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作者:葉欲 (2000-07-13),核可:徐業良 (2000-07-20)
附註:本文為八十八學年度元智大學機械工程研究所葉欲君碩士論文第五章。

三維虛擬設計環境之研究成果與未來發展

5.1 三維虛擬設計環境之研究成果

本研究的執行,起自對虛擬實境相關研究的探討、經虛擬實境軟硬體的選用、虛擬設計場景的建立、設計者使用介面的設計以及系統整合的測試,已建立一個以三度空間顯示設計物件之虛擬設計環境的基礎。其具體成果有下列幾項:

1. 虛擬設計場景的建立

利用3D Studio MAX繪圖軟體建立所需之實體模型,經轉換格式後匯入所選用的World Up虛擬實境軟體,建構與真實環境相仿之虛擬設計環境。至於設計物件的建立,則可以其他繪圖軟體建立之,如Solid WorkAuto CAD等,僅需將其轉換為3DS格式即可匯入場景中。

針對虛擬場景採現後所產生畫格速率的問題,除提升硬體效能外,在軟體方面則採用平面貼圖組合方式改善。該方法試圖以平面簡單構造搭配貼圖,組合成一實體物件,藉由其具極少Polygon的特性提升虛擬場景採現的品質。

2. 設計者使用介面設計

設計者使用介面設計乃以空間追蹤器為核心,其取代頭盔之追蹤器並搭配使用,設計成為空間移動裝置,亦取代資料手套之追蹤器,搭配設計成為設計者與設計物件的互動裝置。

此外,程式的撰寫也是此項工作的重點之一,在此階段工作中,利用程式完成視點歸位的功能,以求進行模擬之方便性﹔利用碰撞檢測的概念,引發控制盤按鈕改變狀態及設計物件比例的改變等事件,達到人與設計物件互動的效果。

3. 相關研究之技術文件的保存

在研究的過程中,研究人員在其中所獲得的經驗與技術,是除研究成果的價值的外另一項重要資產。將經驗與技術層面的知識,整理成為書面的資料,其可提供往後研究人員在研究上的重要參考文件。

5.2 三維虛擬設計環境之未來發展

透過三維虛擬設計環境的系統整合測試,顯示出此系統以具有一虛擬設計環境的基礎,也同時引發出此系統所存在的問題。以下則藉由問題之所在說明未來發展的主要方向。

1. 模擬進行之穩定度的提升

在系統整合測試中,產生空間追蹤器位移與旋轉的改變量並非具穩定變化的現象。此現象對於以空間追蹤器為設計中心的設計者使用介面,勢必造成設計者在虛擬設計環境中行為不穩定的影響。因此在這方面的未來工作,則是針對影響空間追蹤器穩定與靈敏兩方面的因素,做進一步的研究與探討。

2. 設計者與設計物件直接互動關係的建立

在已完成之設計者與設計物件的互動中,乃以手部模型碰觸控制盤的按鈕來完成碰撞行為,並且引發設計物件比例改變的事件發生。此互動關係對設計者與設計物件而言,仍為間接互動的關係。

因此在互動關係方面的未來發展,將朝向設計者直接與設計物件具行為的產生,而引發出設計物件所應有的事件,例如利用手指邊界與設計物件的碰撞檢測,判斷物件是否被抓取。

3. 虛擬設計環境之多設計者參與化與網路化

虛擬設計環境之多設計者參與化與網路化,乃以本研究之三維虛擬設計環境為基礎,亦是本研究發展的遠程目標。多位設計者同時參與設計之設計環境,設計者可依據其在不同位置、角度所觀察之設計物件,與其他設計者做設計概念上的溝通,此外亦要強調設計者之間的資料共享與互動關係。

此外,針對設計者無法在同一設計空間從事設計與溝通時,則可藉由遠端網路來傳遞訊息與資料,以達到在同一設計環境中從事設計工作與共享該環境中的資料。

由上述的說明可知,模擬進行之穩定及設計者與設計物件具更直接互動關係的建立,是為三維虛擬設計環境未來發展主要訴求。而多設計者參與之虛擬設計環境與虛擬設計環境網路化則為發展之中程與遠程目標。