臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要目的在於互動式虛擬實境自行車系統之設計開發。先行以文獻探究虛擬實境與互動兩者定義與應用層面，並針對本系統設計所用相關研究方法進行文獻蒐集，而後歸納並分析探討，同時收集目前虛擬實境自行車之應用，分別歸納出優缺點，用以了解現階段虛擬實境自行車應用的發展情形與其不同之處。經由田野調查與專家訪談法得知較具農村特色之優勢景點，藉其特點擬定出系統設計所選擇之路線，再透過設計團隊間的討論分析，探討系統設計之所需元素，並提出現代人運動休閒之需求與虛擬實境特殊感受吸引點，最後運用系統工程方法，將所有所需的元素整合並繪製出完整架構，依照流程逐漸完成一套互動式虛擬實境自行車系統之設計。研究透過初步元素及概念整合歸納符合互動式虛擬實境自行車路線之所需要件，再將其整合融入系統軟、硬體，最終透過系統測試並逐一進行細部微調以完成此系統設計開發。本系統有幸榮獲2016年新社花海展示機會，透過為期一個月的展示活動，成功吸引約63.9萬人次參與體驗，並獲得大台中新聞等媒體記者的採訪與報導，深獲肯定。研究期許此系統具備有別於現代室內自行車運動健身產品的優點，藉由騎乘時實際感受到環境真實感，未來能提升現代人每日所需運動量，進而達到養生之道。

The main purpose of this study is to design and develop an interactive virtual reality bicycle system. The definition and application level of virtual reality and interaction are explored in references, and the documents are collected for the research methods for this system design, and then they are concluded and analyzed. Meanwhile, the present applications of virtual reality bicycle are collected to conclude the merits and demerits, so as to know the development and differences in the present virtual reality bicycle application. The advantageous sight spots with rural characteristics are obtained by field investigation and expert interview, the routes for system design are studied out according to the characteristics. The design team discusses the elements for system design, and proposes modern people's demand for exercise and recreation and the special attraction of virtual reality. The system engineering method is used to integrate the required elements and to draw the complete architecture. An interactive virtual reality bicycle system is completed gradually according to the process. The essentials for the interactive virtual reality bicycle route are concluded software and hardware by preliminary element and concept integration, and integrated into the design concept of overall system. Finally, the system integration is tested and the details are trimmed one by one to complete this system design. The system was honored to receive the opportunity to showcase. Through a one-month exhibition total of about 639,000 people come to attended, and to be interviewed and reported by media reporters such as Taichung News. This system is expected to be different from the modern cycling exercise products in the future, the environmental realism is felt during riding. The daily amount of exercise of modern people is increased to implement the way of keeping good health.

摘要 iii
Abstract iv
誌謝 v
目錄 vi
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 5
1.3 研究範圍與限制 7
1.4 研究流程 7
1.5 研究架構 9
第二章 文獻探討 10
2.1 虛擬實境 10
2.1.1 虛擬實境之定義 10
2.1.2 虛擬實境之相關應用 15
2.2 互動 18
2.2.1 互動定義 18
2.2.2 互動之形式與應用 18
2.3 輕旅行 22
2.4 田野調查應用 24
2.5 專家訪談應用 26
2.6 系統工程應用 29
2.7 現有產品分析 31
第三章 研究方法 37
3.1 田野調查 37
3.2 專家訪談 40
3.3 系統工程法 43
3.4 JavaScript 技術應用 45
第四章 結果與討論 48
4.1 設計團隊 48
4.2 田野調查與專家訪談 49
4.3 自行車系統建置 64
4.4 系統功能開發 68
4.5 整合測試 75
4.6 成果展示 89
第五章 結論與建議 93
參考文獻 95

