107年擴增實境

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智齡聯盟跨領域人才培育課程模組 -107 年優化版

擴增實境

陳俊廷 助理教授 世新大學 數位多媒體設計學系 X 閔其慰 兼任講師 世新大學 廣播電視電影學系

本教材內容採用創用 CC ,「姓名標示 - 非商業性 - 相同方式分享」 3.0 台灣授權條款。


目錄

03 概述 04 模組規劃 06 實施步驟及內容 06 單元一:擴增實境的應用 08 單元二:擴增實境的體驗 13 單元三:錄影攝製與影視製作 19 單元四: AR 實作與影片拍攝 22 實際案例 -AR 生活 X 擴增實境工作坊 22 學生成果花絮 27 建議及注意事項 28 模組開發與應用

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擴增實境 陳俊廷 助理教授 世新大學 多媒體設計學系

開發教師

X

閔其慰 兼任講師 世新大學 廣播電視電影學系

概述 模組簡介 虛 實 結 合, 創 造 不 一 樣 的感 官 經 驗!透過擴增實境,用全新的角度 看 世 界 !擴 增 實 境 介 於 「真 實 世 界」與「虛擬世界」的概念,也就 是 將 真 實世 界 的 圖 片 、 素材 和 資 料 , 與 電腦 裡 的 虛 擬 世 界加 以 結 合,產生出複合式的影像,這樣簡 單的概念,讓使用者不但可以看到 真實

世界的景象及虛擬世界的元素,同 時還創造出許多令人驚豔的互動。 本課程模組為技術類型的 R 模組, 主要教導學員透過擴增實境之基礎 能力結合自身專業,進而協助學員 解決問題或規劃、設計滿足需求的 方案,並於進一步加以實際執行, 強化人機之間的互動性

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模組目標 瞭解虛擬實境與擴增實境的基本概念 實際操作擴增實境的應用 瞭解擴增實境的未來發展 跨領域合作

教學時數 本模組包括四個單元,總計教學時數為 9 小時。 單元⼀:擴增實境的應用( 1.5 小時) 單元⼆:擴增實境的實作( 1.5 小時) 單元三:錄影攝製與影視製作( 3.0 小時) 單元四:擴增實境實作與影片拍攝( 3.0 小時)

適⽤學習者

適用課程

本模組適用之學習者為對於

本模組以擴增實境應用為核心,教 導擴增實境於工作、教學與生活等 等應用,適合資訊應用相關課程。

「擴增實境」應用議題有興 趣的老師、學生及工作者, 不限科系。

應用場域 年長者居家照護、教學、各 項展示應用等等。

預期效益 提升學員對擴增實境開發與應用的 興趣,供學員修習進階課程,及未 來參與相關產業的基礎。

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模組規劃 教學理念 採⽤以學習者為中⼼的參與式學習,培養學⽣ 發揮⾃⾝專業、跨領域合作的能⼒,並且以雙 教師協同教學,引導學⽣以設計思考流程,從 概念發想、情境分析、實境拍攝到技術後製, 讓學⽣組成跨領域的⼩組,分享、討論、分析 不同觀點,共同製作可行性方案。 在此過程中,教師的⾓⾊並⾮傳統教學直接給 予學⽣知識或解答,⽽是透過雙教師不同專業 領域的對話及實際操作,觸發與引導學⽣學習 辨識問題、思考問題、解決問題的⽅法。

課程時間 總時數 9 小時 四個單元

學生人數 本模組學生為 28 位,共分為 5 組, 每組皆為跨領域組 成。

模組大綱 單元一:擴增實境的應用( 1.5 時數) 建立擴增實境基本知識概念及特色,介紹其應用及未來發展,體認擴增 實境對日常生活的影響,並針對 AR 專題製作進行說明與實作練習。

單元二:擴增實境的體驗( 1.5 時數) 透過顯示器體驗,讓感官直接有效性的模擬感受,藉由體驗的結果,增 加學員對於 AR 應用的聯結、累積與建構。

單元三:錄影攝製與影視製作( 3 時數) 認識攝影專業設備及功能,培養學員觀察體驗的覺知並進行影視製作。

單元四: AR 實作與影片拍攝( 3 時數) 將敘事、影視製作及擴增實境技術結合,使用世新大學攝影棚進行模擬 情境拍攝作業,透過後製將 AR 技術融入團隊作品。 5


