一次搞懂 Metaverse 在夯什麼!!
最近超夯的名詞”Metaverse”，從事科技相關行業相信都被這名詞轟炸了一番。
到底什麼是Metaverse？ Metaverse有何創新之處？Metaverse時代真的會來臨嗎？
讓您一次搞懂最夯的話題，一秒成為話題之星。
身為科技人，相信一定看過由史蒂芬·史匹柏執導，2018年的電影一級玩家（Ready Player One）吧?沒有的話那應該看過1999-2003年的駭客任務（The Matrix）三部曲呢？如果這部也沒有看過，那總聽過”觀落陰”吧？
圖片來源: https://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=37&t=4753576 (若有侵權將立刻下架)
Metaverse簡單說
是人們透過VR或MR裝置，進入全虛擬的網路世界。這個網路世界就像是我們生存的這個世界一般，有你的線下/線上朋友、有你的工作夥伴，也能以虛擬貨幣(Cryptocurrency)購買線上(NFT)或實體的物品等等的社交活動。
咦?這不就是加了個VR外衣的Internet嗎？哎呀，你突破盲腸了~
Metaverse的普及
Metaverse如果要能夠實現普及，他應該是個像Internet網際網路的公共平台，而不是像Facebook、Google、Instagram這樣屬於私人公司的網站。我們現在所熟知的網際網路，用瀏覽器作為操作工具、用URL為地址、用HTTP作為傳輸協定在網際網路的世界穿梭。Metaverse目前還未發展到網際網路的這個層級，都只是網站的一個附加功能或是遊戲軟體的附加模式，至於能否成為一個網際網路層級般的服務，真的就要看這VR/MR的需求有多強烈了。
過往網際網路的重大發展，都是伴隨著一個硬體技術的出現，解決了某個痛點而成為主流趨勢。例如原本僅用於大學校園間的學術網路，逐漸擴展成目前的World Wide Web全球資訊網路。蘋果的智慧型手機優異的UX，解決了個人行動電腦(PDA)難用的痛點，讓個人行動通訊時代快速來臨。上述案例都是需求早已存在，只是欠缺一個對的方案或產品，因此我們相信Metaverse是否能夠快速到來也將取決於人們對於VR/MR的需求。
那到底VR/MR有沒有需求呢？在良好體驗的前提之下我個人認為VR/MR的需求是有的。若能做到像駭客任務般，進入虛擬世界與在真實世界的感受一致、真假難辨，或甚至更為舒適便捷，那我認為VR/MR便是有高度需求，反之則無。那目前VR/MR體驗是好的嗎?打個比方吧，您現在去看電影的時候，會選擇去3D電影院嗎?VR/MR與3D電影有著相同的問題，就是暈眩。有些人認為暈眩是個遲早會被克服的技術，或許是，但有生之年看的到嗎?大家可以看看我們對VR暈眩的說明以及下面這部影片，其中有詳細的說明暈眩的成因與可能的解決方式。
https://youtu.be/-IRlg3iqUok
看了上面影片或VR暈眩的說明，相信大家可以了解產生暈眩的根本原因以及可能的解決方法，那各位便可以自行評估一下這是不是短期內可以解決的問題，如果不是，那為何這些廠商們像發了瘋一般的鼓吹Metaverse呢?唯一合理的解釋就是本夢比與股市行情。臉書目前面臨了成長停滯，為了讓投資人願意持續投入資金避免落入所謂傳統產業，必須進行轉型，他們推展VR從併購Oculus開始，進行了好幾年，也沒有什麼具體成果。如今一不做二不休，把公司名子都改成Meta，以展示他們轉型的決心。疫情後的QE讓熱錢全球流竄，2021年台股的表現也讓不少從未投資的韭菜們紛紛下海，HTC可以在本業虧損的情況下靠著新版Vive的發表而股價兩周內飆漲一倍~看到這個風向，哪一家上市櫃公司不想跟Metaverse沾一點邊呢?
