虛擬雲霄飛車

Abstract

雲霄飛車是個刺激有趣的遊樂設施，但建造雲霄飛車需要大量土地並耗用鉅資以及 時間與人力，而且不能時時變換新花樣以吸引顧客多次光顧。虛擬實境的技術只需 小空間就可以讓人到虛擬世界去神遊，並能隨時更新虛擬世界的景況，這些優點正 好彌補了宴霄飛車的缺憾。我們試圖用虛擬實境的技術去創造一個虛擬遊樂園，並 且要帶給使用者一個逼真的雲霄飛車搭乘感受。 本研究經實地採集及從書刊、網路各方面搜集各類有關雲霄飛車的資料，並旁及相 關的研究如飛行模擬器、駕駛模擬器、運動平台等，經過濾資料後將工作分成三部 份: (1) 開發一套虛擬實境的雲霄飛車軟體; (2) 研製一座適合一般室內空間安置 的運動平台; (3) 製作一個可讓電腦指揮運動平台動作的控制器。在第一部份我們 分析雲霄飛車的受力情況、提出一套方便的軌道建置方式，並對反差強烈景物的視 覺亮度變化提出軟硬體設計建議。在第二部份我們設計製作了一座具有兩個自由度 的運動平台，以油壓缸為驅動器。在第三部份我們製作了一個連接序列通信埠的油 壓閥控制電路，並推導一套方法將人在虛擬環境中的受力情形轉換成運動平台的動 作，藉此表現塔乘著在雲霄飛車上被拋旋的感覺。 根據試乘結果，這座遊戲機可以滿足目前的要求，並能帶給玩者興奮的心情。採用 獨立模組化的設計使得這套系統可以很彈性地更換設備與軟體節目。最後我們也將 分析這座系統可達成的效果及承載能力與模擬限度。