課程規劃 場域洽談 本模組單元四「 AR 實作與影片拍攝」為實境拍攝體驗教學,需提前 確認適合的時段及場域,經討論後將使用世新大學攝影棚作為實境 拍攝場域。

學生成果評量方式 本模組之成果評量為學生組隊提出企劃書,透過情境分析、行銷策 略、實境拍攝及後製整合能力創造出擴增實境之應用作品,並透過評 審團從內容適切性、技術可行性、創意性、報告表達及團隊精神展現 等項目提供回饋。

教學師資及人員 授課教師: 2 位 教學助理: 10 位

擔任課程規劃、教學活動設計、授課及引 導討論。 協助課程規劃、體驗擴增實境顯示器及相 關軟硬體教學,負責團隊輔導及團隊聯繫 等工作。

評審: 4 位

針對團隊之成果,提供專業建議及輔導。

工作人員: 7 位

協助課程攝影紀錄、體驗穿戴式裝置及相 關軟硬體教學,負責團隊輔導。

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實施步驟及內容 單元規劃 1.5 HR

1.5 HR

3 HR

3 HR

擴增實境的 應用

擴增實境的 實作

錄影攝製與 影視製作

AR 實作與影 片拍攝

單元一

單元二

單元三

單元四

本課程為技術模組,透過雙導師引導,促進團隊跨領域合作、討論及解 決問題,並透過實境場域進行 AR 之模擬實作及應用。課程包含四個單 元,以 T 型工作坊的雙教師協同教學形式,交融運 ⽤講授法、體驗式教 學法、討論法、合作學習等教學⽅法。

單元一:擴增實境的應用 教學方法 講授法,由教師先以簡報⽅式,概述本課程的目標、 主軸,講授虛擬實境系統特徵及 AR 定義概念及應用 等知識,建⽴基本的專業內涵。

目標 建立擴增實境 之基本知識概 念及應用發 展。

教學內容 虛擬實境 (Virtual Reality)

時間 2 HR

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,可以即時、沒有限 制地觀察三度空間內的事物。 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。 7

場地 電腦教室 器材 投影機、麥克 風


虛擬實境系統特徵

(Milgram's Reality-Virtuality Continuum) 。 將真實環境和虛擬環境分別作為連 續系統的兩端,位於它們中間的部 分被稱為「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) 。

技術角度來看有三個「 I 」基本特 徵 immersion-interactionimagination 沉浸 - 互動 - 構想強 調虛擬系統中的人的主導作用。 以前只能從電腦系統外觀測處理結 果,現在能夠沉浸到電腦系統所建 立的環境中,過去只能用鍵盤、滑 鼠與計算環境中單維度的數字資訊 發生作用,到現在能夠用多種感測 器與多維度資訊的環境進行互動。 過去只能以定量計算為主的結果 中,啟發從而加深對事物的認識, 到現今可以從定性和定量整合的環 境中,得到感知和理性的認識。

擴增實境的應用

AR 的基本概念 一種實地即時計算攝影機影像的位 置及角度,並加上相對映的圖像技 術,這種技術的目標是在螢幕上, 將虛擬世界套用在現實世界並進行 互動。 隨著隨身電子產品運算能力提升, 預期擴增實境的用途將會越來越 廣。

專用顯示器

擴增實境的定義 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

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目標 實際 體 驗擴 增實境之 顯 示器,以 體 認擴增實境 對日常 生活 的影響。 時間 2 HR 場地 M306 電腦教室

單元二:擴增實境的體驗

教學方法

體驗式教學法、講授法。請學員體驗 3D 擴增實境 app 互動書及 3D 虛擬實境眼鏡 Google Cardboard ,讓感官直接有效性的模擬感受,透過 主動參與體驗了解擴增實境對於生活的改變性及影 響性,並藉由體驗的結果,增加學員對於 AR 應用的 聯結、累積與建構,再由教師實境模擬 AR 之生活應 用範例。

教學內容 擴增實境代表作

器材 投影機、麥 克風

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擴增實境應用

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擴增實境應用 愛爾蘭 Project Esper AR App AR 解剖的 App ,揮揮手就能學人體結構 解剖學,可能是難以展現的一堂課,來自愛爾蘭的 3D4Medical 公司 推出一款 AR App 計畫「 Project Esper 」,使用者可以透過手勢互 動,就能觀察與學習人體的器官構造。

參考網址: https://3d4medical.com/lab

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擴增實境應用 美麗人身 Lite App 穿在時尚模特兒身上的衣服每件都好看,穿在自己身上是什麼樣子呢? 透過內建的模版衣服與鞋子套件等等,輕鬆穿上身。