圖片來源: 網路梗圖 (若有侵權將立刻下架)
那其他那些非上市櫃的公司在喊什麼呢?應該就是為了吸引創投的目光以及廣納優秀的人才吧~整體來說，讓投資人的目光重新回到VR/MR產業，我們當然是樂觀其成，但在大家為了一個單字瘋狂地當下，如果你是要準備掏錢出來的投資人，還是睜大眼睛，理性的看看這場夢，到底是如夢似幻還是築夢踏實。
Metaverse一次講清楚的影片
iPhone12 LiDAR 使用的 dToF技術 <續>
在前一話我們提到LiDAR和結構光的差異，最後面問了大家一個問題，就是哪一種量測誤差不受距離影響呢?
答案就是LiDAR技術喔 ! 那是為什麼呢?
LiDAR大解密
結構光量測的是影像上pixel的位置，回到相機模型裡面實際上量測的是角度。而LiDAR量測的是時間，利用時間透過光速計算光線前進的距離。如果LiDAR裝置可以分辨0.00000001秒的差異，距離的量測誤差就達到1.5公尺(300000000*0.00000001/2=1.5)。
由於光速太快了，所以我們對時間的感應偵測要非常的敏銳才能得到更精準的距離，這也就是LiDAR等級高低的主要差異。一般較為平價的LiDAR設備(例如iPhone 12)量測精度約在2cm上下，百萬上下的LiDAR就能達到mm級的精度。
dToF技術
另外還有一種坊間所謂dToF的技術，是工程領域所稱的相位差測距法。這種測量技術一般而言能得到相對的距離差異，難以得到絕對的距離值(需透過多種頻率單點測量方能達成)。
什麼叫做相對的差異或絕對距離值呢？例如我用深度相機拍了一張臉部的照片，一個人的鼻子是否高挺，可以透過鼻頭與人中的距離判斷。鼻頭與人中的距離，屬於相對的距離差異，但是鼻子離相機的距離，屬於絕對的距離值。
相位差測距法可以得到非常準確的相對距離值。而結構光技術僅在硬體設計的距離範圍內可以運作，iPhone X將結構光感測器放在面對人臉的這一側(前置鏡頭)就是只能掃描人臉的單一用途，因為人臉能夠完整的放進畫面內時，距離手機的距離是可以估計的。距離手機太遠的物體便無法量測，因此也無法作為對焦裝置之用。
蘋果使用LiDAR就是因為他需要此裝置協助相機的對焦功能，相機對焦需要絕對距離值，但其他的方式目前都沒有能將整個相片範圍都能同時良好測距的設備。以往使用LiDAR技術的設備都是相當高昂的，因為蘋果採用LiDAR技術之後，使得相關零組件需求大增，平均單價大幅下滑，以後各種的LiDAR設備都會大幅降價，相信這是蘋果對工程領域最大的貢獻。
Matterport 是什麼？跟一般的環景導覽有什麼不同？
目前環耀實境是沒有提供這項產品服務的，因為評估後發現 Matterport 雖然有它的優點，但也伴隨產生了許多缺點，且聽我們慢慢說明它的特色。
Matterport 是一間美國新創公司，開發了一套硬體設備及軟體平台，可以用來呈現類似環景網站的導覽效果。它的最大特色在於可以擷取3D的空間資料，可以取得室內概略的三維模型。也就是呈現在 Doll House (娃娃屋) 功能和切換環景時的前進效果。
Matterport 硬體所拍攝的資料，必須與 Matterport 的軟體平台綁定。
雖然 Matterport 所產生的3D模型的確可以匯出成一般的3D模型格式，但是 Matterport 平台合約上清楚載明，當你要公開展示以 Matterport 硬體所拍攝的內容時，只能使用它們的平台。
也就是說，您必須要持續支付該網站的服務費用，才能讓您的內容成果持續的公開觀賞。此外，合約中也提到了產權的歸屬，A公司使用 Matterport 設備幫B博物館拍攝一組資料，在 Matterport 的平台裡，他只認定A公司為資料的產權擁有者，B博物館是沒有任何法律角色的。意思是說，如果A公司不再協助維護或公司倒閉了，B博物館是無法再使用或轉移資料到其他的帳號中的。風險在於如果中間出了任何糾紛，花錢製作的B博物館就是什麼都付諸流水了。
