臺灣博碩士論文加值系統

本研究為WebMDS子模組之一，主要是整合運用虛擬實境模型語言，搭配CGI程式的使用，來建構全球資訊網上三維度認知空間視覺化之系統。在視覺化的過程中，探討瀏覽器旋轉時三維空間中刺激物的二維貼圖如何反旋轉來保持刺激物之正面、如何自動地依使用者所輸入之數據將軸旋轉、群集內刺激物之互動介面、屬性軸及屬性形容詞互動介面、圖檔上傳、自動化群集分析及演算群集的中心點和涵蓋範圍之問題點，並提供解決模式而將系統加以實現，讓使用者透過具有跨平台虛擬實境特性的本系統，在客戶端輸入所要建立的「三維度認知空間」的資料或將具有這些資料的檔案，運用網路的傳輸將資料傳至伺服器，經過本系統之演算再將「三維度視覺化認知空間」傳回客戶端瀏覽器，並提供互動式介面來幫助使用者將市場調查之複雜數據建構成視覺化之產品認知空間圖來暸解消費大眾對產品的認知情形及市場趨勢、並以此進行設計分析來激發設計師之設計思考與構想發展。

This research develops a web-based system for visualizing three-dimensional perceptual space by using the VRML (Virtual Reality Modeling Language) and CGI (Common Gateway Interface). This three-dimensional perceptual space visualization system is a subsystem of WebMDS, which is an integrated environment for analyzing and visualizing multidimensional perceptual space developed at National Taiwan University of Science and Technology. The input to this visualization system is the three-dimensional coordinates in the perceptual space of the stimuli and 2-dimensional image representation of the stimuli. The user can input the coordinates and image file names directly in the browser or upload a file containing those data to the server. Upon receiving the data, the system generates VRML codes required for displaying the stimuli, and sends the codes back to the browser for display. To facilitate visualization, the 2-dimensional images of the stimuli are rotated in opposite direction to the world system so that the images are always orthogonal to the viewing direction. In addition, the system can automatically partition the stimuli into user-specified number of clusters and compute the center and radius for each cluster. Clusters are shown as semi-transparent balls that can be turned on and off. To assist in obtaining interpretations for the dimensional axes, attribute axes are shown in the perceptual space as well. This visualization system can be used to understand how different stimuli are perceived by the target consumers. Furthermore, it can be useful as a design analysis tool to assistant designers developing new product concepts.