圖目錄
圖1-1 正確騎乘技巧 5
圖1-2 研究流程圖 8
圖2-1 虛擬實境3I 概念圖 11
圖2-2 擴增實境環境區域 13
圖2-3 Chanson CS-418 立式健身車 31
圖2-4 BH Duke Magnetic H925 飛輪車 32
圖2-5 Johnson Matrix IC7 飛輪健身車 33
圖2-6 Zwift 單車訓練平台 34
圖2-7 Widerun VR 35
圖3-1 觀察法步驟流程圖 39
圖3-2 系統工程程序步驟流程圖 44
圖3-3 HTML / JavaScript 解譯及排版流程流程 46
圖4-1 溪州社區手工藝品 49
圖4-2 溪州社區景點產物分布圖 50
圖4-3 新莊社區手工藝品 51
圖4-4 新莊社區簡易地圖 51
圖4-5 竹森社區手工藝品 52
圖4-6 竹森社區景點分布圖 53
圖4-7 獅潭社區手工藝品 54
圖4-8 獅潭社區地方景點與周遭特色 54
圖4-9 銅鏡社區手工藝品 55
圖4-10 永豐社區特色景觀 56
圖4-11 壢西坪協會與手工自製產品 57
圖4-12 壢西坪社區田野鄉間景象 57
圖4-13 壢西坪社區田野鄉間景象 58
圖4-14 永豐社區洪俊義理事長訪談 59
圖4-15 永豐理事長訪談影片記錄過程 59
圖4-16 壢西坪社區呂淑敏主任委員訪談 60
圖4-17 壢西坪主任委員訪談影片記錄過程 60
圖4-18 系統設計元素與功能分析結果 63
圖4-19 3D 自行車支撐架模擬圖 66
圖4-20 3D 自行車支撐架模擬側視圖 66
圖4-21 3D 自行車支撐架局部放大模擬圖 67
圖4-22 系統整合概念圖 75
圖4-23 下架支撐固定圖 76
圖4-24 後輪軸支撐固定圖 76
圖4-25 系統控制方塊圖 77
圖4-26 控制電路圖 79
圖4-27 電源模組實體 80
圖4-28 微型控制模組實體 80
圖4-29 道路標線距離示意圖 81
圖4-30 入、出風口配置示意圖 82
圖4-31 壓克力板材三視圖 83
圖4-32 壓克力板材尺寸圖 83
圖4-33 零組件空間擺放位置圖 84
圖4-34 出風口位置圖 84
圖4-35 不同密度濾網及塑膠風扇網 85
圖4-36 塑膠風扇網裝置圖 85
圖4-37 車前包扣環實體圖 86
圖4-38 車前包與自行車固定實體圖 86
圖4-39 操作測試圖 88
圖4-40 實地測試圖 88
圖4-41 農村豐收館整體圖 89
圖4-42 農村豐收館側視圖 89
圖4-43 展館區域擺放位置上視圖 91
圖4-44 展館區域擺放位置圖 91
圖4-45 互動式虛擬實境自行車系統展示圖 92
圖4-46 民眾騎乘體驗實境 92
圖4-47 大台中新聞報導畫面 92

表目錄
表1-1 自行車四大類型 4
表2-1 3I 概念要素特性 11
表2-2 虛擬實境建構方式之優缺點比較 14
表2-3 Chanson CS-418 優缺點比較 31
表2-4 BH Duke Magnetic H925 優缺點比較 32
表2-5 Johnson Matrix IC7 優缺點比較 33
表2-6 Zwift 單車遊戲 優缺點比較 34
表2-7 Widerun VR 優缺點比較 35
表2-8 市售室內運動自行車綜合比較表 36
表3-1 三種訪談結構比較表 42
表4-1 設計團隊介紹 48
表4-2 市售自行車訓練台 65
表4-3 市售空氣清淨機功能表 69
表4-4 負離子產生器種類 70
表4-5 臭氧產生器種類 71
表4-6 電動車小型三相輪鼓式馬達種類 72
表4-7 車前包實體與規格 81

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