參考網址: https://itunes.apple.com/tw/app/%E7%BE%8E%E9%BA%97%E4%BA %BA%E8%BA%ABlite-%E5%A6%B3%E7%9A %84%E6%99%82%E5%B0%9A%E6%9B%B4%E8%A1%A3%E5%AE 12 %A4-%E8%90%AC%E7%A8%AE%E9%80%A0%E5%9E%8B


顯示器之說明及使用 虛擬實境眼鏡

Google Cardboard 是個簡易型 的 3D 虛擬實境眼鏡,只需簡單 用紙板組裝,搭配 Android 手機 與相容的 App 就能打造 3D 虛擬 實境體驗,實際配戴雙眼觀看的 效果就會像是右圖的原理,透過 分割手機螢幕與配合鏡片,讓人 雙眼接收影像達成 3D 效果,同 時配合陀螺儀與磁鐵配件,做到 體感的互動感受。

說明虛擬實境體驗裝置時,首先 由教師示範穿戴的步驟及方式, 再選取一名學員體驗虛擬眼鏡, 最後以小組為單位,請助教協助 學員穿戴裝置體驗。

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單元三:錄影攝製與影視製作 教學方法 講授 法,由 教師 先以簡 報 ⽅ 式引 言本課程的 目 標、 主 軸, 重 點認識 攝影專業設 備、功能及 道 具,讓學員理解視覺運作的原理,培養學員透過 觀察力紀錄生活,透過團隊交流互動急輔導,引 導學 員將「 敘事 」理 念 融入 攝製及創新設計方 案,增加美學價值。

教學內容 隨手哪些器材可以錄影?

目標 認識攝影專業 設備及功能, 培養學員觀察 體驗的能力。 時間 3 HR

單眼相機 微單 FULL HD 錄影畫質的類單眼相機 FULL HD 錄影畫質的傻瓜相機 (DC) FULL HD 錄影畫質的手機 其他業餘或專業型攝影機 FULL HD vs 2K

場地 M305 課程教 室 M306 電腦教 室

器材 投影機、麥克 風 單眼、打板器

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鏡頭語言 大特寫 (Extreme Close Up, ECU) ● 細部特寫 ● 表現人物的細微表現與內心 狀態 ● 有壓迫、緊張、內心層面的 感受 特寫 ( Close Up, CU) ● 以人像為例,約為肩部以上 之臉部 ● 強調臉部表情或肢體動作 ● 有壓迫、緊張、內心層面的 感受 中景 (Medium Shot, MS) ● 以人像為例,約為膝蓋或腰 部以上 ● 一般狀況為此 SIZE 全景 (Full Shot, FS) ● 以人像為例,約為全身或大 於全身 ● 多半為交代人物與場景或其 他人物之間關係使用 遠景 (Long Shot, LS) ● 指拍攝該場景的寬廣畫面 ● 多半為轉場時為交代該場之 環境背景使用 ● 或是”確定鏡頭“使用

大遠景 (Extreme Long Shot, ELS) ● 指拍攝該場景的超大寬廣畫 面,如高樓的遠眺拍出整個北 市 ● 多半為轉場時為交代該場之環 境背景使用 仰角鏡頭 ● 以低角度仰角拍攝物體 ● 強化被攝物的尊崇與至高感, 如拍攝皇帝 俯角鏡頭 ● 以高角度俯角拍攝物體 ● 強化被攝物的卑微與弱小,如 拍攝乞丐 拉近 (Zoom In, ZI) ● 運用變焦鏡頭拉遠 (Zoom Out, ZO) ● 運用變焦鏡頭 ● 將鏡頭從近小 zoom out 至遠 大 ( 望遠推到廣角 ) ● 被攝物由大變小 ● 通常表現於內心戲,帶領觀眾 漸漸進出演員內心,進入整個 大環境或周遭人事之間 ● 快速 zoom out 有帶領觀眾 “了解人物與環境關係”的意 涵,如早期武打片

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垂直搖攝 (Tilt) ● 攝影機腳架不動,栓開雲台 上的旋鈕,攝影機上下垂直 搖動拍攝 ● 分為” Tilt Up” 和” Tilt Down” ● 例如拍攝大樓的高聳、或是 男人打量女人的主觀鏡頭 移動鏡頭─ Truck ● 攝影機腳架上裝輪子,或是 放在軌道平台上,將攝影機 左移或右移或以弧型方式移 動 (arc) ● 通常是橫移跟隨演員或是帶 領觀眾進入另一個空間 ● 攝影師也可以利 用” steadicam” 來做所有 移動鏡頭動作

