VR具有3項特質：無框、自由度和3D互動。這帶給人們資訊傳播的全新途徑和感受。無論傳播、廣告、教育等各領域都帶來深度的影響，首先是：從有框到無框。例如，傳統美術是在有框的畫布外面作畫，VR則能夠讓您在畫裡作畫、在花園裡插花、在大腸裡看細菌等。第二項是：將視角/視野的自由度歸還給觀眾。觀眾可以自主選擇觀看任意視角和劇情。VR觀眾的視線是由自己控制的，其目光聚焦在哪裡也是自由的。VR的情節是受觀眾自由選擇所影響的。例如，Google Earth VR讓人們(學生)新視野、自由視角，給予一個完全世界，自由展開事物的新詮釋，產生新知識。第三項是：多樣化的3D互動。VR 的出現改變了平面世界，構建了三維立體場景，提供情景化及自然互動，讓學生從『感受』和『體驗』，然後進入『理解』知識。以便需要時，即刻從情境喚起這些『感受』和『體驗』。

有框與無框的世界

大家都知道，傳統的多媒體幾乎都是給使用者一個框框。例如，客廳裡的電視機(TV)就是讓人們從框外觀看框內的節目，就是一個有框的世界。甚至，最近全球爆紅的Pokemon GO遊戲也屬於<有框的>呈現和互動。至於VR，則引導人們進入螢幕的框框裡面，給予人們一個完整的世界，帶來沉浸式體驗(即臨場感)。搭配了VR頭盔之後，人們就可以左右上下、自由環顧了。

所以，從有框到無框，其意味著，打破螢幕框框，帶入臨場感。請您領會一則小故事: 法國巴黎有一座鐵塔，在興建鐵塔之前，有一位著名文學創作家，天天鼓吹反對興建該塔，因為鐵塔瘦骨嶙峋，很醜又天天開了家窗就不得不看見它，他將無法繼續創作下去。後來巴黎鐵塔興建起來了，這位名作家，卻每天都去光臨該鐵塔，到鐵塔上咖啡館坐在窗邊創作寫小說。理由是：只有進入到鐵塔內部(身臨其境)，才看不見鐵塔。 巴黎有鐵塔，同樣地台北有101大樓。<有框>意味著我們在框外，看得見邊框(圖一)。

圖一 : (左)在框外(有框世界);(右)在框內(無框世界)

<無框>則意味著我們進入到101樓內部(身臨其境)，已經在框內，看不見邊框了(圖一1右)。

把自由度還給觀眾

剛才說明了，VR技術將人們從過去的<有框>世界帶入到一個<無框>世界。這無框世界讓人們享受<身臨其境，沉浸其中>的全新體驗。傳統電視、手機和AR，大多屬於有框的呈現(圖二)。

圖二 : (左)觀眾在框外; (右)有框的呈現

<有框>就意味著我在框外，看得見邊框。反之，<無框>意味著我在框內，看不見邊框。一般而言，VR和MR則大多屬於<無框>的呈現和互動(如圖三)。

圖三 : (左)看不見框了;(右)無框的呈現和互動

傳統上，一般電影的導演給觀眾的是一個框框，而的VR設計者所給的將是一個完整的世界，觀眾可以自主選擇觀看任意視角或劇情。所以在在無框的世界裡，觀眾可以隨意轉頭、左顧右看而不會看到框外去(如圖四)。

圖四 : (左)左顧;(中)正看; (右)右盼

也因為給予觀眾自由度，才能把奇妙世界帶入人們心中，讓人們體驗和感覺更真實。VR觀眾的視線是由自己控制的，其目光聚焦在哪裡也是自由的。 這種自由度，是許多VR的行業應用裡所需要的。

多樣化的3D互動

隨著電腦科技的進步，影像呈現的精緻程度和效率都大幅提升，全景拍攝/剪接技術也更成熟了。動作捕捉和空間定位技術也豐富了VR內容的互動性。其互動式敘事方式帶來的視覺、觸覺、聽覺、味覺、嗅覺等多元互動體驗是前所未有的。典型的是頭盔顯示器(HMD)，人們藉由顯示器來獲得影像呈現，其內含追蹤頭部動作的感測器。

