影像與識別2000,Vol.6,No.2漫談3D電腦繪圖與虛擬實境假若真時真亦假－漫談3D電腦繪圖與虛擬實境（VR）資策會多媒體實驗室「影像與圖形」計畫協同計畫主持人張文村前言電腦時代的來臨帶給社會莫大的衝擊，不論是企業組織或是家庭用戶都能感受到它的魅力。而在這電子世界中，3D電腦繪圖（ComputerGraphics）以及所謂的虛擬實境（VirtualReality），使得人們用真實的感官去體驗經過設計的虛假「經驗」或是「感覺」，而這種所謂的「模擬真實」將對於生活的各個層面造成爆炸性的衝擊。因此本文便針對3D電腦繪圖以及所謂的虛擬實境等相關資訊，作一簡要介紹；同時亦對於資策會多媒體實驗室相關的研發技術成果，藉此機會推廣。3D電腦繪圖基本上電腦繪圖為設計與工程應用領域應用上（例如CAD／CAM、DesktopPublishing、DataVisualization等）的首要核心技術，亦為啟發近代計算機科學與資訊技術趨勢之先驅。而現今電腦繪圖之主要發展趨勢與應用涵蓋了3D視覺化、虛擬實境、模擬訓練以及動畫等。這些應用領域更涉及了各行各業的實際作業範疇，例如模擬訓練，如汽車模擬駕駛訓練，對於交通工具安全方面便又相當大的助益（操作畫面見圖一所示）；另外動畫對於娛樂事業（電影、廣告等）亦有另一種表現方式。到底電腦繪圖對於哪些領域上做了貢獻？以下便就這些應用作一簡要說明。電腦輔助設計／製造：近年來政府推動工程自動化，因此相關業者因應市場的走向，開始朝向精密化的趨勢發展，如何控制成本以及進度，便是業者著重的目標，尤其在一個產品形成之前，如何能在設計師與業者間充分達到共識，一個即時展現的產品雛形是需要的（見圖二左所示）。構建雛形除了是表達產品意念之外，另一種功用便是預估分析之用，一般而言，製作一樣原型必須耗費相當多的財力與時間，因此電腦繪圖可以取代製作原型之作業，改由電腦模擬展現與分析。資料視覺化：就一般人為讀取訊息的過程之中，圖形訊息的擷取比文字訊息的擷取更能在短時間內吸收，這就是資料視覺化的基本原理。基本7影像與識別2000,Vol.6,No.2漫談3D電腦繪圖與虛擬實境上視覺化分析早已在科學界以及部份工業界大量運用：例如醫學斷層討描等、生態環境（如臭氧層厚度）分析等，其主要技術為即時繪圖（平面／立體）、統計分析以及相關領域計算公式，以圖二右為例，便是顯示在某一地區電視收訊狀況的分布圖，除了表示訊號強度狀況（以顏色表示）之外，另外以一2D平面地圖輔助說明其區域性。圖一：模擬駕駛訓練場景圖二：產品雛形展現範例（左）、資料視覺化範例（右）模擬訓練：近年來，許多電腦技術逐漸大量應用於日常訓練、醫療工程、軍方戰爭模擬訓練與模擬遊戲上。在這種擬真的環境下，使用者猶如置身於真實的環境中，進而產生三度空間之立體感與互動式效果。因此，模擬訓練系統之主要目的，在於輔助現有教學與訓練不足之處，使學員更有身歷其境之感覺，期能提高教學之成效。此外，將模擬訓練器應用8影像與識別2000,Vol.6,No.2漫談3D電腦繪圖與虛擬實境於娛樂界，更能感受到電玩族之喜愛。動畫製作：看過「侏儸紀公園」的人，對於電影中許多恐龍飛奔而過的景象仍然記憶猶新吧？那就是電腦動畫的傑作。基本上動畫是由一組組連續靜態的圖片，以人眼無法察覺間歇狀態的速度（至少每秒15個畫面以上，一般為24~30個畫面）播放。因此動畫是靜態電腦繪圖的延伸。現今由於電影製作技術發達，以及消費群眾的視覺需求逐漸變大，傳統電影製作方式已經落伍了，取而代之的便是電腦動畫。由於電影特殊效果的製作是屬於後期作業，因此不必顧慮即時性展現的因素，反而可以提升製作的品質。圖三為交通大學應用藝術所製作有關新竹東門城文化短片之動畫片段，短短的幾分鐘內，將新竹東門城的建築作業，動態完整地表達出來，各項物件的模型建立（如城牆、城門、樑柱等），以及其運動軌跡（如屋樑的延伸走向以及磚瓦的鋪設等），都必須有一個完整的腳本以及鏡頭運用規劃，方能將電腦動畫所提供出來的震撼發揮到淋漓盡致的程度。圖三：新竹東門城動畫片段虛擬實境（VirtualReality）所謂的「虛擬實境」就中文或英文名稱上便可以看出一些端倪：就中文名稱而言，便...