此外， Matterport 保有內容的使用權，它可以將您的內容自由的作為該公司行銷的內容。這件事便是公家單位在採用本方案時絕對要考量的關鍵。
Matterport的使用合約
Matterport 可以直接掃描三維模型。
Matterport 的三維模型掃描裝置，是利用三台結構光 Structured Light 裝置(結構光是什麼?)分別朝上方、水平及下方掃描，搭配水平360度旋轉的轉檯，便可以將四周的深度資料同時獲取。Matterport 剛誕生的時候，使用的是 PrimeSense 的結構光設備(也就是Xbox 360的 Kinect 所用的技術)，該設備只能用於室內空間之中，最遠可掃描的範圍約6公尺且測距精度號稱可達3公分。
但是一般來說室內空間都比較狹窄，狹窄的空間就容易發生遮蔽的情形，例如桌子椅子下面的空間就沒有資料、桌上放著一杯飲料，飲料後面就拍不到而沒有資料。因此，在以環景方式看的時候，的確沒有破損缺漏的情形，一旦進入3D模式，到處破洞且錯誤百出就無所遁形了，這就是為什麼 Matterport ...
虛擬博物館網站該如何行銷推廣？
前一陣子立委針對文化部所屬虛擬/線上博物館的觀展人次進行質詢，由於其中有許多檔展覽都是我們製作的，因此有好多單位都請我們提供相關統計數據。其中有表現很好的單位，也有一些單位表現不甚理想而被立委點名改善，我們也為此感到遺憾。
線上展覽/博物館一旦做好了，觀眾並不會自動流入不請自來，需要透過經營與行銷方能讓民眾知道這檔展覽的存在。線上博物館他就是一個網站，網站若是沒有與該單位的官網進行鏈結、沒有加入Google Search、沒有做好SEO、沒有下網路廣告，就是不會有流量的。
為了虛擬博物館產業的發展與永續經營，環耀實境決定將網站的行銷也納入產品服務的一環，協助我們的客戶在製作虛擬博物館後不必特意的再花經費去做行銷。當然網路的經營是要花費時間的，也需要給我們一些時間才能逐漸看到成效喔！未來我們會進行一些相關的計畫，等一切上了軌道會再告知處理的狀況與進度喔~
世貿商展要如何線上化虛擬化呢?
COVID-19的全球肆虐，商業展覽被迫的得進行革命了。2020年台灣的智慧城市展覽的實體展取消，全球攝影盛事Photokina也宣布無限期取消展覽，這意味著實體展覽將有著巨大的衝擊與轉變。
線上虛擬展覽到底該怎麼辦呢?
在疫情爆發的初期，就有許多商展公司與我們聯繫，他們繼續設計商業展場的布置，用環景的方式呈現在網頁上。認為疫情結束之後，商展的型式就會恢復，只需要在疫情肆虐的期間撐住即可。
其實傳統的實體商展是非常消耗資源的一件事情，人員的舟車勞頓不說，國際展覽要到世界各地舉辦多場展覽，而精美的展場布置就只使用了幾天便拆除，花錢又不環保。COVID-19給了人們一個停下腳步思考的機會，廠商都想要往線上商展的方向前進，各位覺得兩三年後疫情結束後，大家習慣了線上商展，還會回到實體商展嗎?
線上虛擬商展該用哪種方式呈現呢?
線上商展可以把整年的參展資源投入在一個展覽中，配合新品的上市發表，走自己的步調，這也是數位時代該走的方向。既然都進入了虛擬時代了，想看產品的發表為何還要在一個像世貿展場這樣的空間呢?產品的商業模式、解決痛點與使用情境的時景情境呈現，才是最有效益的解決方案。
還沒看過環耀實境所製作的智慧城鄉主題館嗎?先去參考看看吧~
後疫情時代虛擬商展該如何呈現呢?
iPhone12的LiDAR是什麼?跟AR、 Structured light有什麼不同?