除了頭部互動之外，還有肢體的互動。其在人體的節點佩戴加速度計、陀螺儀等慣性感測器設備，取得身體部位的姿態、方位等資訊，加以修正、處理後，建立起虛擬3D角色(模型)，並使得虛擬角色隨著人體而自然地運動起來。此外，還有手勢操控、眼球追蹤等非常多樣化的互動技術和產品。

這些與虛擬3D角色的人機互動技術，最近也開始與人工智慧(AI)相結合，開啟了VR與人工智慧的激情相遇。例如，4年前製作全息的鄧麗君演唱會，去年<虛擬(AI)情人>電影在台灣開拍，今年導演李安的3D電影大片上線。邁向智慧化虛擬 3D互動的新時代。

VR與AI激情結合之一是：VR互動輸入多樣化，能有效促進學習。而VR與AI激情相遇之二是：VR互動輸出動態化，能動態更新內容，包括動態載入AI模組、動態更新素材等。VR內容與傳統電影的差別之一：傳統電影：每次看它，內容都一樣。而VR內容則是：每次看它，內容可以即時更新。

在AI+VR潮流下，VR遊戲裡的角色物件都可具有AI能力。例如，虛擬情人都可附有機器學習能力的AI模組。這AI模組可以動態載入到VR終端去運行，讓虛擬情人能夠愈玩愈瞭解玩家主人，對主人更體貼善解人意。於是VR協助我們創造更多智慧型角色。包括：AI虛擬教師、導遊、Show Girl等。

VR技術的挑戰

為了充分發揮上述VR的三項特質：無框、自由度和3D互動；還有許多技術瓶頸有待克服。例如，為了實現無框的呈現，需要VR技術來欺騙人們的大腦，讓人們沉浸到虛擬世界之中，享受<身臨其境>的體驗。所以，VR技術也是一種欺騙大腦的技術。

其中最主要的技術就是<視覺欺騙>。人眼的視覺是可以感覺出深度的，基於深度資料就能判斷出立體空間中的相對位置。由於兩個眼睛的位置不一樣，所以看到的東西會有視差，得到不同的影像，然後人腦再將這兩個影像做融合，而產生出3D的立體景象。

例如，Google I/O會議上展示了一個VR城堡防衛遊戲，由電腦繪製出3D的虛擬模型，再透過VR眼鏡，提供模擬兩眼的視像，讓大腦合成3D立體影像，產生景深，感覺身歷其境(圖10)。

圖五 : 視覺欺騙技術

利用感測器(Sensor)追蹤用戶頭部的運動，隨著頭部的姿勢移動來顯示3D內容。例如，戴上了HTC Vive頭顯，用戶可以上下左右隨意環顧，而VR的虛擬世界的特定部分就呈現在眼前了。

目前VR最主要的沉浸體驗(也是VR最大特點)，就仰賴於視覺(欺騙)上。無論是跟隨頭部動作的畫面，全方位的3D景深，都能栩栩如生地出現在眼前。頭盔設備的清晰度和延遲方面都在快速發展中，目光所及的虛擬(無框)世界，讓人們感覺越來越真實(騙術愈高明)。

有待突破的挑戰：眩暈感

剛才提到了，VR技術就是欺騙大腦的技術。然而，目前的技術還不夠高明，無法完美的欺騙大腦，就常常會產生眩暈感、甚至嘔吐。所以，眩暈感(或稱暈眩感)是目前VR技術的主要挑戰。

眩暈感是目前VR設備常帶來的副作用之一，它是由視覺與動覺的不一致所引起。人體是由眼睛和內耳平衡器官來判斷是否在運動中，在正常環境下，兩者所傳送給大腦的資訊是一致的。一旦產生運動的不和諧就會帶來眩暈感。例如，在乘車時，如果坐在封閉的車廂(看不見窗外景色)，在顛頗道路上行駛，視覺上是靜止的，但內耳器官傳達給大腦的知覺卻是「身體在動」，這種不和諧就容易引起眩暈。

此外，許多武俠VR遊戲中，常常有飛翔的視覺，眼睛所見到的景象告訴大腦「我正在運動(飛翔)」，但是內耳器官卻傳遞給大腦靜止的知覺，這種不和諧常常引起眩暈，甚至導致了嘔吐。因此，在開發VR內容時，宜儘量避免設計太多的跳躍或飛翔情境。