移動鏡頭─ Dolly ● 攝影機腳架上裝輪子,或是 放在軌道平台上,將攝影機 向拍攝方向推進或拉遠 ● 分為” Dolly In” 和” Dolly Out” ● Dolly 與 zoom 的差 別, dolly 不至於改變景 深,比較像肉眼的感 受, zoom 會改變景深,比 較有視覺的警覺感受 水平搖攝 (Pan) ● 攝影機腳架不動,栓開雲台 上的旋鈕,攝影機左右平行 搖動拍攝 ● 分為” Pan Right” 和” Pan Left” ● 人物走動時做常使用的跟拍 方式 ● 或是帶領觀眾去看演員關注 的地方、事情即將發生的地 方

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單元四: AR 實作與影片拍攝 教學方法 目標 透過實作,學 習敘事、影視 製作及擴增實 境技術結合支 運用 時間 2 HR 場地 T201 攝影棚 M306 電腦教室

器材 投影機、麥克 風

體驗式教學法、討論法、合作學習法。本單元以 團隊分組進行,針對作品進行企劃敘事、情境分 析及創意內容等跨域討論,並於攝影棚進行情境 拍攝體驗、操作,再由教師、助教輔導團隊將擴 增實境技術結合於團隊作品,強化人機之間的互 動性。

教學方法 步驟一: 開啟 Aursma , 點選其標誌

步驟二: 點選「 + 」開始製作。

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實際案例 「 AR 生活 X 擴增實境工作坊」 學生成果花絮

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學生成果花絮

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學生成果花絮

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學生成果花絮

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學生成果花絮 105 學年度世新大學數媒系畢業專題製作傑出作品: Sassa 是一款繪本結合 AR (擴增實境)再融合手機遊戲的作品。玩 家可透過遊戲去體驗小女孩的冒險故事,其中繪本穿插 AR 讓讀者有 小小互動,而根據遊戲結果不同則會發展出不同的劇情走向。

Sassa 的介紹與粉絲專頁 https://www.facebook.com/Sassa2016/

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建議及注意事項 本模組教材移轉請參考教育部補助 105 年度智慧生活人才整合性人才 培育計畫「智齡聯盟」穿戴式裝置模組實作手冊意之處)

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模組開發與應用 2017 年教材應用 本課程教材應用於下列演講與課程,獲得相當多的迴響,其中包括: 臺北醫學大學教師成長社群演講 肝病防治基金會演講 德明財經科技大學資訊管理系碩士班專題演講 德明財經科技大學會計資訊系演講 世新大學產業碩士專班 世新大學資訊管理系電腦與資訊科技 世新大學數位多媒體設計系計算機概論 世新大學數位多媒體設計系虛擬實境與擴增實境 台北市東鴻扶輪社 106 學年度國立臺北商業大學國中技職類科多媒體應用體驗學習營 中國文化大學機械學系 中國文化大學資訊工程學系 中國文化大學教學資源中心 新光醫院 25 週年慶暨第 17 屆藥劑部學術研討會 - 雲端科技應用於 教學工作坊 臺灣藥事論壇「藥事人員線上繼續教育」

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Note

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Note

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智齡聯盟課程模組系列

擴增實境模組 開發教師:陳俊廷 助理教授(世新大學數媒系) 閔其慰 兼任講師(世新大學廣電系) 開發學校:世新大學 原屬課程:電腦與資訊科技 內容編輯:陳俊廷 助理教授(世新大學數媒系) 閔其慰 兼任講師(世新大學廣電系) 陳育亮 教授

(世新大學資管系)

版面設計:楊哲玟 ( 臺大土木工程學系 ) 排版格式:林喬茵 ( 臺灣大學智活中心 ) 開發時間 / 版本: 105 年 1 月 31 日 初版 106 年 7 月 31 日 優化版 計畫名稱:智齡聯盟 計畫網站: www.t-edu.tw 計畫主持人:康仕仲 教授 ( 臺大土木工程學系 ) 共同主持人:劉佩玲 特聘教授 ( 臺大智活中心 ) 協同主持人:陳育亮教授

(世新大學資管系)

指導單位:教育部智慧生活整合性人才培育計畫 執行單位:臺灣大學智慧生活整合與創新研究中心 106 臺北市羅斯福路四段一號 聯絡資訊: (02)3366-3366 分機 55201 silverstaff@caece.net

本教材內容採用創用 CC ,「姓名標示 - 非商業性 - 相同方式分享」 3.0 台灣授權條款。

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