AR、Structured light 和 LiDAR 的目的都是在獲取距離資訊，量測物體距離手機有多遠的距離。這些裝置會與相機連結，當一整張相片範圍中的每一個位置都取得了距離資訊，這張照片我們就稱為深度照片；也就是說照片不再是平面的，而成為了3D照片。除了平面的顏色變化之外(X,Y)還有了深度資訊(Z)。
深度照片
深度照片能夠做什麼用呢？iPhone用戶熟悉的人臉解鎖功能就是利用深度照片來判讀人臉的。利用深度相片建立了人臉的三維模型，透過比對人臉的三維表面模型，來確定是否為同一個人。
可是上一代的iPhone沒有LiDAR就可以三維比對人臉了啊？而且其他品牌的手機也有類似的人臉辨識功能啊？這是因為拍攝深度相片並不是只有一種方式才能達成，目前常見的方法有三種，可以快速地取得深度照片：AR、 Structured light 和 LiDAR，我們將就後兩種作解釋。
Structured light
中文稱為結構光，它的基本原理是使用測量學中的前方交會法；左側架設一台光源投射機，右側側架設一台相機（左右可互換，以下所有的左右分析都將隨之改變），在測距任務進行時，光源投射機投出光點至人臉上，相機將人臉與投影的光點拍攝起來。
光源投射機投射出的光點，當投射至人臉上之後，光點的位置在右側相機所看到的視角，將隨著臉上特徵的遠近而有偏右或偏左的現象(請參考下圖)。光點投射的距離越遠，照片上光點的位置將會偏右，投射的越近則會偏左。
由於光線射出的角度以及相機架設的角度都是固定在手機上的，光點的偏移量便可以直接計算出深度差異值，進而計算出相對的距離。附帶一提，這個投射的光點一般使用紅外線波段，所以人眼是看不見的，但是只要把房間燈關了，拿出你的手機對著投射出來的範圍拍攝一下，就會發現神奇的隱形光點出現了~
LiDAR ( Light Detection And Ranging )
中文稱為光達或雷射掃描儀。一台雷射光發射裝置打出特定角度的雷射光點，光點投射到人臉上後反射到光感應裝置，如果光點打到人的鼻頭，就會離手機比較近，所以這條光線所行走的路徑就比較短(下圖中的紅線)，如果光點打到比較遠的後方牆上，光線行走的路徑就會比較長(下圖中的藍線)。
由於光在空氣中的速度是恆定的，也就是大約每秒鐘前進300,000,000公尺，可以計算雷射光點啟動的時間與感應到光線反射回來的時間差，就可以計算出手機與鼻頭之間的距離(別忘了光線一去一回，距離是兩倍喔)。
由於LiDAR是接收特定光線波段的訊號，一點光點射出去反射回來接收到之後，才能再發射第二道光線出去，所以LiDAR是屬於逐點掃描的形式，而前述的結構光是整面同時打出很多個光點，原理有不小的差異。
看完了原理說明，我們來考考各位看看大家是不是真的看懂了呢？我們知道只要是測量一定會有誤差，拿一把尺去量一段長度，十個人去量可能會有十種不同的長度。
一般來說，量測對象的距離越短誤差越小，量測距離越長誤差越大。但是上述的兩種方法當中，其中有一種不屬於這種情形喔，不管量測多長的距離，距離誤差都差不多喔~你猜得出來是哪一種嗎？答案在下一篇公布~
繼續閱讀：iPhone12 LiDAR 使用的 dToF技術 <續>
6 DoF VR是如何定位的呢？
分不清楚VR的設備有哪些嗎？請先閱讀兩則FAQ：
VR有好多種方案，要怎麼分啊?
什麼是AR? 什麼是VR? 什麼是MR?