視覺與頭部運動的和諧性

典型的是，人們藉由頭盔顯示器(HMD，簡稱頭顯)來獲得影像呈現，頭顯也內含感測器來追蹤頭部動作，然後根據頭部的姿勢移動來顯示內容。例如，你戴上HTC Vive頭顯，就可以上下左右、左顧右盼，頭顯就會將3D影像的特定部分呈現在眼前。

為了降低眩暈感，除了3D虛擬場景的逼真視覺，還得要視覺與頭部動覺保持和諧姓。例如，當轉動頭部的時候，看到的圖像並不會隨著視線立即移動，這就是延遲(Latency)。視覺延遲(慢於動覺)常常導致視覺與頭部動覺不一致，大腦就警覺了，逐漸產生眩暈感。其解決方法就是力求提高刷新率來降低延遲，而低延遲意味著視覺與動覺愈一致，眩暈感就降低了。一般而言，在VR中，如果幀率在60fps或90fps以下，就會引起用戶的不適感覺。

視覺與身體運動的和諧性

在力求視覺與<頭部>動覺的一致性之外，還得追求視覺與<身體>運動的和諧性。例如，基於Oculus Rift/Omni跑步機(圖11)的VR遊戲中，眼睛所見到的景象告訴大腦「我正在跑步移動」，但是內耳器官卻傳遞給大腦靜止的知覺，這種不和諧常常引起眩暈感。

圖六 : 跑步機

在跑步機上，蹲跳不流暢、更飛不起來，但視覺卻告訴大腦說：身體在蹲跳。例如，在遊戲中，人的腳有跑步的動作，眼睛看到自己在遊戲中的角色也在跑動，但是但是內耳器官卻傳遞給大腦靜止的知覺，大腦覺醒了，分泌出毒素，逐漸讓人感到暈眩想吐。此時，我們可以找個方法來替代跑步機，讓身體可以自由移動和跳躍，成為更高明的騙術、讓大腦感覺更和諧，暈眩感就降低了。

於2016年4月份，HTC公司推出Vive VR產品，採取Lighthouse空間定位系統，讓人們可以在一個空間內自由移動、跳躍，提供了更高明的騙術，讓大腦感覺更和諧，暈眩感就大幅降低了。於是，被評為當今沉浸體驗最佳的VR設備。HTC Vive藉由兩個鐳射盒子(基站)，其內建了 LED 鏡頭，加上一對快速轉動的鐳射發射器，進行快速的掃射整個空間(圖12)。加上其頭盔和手柄都嵌入了鐳射感測器來接收基站發射出來的LED閃光和雷射光束，進行極為快速精准的空間位置追蹤(圖13)。

圖七 : 鐳射盒子(基站)

圖八 : 頭盔和手柄含有感測器

這項Lighthouse空間定位系統，能精確偵測到頭盔的位置和移動方向，並迅速傳送到電腦，加快顯示3D影像的呈現，可大幅降低延遲，達到更佳的視覺欺騙。同時，這項全球獨一無二的空間定位技術，以360度空間精准偵測頭盔和手柄蹤，讓人們能在特定空間的虛擬世界中自由走動，以自然的肢體動作，來和虛擬世界互動。其360度的房間動作追蹤，讓人們在此空間內來探索虛擬世界，達到更佳的身體動覺欺騙。所以HTC Vive的體驗性最好，連迪士尼首席漫畫家都很稱讚，還利用HTC Vive在空中揮動手指，即時畫出<美人魚>動畫。

充分的和諧性

VR產業包含三大塊：硬體、素材和應用。硬體和素材的品質深深影響VR的應用體驗。高效能的硬體和卓越的素材，是提供良好體驗的基礎條件，加上應用的互動設計，來充分提供VR的五項感覺：視覺、觸覺、聽覺、味覺和嗅覺(圖14)。

圖九 : VR的五項感覺

例如，在VR內容設計上，常常把人們的身體當作鍵盤或滑鼠，提供觸覺體驗的資訊，進而進一步影響視覺的呈現。這些新穎的互動不限於視覺，還有聽覺、觸覺體驗等。

所以，VR技術不僅僅是軟硬體技術，還包括內容素材創作和應用互動設計等技術，隨著這些技術的成長，暈眩感將逐漸降低，上述五項感覺將逐漸提升，也將帶來更多采多姿的無框世界和更完美體驗，而充分發揮VR的三項特質(無框、自由度和3D互動)。