭偉慶同學表示，他之前只有上過概略性的課程，大概知道擴增實境的內容，今天聽完課程後有更了解一點。臺灣大學心理系陳奕凱表示，他之前有修擴增實境的課，也曾到相關場域實習，今天的課程是他很有興趣的，但是並不是每個使用者或者是場域都適合這樣的技術，以他們的專案主題來說，就不太適合。臺灣大學土木系葉承翰同學也表示他覺得這樣的技術可以做出讓人眼睛一亮的設計，但成本問題需要再考量。
Q&A時間
Q:開發產品需要多少人力和精力？
A:前面提到的工作坊，工作坊只給兩天的時間就要生出來一個擴增實境的產品，有專門的軟體可以套用效果，不過要是需要更細膩的作品，就需要花更多時間進行在技術上面研發
Q:擴增實境和虛擬實境的市場？
A:擴增實境相對虛擬實境還要大，因為擴增的應用性比較高，所以比重比較大，不過未來虛擬實境的技術更成熟的話或許市場會更成熟，不過畢竟長時間使用下來會對眼睛造成負擔，所以還是有它的極限。但是現階段這項技術還剛起步，要切入都會是很好得發展。
Q:這項技術要進入醫療產業的話，可以有什麼規劃？或者政府會有什麼限制？
A:醫療是比較嚴謹的區塊，所以技術上面還需要更加成熟，那物來或許對應到訓練醫師開刀或者
Q:有沒有可能擴增實境的技術可以延展到用手在畫面前就可以操控？
A:這項技術是可以做到的，手的部分可以戴可感測的手套，這在很久以前就有開發，不過當時因為受限於封閉環境，和器具都很昂貴，所以開發性不高。
Q:要把ＡＲ和ＶＲ融入更多生活上的應用的話，有什麼限制？
A:例如從使用性和功能性來切入的話，能夠做的事情很多，不過一旦牽扯到安全性或者個人隱私，那就有更多需要考量的地方。
Q:有一些網路上有在衣服店裡面就有可以虛擬試穿衣服的東西，這樣的技術現階段有嗎？
A:有的，例如xbox裡面就有遊戲可以把鏡頭照在自己身上，然後就能夠把虛擬的東西投影在畫面上面，看起來就很像是在穿戴東西。
A:前面提到的工作坊，工作坊只給兩天的時間就要生出來一個擴增實境的產品，有專門的軟體可以套用效果，不過要是需要更細膩的作品，就需要花更多時間進行在技術上面研發
Q:擴增實境和虛擬實境的市場？
A:擴增實境相對虛擬實境還要大，因為擴增的應用性比較高，所以比重比較大，不過未來虛擬實境的技術更成熟的話或許市場會更成熟，不過畢竟長時間使用下來會對眼睛造成負擔，所以還是有它的極限。但是現階段這項技術還剛起步，要切入都會是很好得發展。
Q:這項技術要進入醫療產業的話，可以有什麼規劃？或者政府會有什麼限制？
A:醫療是比較嚴謹的區塊，所以技術上面還需要更加成熟，那物來或許對應到訓練醫師開刀或者
Q:有沒有可能擴增實境的技術可以延展到用手在畫面前就可以操控？
A:這項技術是可以做到的，手的部分可以戴可感測的手套，這在很久以前就有開發，不過當時因為受限於封閉環境，和器具都很昂貴，所以開發性不高。
Q:要把ＡＲ和ＶＲ融入更多生活上的應用的話，有什麼限制？
A:例如從使用性和功能性來切入的話，能夠做的事情很多，不過一旦牽扯到安全性或者個人隱私，那就有更多需要考量的地方。
Q:有一些網路上有在衣服店裡面就有可以虛擬試穿衣服的東西，這樣的技術現階段有嗎？
A:有的，例如xbox裡面就有遊戲可以把鏡頭照在自己身上，然後就能夠把虛擬的東西投影在畫面上面，看起來就很像是在穿戴東西。