6 DoF VR，目前主流的是HTC Vive, Oculus Rift/Quest, Valve Index幾種頭戴式設備，6 DoF與Google Cardboard最大的差異就是裝置自我定位的能力。在這幾種設備中，定位的方式大致可分為兩種：第一種是需要額外的定位設備安裝在房間內，有人稱之為 outside-in 定位方式。第二種是利用頭戴式顯示器(HMD)上的相機或感應器進行定位，稱之為 inside-out 定位方式。
Inside-out
Inside-out 定位是利用HMD上的感應裝置，一般是指相機，來進行空間定位。利用即時的數學運算利用房間中的地板、牆壁、家具等特徵物件，計算出玩者在空間當中前後左右與上下的移動。
雖然這種定位方式因為不需額外安裝任何設備，但是以目前來說發生誤判的情況相對較高。因為畢竟是用相機，房間中亮度過暗，或是家徒四壁太潔淨，都會因為沒有可供辨識的特徵物體導致距離計算失敗，而導致跳幀，延遲等現象。當然，近年來AR/VR技術突飛猛進，很可能過幾年問題就會有所改善，我們會繼續密切觀察技術的演進。
Outside-in
Outside-in 定位方式是在房間內安裝許多 beacon，也就是扮演發信機、信標、燈塔的腳色，HMD偵測到這beacon的訊號之後，分析訊號計算出自己的位置。這類裝置由於需要安裝額外的beacon，所以在安裝上會比較麻煩，需要額外插電、占空間並且有美觀問題，不過以目前來說，定位的效果是比較穩定的，如果空間允許的話，為了良好的體驗應該優先採用 Outside-in 解決方案的設備。
超越想像的虛擬展覽 – 經濟部工業局智慧城鄉主題館
2020年的疫情打亂了全球的人類的作息和社交方式，許多公共場所都被迫關閉或調整營業時間，許多從未考慮以線上展覽方式來呈現的展覽，紛紛加入線上展覽的行列。環耀實境也有幸的參與了幾種不同型態的展覽，包括藝術展、互動展、虛擬商展。讓我們也來看看這些展覽有什麼不同。
智慧城市展以往是台灣很重要的一個展現創新科技的一個展覽平台，在新冠肺炎的擾亂之下，2020年的智慧城市實體展覽取消了。主辦單位旋即改以線上展覽的方式繼續展覽的進行，但如同購物商店一般的商展，其實效果如何真的無須多加評論。經濟部工業局智慧城鄉是智慧城市展中一個主要的主題館，不甘於使用線上購物般的商展型式，與環耀實境共同開發了以解決方案和解決痛點為出發點的VR環景虛擬展覽的創新型式。
以一位意圖要滲透台灣的外星人特務阿E為主角，開始在台灣的偏鄉小鎮尋找下手的機會，但意外地發現台灣無論是市區還是郊區，都充滿了各種高科技設施與技術而難以找到出手的機會。每一個解決方案是一個環景，環景的場景是這項產品的使用場所，在場所中設計了一些情境，來呈現產品的商業模式與解決痛點。
網址: https://twsmartcity.panosensing.com/
超越想像的互動展
2020年的疫情打亂了人類的作息和社交方式，公共場所被迫關閉或調整營業時間，許多展覽紛紛改為線上展覽。環耀實境也有幸的參與了幾種不同型態的展覽，包括藝術展、互動展、虛擬商展。
互動元素是現在各種實體展覽中經常出現的元素，像是一些按鈕觸控、接近感應裝置有回饋、紅外線觸碰感應或是體感感應裝置，今年與國立歷史博物館、新北茶業博物館共同製作的「茶遊記-茶的超時空壯遊特展」是我們首次融入互動元素，而另一檔與國家人權博物館共同製作的「不義遺址特展–請你跟我走一趟」，讓我們將互動體驗再往上提升一個層次；以下為您一一介紹。
茶遊記-茶的超時空壯遊特展