中文摘要 I
英文摘要II
謝誌 III
目錄 IV
圖目錄 IX
一、導論1
1-1、研究背景 1
1-2、研究目的 3
1-3、研究範圍 4
1-4、研究限制 4
1-5、研究架構及流程 5
1-5-1、研究架構 5
1-5-2、研究流程 5
二、文獻探討 7
2-1、多向度評量法常用之工具 7
2-2、認知空間視覺化之探討 10
2-2-1、相似性認知空間之顯示模式 10
2-2-2、偏好性認知空間之顯示模式 12
2-2-3、認知空間的顯示模式特性 16
2-3、傳統多向度三維度認知空間之顯示 19
2-4、群集分析之探討 22
2-4-1、認知空間之群化現象 22
2-4-2、群集分析之相關理論 23
三、系統之軟體發展工具 26
3-1、CGI的優點 26
3-2、虛擬實境模型語言之優點 28
3-3、群集分析演算法 30
3-4、群集涵蓋範圍之演算法 32
四、三維度認知空間視覺化之系統設計 33
4-1、系統之基本規範 .34
4-2、系統流程之設計 37
4-3、系統資料輸入之規範 38
4-4、系統資料演算之規範 39
4-5、互動查詢功能之規範 40
4-5-1、認知空間內部之互動介面 40
4-5-2、認知空間外部之互動介面 41
五、系統實現之問題點及解決模式 43
5-1、刺激物貼圖旋轉之探討 43
5-1-1、刺激物貼圖旋轉之問題點 43
5-1-2、刺激物貼圖旋轉之解決模式 47
5-2、軸旋轉之探討 48
5-2-1、軸旋轉之問題點 48
5-2-2、軸旋轉之解決模式 49
5-3、群集內刺激物之互動介面探討 50
5-3-1、刺激物被群集包圍之問題點 50
5-3-2、刺激物被族群包圍之解決模式 51
5-4、屬性軸及屬性形容詞互動介面之探討 53
5-4-1、屬性軸及屬性形容詞分布之問題點 53
5-4-2、屬性軸及屬性形容詞分布之解決模式 54
5-5、程式整合運用之探討 56
5-5-1、如何自動化地產生認知空間之問題點 56
5-5-2、自動化地產生認知空間之解決模式 56
5-6、圖檔上傳之探討 58
5-6-1、圖檔上傳之問題點 58
5-6-2、圖檔上傳之解決模式 58
5-7、自動化群集分析之探討 60
5-7-1、自動化群集分析之問題點 60
5-7-2、自動化群集分析之解決模式 60
5-8、自動化演算Enclosing Ball之探討 61
5-8-1、自動化演算Enclosing Ball之問題點 61
5-8-2、自動化演算Enclosing Ball之解決模式 61
5-9、互動式介面演算之探討 62
5-9-1、互動式介面演算之問題點 62
5-9-2、互動式介面演算之解決模式 62
六、三維度認知空間視覺化系統之實現 63
6-1、視覺化系統之程式架構 63
6-1-1、圖像檔案上傳 63
6-1-2、線上資料輸入 64
6-1-3、檔案資料上傳 67
6-1-4、互動式系統 67
6-1-5、輔助功能之模組 68
6-2、系統視覺化之執行流程 68
6-3、系統之實現狀況 70
6-4、三維度認知空間之操作 81
6-4-1、瀏覽器介面之操作說明 81
6-4-2、互動式介面之操作說明 85
七、結論與建議 92
參考文獻 96
附錄一、詢問使用者共幾組資料之程式 99
附錄二、填寫資料之程式 101
附錄三、三維認知空間視覺化之程式 107
圖目錄
圖1-1、MDS 相關軟體輸出之認知空間…….………………….2圖1-2、自行將刺激點投影於各向度上………………………….2
圖1-3、研究流程圖……………………………………………….6
圖2-1、INSCAL軟體輸出之相似性空間圖……………………..11
圖2-2、研究者將刺激物圖像投影入認知空間之情形………….11
圖2-3、集群分布狀況及對向度軸的意義加以詮釋…………….11
圖2-4、MDPREF軟體輸出之偏好性空間………………………13
圖2-5、分析屬性特性後標示之偏好性認知空間圖…………….13
圖2-6、將PREMAP軟體輸出結果整理之族群分布圖.……….14
圖2-7、將族群之理想點位置投影於認知空間中示意圖……….15
圖2-8、屬性軸之座標值………………………………………….17
圖2-9、刺激物之座標值………………………………………….17
圖2-10、傳統認知空間之示意圖…………………………………18
圖2-11、MDPREF演算法之三維認知空間之顯示圖…………..19
圖2-12、認知空間向左旋轉………………………………………20
圖2-13、認知空間向外旋轉………………………………………20
圖3-1、CGI在全球資訊網上執行之概念圖…………………….27
圖3-2、Enclosing Ball Software應用於本系統之概念圖……..32
圖4-1、系統流程概念設計之示意圖…………………………….37
圖4-2、系統資料輸入之概念示意圖…………………………….38
圖4-3、系統資料演算之概念示意圖…………………………….39
圖5-1、單一刺激物之正面示意圖……………………………….44
圖5-2、瀏覽器旋轉時單一刺激物顯示之示意圖……………….45
圖5-3、認知空間之初始化……………………………………….45
圖5-4、認知空間旋轉後之示意圖……………………………….46
圖5-5、刺激物貼圖旋轉之解決模式的示意圖………………….47
圖5-6、屬性軸座標及屬性形容詞之資料填寫………………….48
圖5-7、軸旋轉之問題點………………………………………….49
圖5-8、刺激物之相關資訊……………………………………….50
圖5-9、無法感應群集內之刺激物……………………………….51
圖5-10、移除群集後可點選刺激物後與相關資訊……………..52
圖5-11、國人色彩意向空間認知圖……………………………...54
圖5-12、屬性軸及屬性形容詞之互動介面………………………55
圖5-13、運用表單輸入數據……………………………………...57
圖5-14、CGI產生VRML之概念………………………………..57
圖5-15、圖檔上傳之瀏覽器………………………………………59
圖5-16、伺服器之回饋動作………………………………………59
圖6-1、系統程式架構圖…………………………………………..66
圖6-2、系統之執行流程圖………………………………………..69
圖6-3、系統之初始化……………………………………………..70
圖6-4、系統之主要功能介面……………………………………..71
圖6-5、點選圖像上傳之按鍵……………………………………..72
圖6-6、運用瀏覽之功能找尋圖像檔案位置……………………..72
圖6-7、圖像上傳之結果…………………………………………..73
圖6-8、點選資料輸入之按鍵…………………………………….74
圖6-9、詢問使用者共有幾組資料……………………………….74
圖6-10、資料輸入…………………………………………………75
圖6-11、運用資料輸入產生三維度認知空間……………………75
圖6-12、點選檔案上傳之按鍵……………………………………76
圖6-13、運用瀏覽器找尋資料檔案之位置………………………77
圖6-14、資料檔案上傳成功………………………………………77
圖6-15、運用檔案上傳產生三維度認知空間……………………78
圖6-16、點選互動系統之按鍵……………………………………79
圖6-17、填寫更改認知空間之資料………………………………79
圖6-18、運用互動系統產生的認知空間…………………………80
圖6-19、系統之輔助說明…………………………………………80
圖6-20、旋轉之按鍵………………………………………………81
圖6-21、平移之按鍵………………………………………………82
圖6-22、前進後退之按鍵…………………………………………83
圖6-23、恢復上一個視窗…………………………………………84
圖6-24、選取刺激物之按鍵………………………………………84
圖6-25、x-y、y-z、x-z三種平面之功效………………………..85
圖6-26、x-y、y-z、x-z平面之感應器…………………………..86
圖6-27、取消x-z平面之示意圖…………………………………87
圖6-28、恢復x-z平面之示意圖…………………………………87
圖6-29、刺激物座標值之互動顯示………………………………88
圖6-30、群集之中心點座標及其半徑的互動顯示………………89
圖6-31、點選刺激物來獲知其座標……………………………...89
圖6-32、恢復群集之涵蓋範圍…………………………………...90
圖6-33、屬性軸及屬性形容詞之互動顯示………………………91

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