茶遊記-茶的超時空壯遊特展在製作期間，歷史博物館廖館長親自發想設計構想，我們在廖館長所設計的大架構下自行設計每區作品的虛擬化呈現方式，最後雙方都對這項作品感到非常滿意。
看過展覽的朋友都對這展覽的前導影片感到印象深刻，做過這麼多展覽的我們，也著實喜愛這部展覽前導影片。這部影片圍繞著主角 — 植物獵人福君先生，但是在現場展覽中，卻只有一個很小的區域在呈現福君的相關訊息，於是我們就在數位的世界幫他重返展覽主角的位置，製作了專屬於他的動畫頁面來講述他的故事。
前導影片
實體展覽的互動包括轉輪Q&A牆，我們以互動翻牌的方式在電腦上呈現。
展牆上的資訊我們採用動態時間軸呈現，觀眾可以隨著推動帆船來知曉茶葉貿易的歷史。
實體展覽時利用紅色放大鏡觀看圖片後將會呈現各種的茶葉種類，我們也試著將之呈現。
不義遺址特展–請你跟我走一趟
不義遺址特展–請你跟我走一趟是12個藝術作品來講述不義遺址這些場域的故事，所謂的不義遺址是指台灣白色恐怖時代關押、監禁、槍斃與審判這些受難者的相關地點。
展品「國家(出錢的運動)機器」的互動作品中放置了一台腳踏車，觀展者可以騎上腳踏車，騎得越快頭上的斗笠會發出越亮的光芒。我們用滑鼠點擊圖示的方式來達到在現場騎車加速的感覺。
展品「通道」是件沉浸式展演體驗，現場的影片與聲音引導觀展者用身體感受這不義遺址的空間。在網路上我們沒辦法重建這樣的感受，僅能以更具象的方式讓上線的觀眾能接收到藝術家的設計精隨。
展品「新店溪首排等你買」是在諷刺白色恐怖槍斃受刑人的地點現在成為高房價的首選豪宅。現場作品中用BB彈代表沙子，隨手一挖就出現了在此被槍斃人犯的判決書。我們結合了挖掘的動畫，讓線上觀展者能更有親自動手的感覺。
展覽的最後，我們用文字「結束了嗎？」以及互動推開一道牆，牆的倒塌卻又回問觀眾白色恐怖真的結束了嗎？讓觀者省思，這也是展覽所想傳達的寓意。
超越想像的藝術展 – 2020綠島人權藝術季
2020年的疫情打亂了全球的人類的作息和社交方式，許多公共場所都被迫關閉或調整營業時間，許多從未考慮以線上展覽方式來呈現的展覽，紛紛加入線上展覽的行列。環耀實境也有幸的參與了幾種不同型態的展覽，包括藝術展、互動展、虛擬商展。讓我們也來看看這些展覽有什麼不同。
藝術展中如果是靜態呈現的藝術品，其實以往就是非常適合VR環景導覽網站方式呈現的，例如今年所製作的綠島人權藝術季的VR網站當中，藝術家王鼎曄所設計的「親愛的，親吻我，然後，再會」便屬於類似靜態的光影呈現作品。但很可惜的，綠島人權博物館的開放時間是白天，但這項作品最美的時候卻是晚上。這項作品就放在綠島感訓監獄的八卦樓中央，相信大家可以想像月黑風高的夜晚，那裏會是多麼的令人背脊發麻。沒關係，就讓我們代勞吧~另外的一項作品，林羿綺藝術家所設計的「迴聲者群像」，在現場放置五台電視，撥放五個代表人物唱的五段歌曲，聲音分別來自不同的電視機。我們也試圖還原這項作品，由於牽涉網路速度和時間控制，讓表面上看起來好像沒什麼太高深技術的作品，其實底層都是我們滿滿的血淚啊~
如果，在邊緣，畫一個座標
2020綠島人權藝術季
綠島人權藝術季 VR線上展覽首頁
林羿綺藝術家作品 — 迴聲者群像
國立臺北藝術大學團隊作品 — ㄉ一ㄥ‧ Watch
國立臺北藝術大學團隊作品 — ㄉ一ㄥ‧ Watch
分不清楚AR和VR的差別嗎? 請參考:
什麼是AR? 什麼是VR? 什麼是MR?
不知道如何分辨VR與AR嗎? 請參考:
如何簡單的分辨VR與AR呢?
VR的方案好多種，搞不清楚嗎? 請參考:
VR有好多種方案，要怎麼分啊?
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