電子報
在電影戲劇裡，經常能看到角色能藉由眼前各種數位資料，展現神通解決困難，相關功能總被歸類為科幻效果，但是，在21世紀邁入第24年後，你能想像在歷經多年的技術醞釀，其實夢想逐漸成熟中!
2023年9月Meta公司研發的「Quest3」與2024年2月Apple公司研發的「Vision Pro」等家用型空間計算機在世界各地逐漸發售後，延展實境技術(Extended Reality , XR)的應用不再只屬於專業人員，而開始走向一般大眾也能使用，相關創意發展指日可待。
本期電子報將針對延展實境技術(XR)與空間計算機進行基礎介紹，以及各種讓人心中為之驚豔的不斷，可以在土木與水保工作實行的超強應用!
前言所敘述的使用數位資料進行解決困難的技術，可分成軟體與硬體進行功能搭配呈現。
軟體部分即是「延展實境技術(XR)」，其主要是為了協助人類強化或取代用眼睛看世界的方式，其可細分RE、AV、AR、VR、MR等相關技術，又以AR、VR、MR為近代發展突飛猛進的視覺應用，相關介紹可詳如圖2的名詞定義與介紹。
而本篇電子報將以近期發展較為顯著的混合實境(MR)進行其應用介紹。
硬體部分則為「空間計算機(Spatial Computer)」，從過去個人計算機(常稱為電腦)發明以來，人類可獨立依靠機器計算大量數位資料。爾後行動計算機(常稱為手機或平板)發明後，人類開始進入將銀幕與計算功能結合昇華其攜帶便利性，創造隨時隨地可以計算數位資料的世界。尤其近幾年，空間計算機被發明後，更是突破了用手操作這件事，現在僅需要將空間計算機戴在頭上，即可開始在眼前顯示與計算數位資料，讓使用者能體驗數位空間的專業價值。
空間計算機目前的發展可分為「影像透視(Video See-through)」與
「光學透視(Optical See-through)」兩種，相關介紹如圖4介紹，兩種工具類型均有其優缺點，但Meta與Apple公司尚未採用光學透視的原因，為光學透視較接近於「在鏡片上投影影像」的視覺效果，無法有效的將虛擬世界融入真實世界中，但在講求快速、便利需求下，其發展為必然趨勢。
本篇電子報將以近期較為熱烈話題的影像透視類之應用進行介紹。
另外過去類似空間計算機的頭戴式裝置在XR技術發揮時，通常僅限於裝置內的VR或AR之視覺化效果，較無可進階應用功能。空間計算機相較過去不同的是搭載LiDAR感測器，可進階掃描測繪眼前的空間，並反饋於裝置中進行同步計算與應用。相關延伸科技如適用人類觸感的空間搖桿、空間畫筆，甚至可配合現在最流行的AI聊天機器人功能，如STYLY公司與AI-Google Gemini合作，在Vision Pro推出空間聊天機器人，可詢問機器人眼前事物的相關問題後，裝置將自動掃描眼前的事物，並回答出該事物相關資訊，提供使用者更多參考情報，相較過去需要上網打字搜尋或者以圖搜圖等功能，便捷性大幅提升。
以下將以土木與水保工作為主，介紹各類型的工作在目前與空間計算機相容的應用程式，如何展現各種有趣的應用成果:
目前相關的應用程式有「Spatial Earth」與「スーパー地形」等程式，「Spatial Earth」如同空間版的Google Earth，可在眼前展性出整個3D地球的宏觀視覺，更可放大至想要呈現的區域，展現極細節的3D地形與建物；「スーパー地形」可套疊各項圖資(如地質圖、地形圖)，並擁有測量地形高程斷面與展示身歷其境的VR視覺化等功能，上述的應用程式相較過去在平面資料的呈現，可更為突出與便捷。
另外長期致力於空間資料進行MR展示的Hololab公司，則在空間計算機-VisionPro於2024年2月世界首發時，特地至美國購買機器，積極回到日本將 過去研發的應用程式開發相容於該機器中，讓使用者能搶先一步擁有更好的體驗成果。例如該公司的應用程式-torinome，則致力於展現現實世界的數位孿生平台，以日本國土交通省推動之PLATEAU計畫提供的3D城市模型為基礎，透過程式將各種格式的GIS、圖像、視頻和3D模型放置於上進行管理和視覺化。
日本日經新聞推出「日経空間版」，跳脫過去紙本資料的篇幅繁雜特性，可使用多視窗方式呈現新聞資訊。其中，關於近期日經新聞的日本歷年地震介紹專欄(影5-1:51處)，不同以往的紙本統計圖，而是利用豐富的動畫與視覺化讓人深入了解日本歷年地震的基本資料與防災資訊，這是紙本資料做不到的事，也將是紙本資料進化的契機。
過去常用手指作為目視測量物體時的比例尺，如今應用程式「Hand Calipers」則實現把手指當作真正的測量工具，結合空間計算機的LiDAR感測器與偵測手指定位之功能，讓我們無時無刻，可以動動手指就可以量化出想要測量的物體，這項應用也讓人們充滿更多想像。
上述提及空間計算機具備的LiDAR感測器，SR Measure公司嘗試開發利用空間計算機進行測量體積的功能，只要針對目標物走動環繞，使用眼睛持續對準目標物，即可完成物體的掃描，快速得到體積成果，不用再持有任何工具就能如同超人般的超能力，在未來將有更多難以想像的創意發展。
空間計算機器的多視窗功能，也在測量儀器的使用上擁有很大的幫助。例如無人飛行載具UAV在執行拍攝作業時，經常僅依靠手機或平板顯示器進行單一畫面顯示飛航資訊，如果需要得知其他飛航資訊，則需常常切換畫面或瀏覽器，可能會有畫面遺失的風險。空間計算機的多視窗功能，可展示手機飛航畫面，並同時展示飛航軟體內其他飛航資訊，比對當下UAV空中狀態與周遭環境資訊情報，讓使用者能有更多的飛航判斷依據，提高飛航的安全性。
當空間計算機擁有對於空間資料的計算能力，即衍伸出在眼前即時創作的功能。HoloLab公司推出應用程式「Spatial Paint」，藉由手指在空中的揮舞，在眼前即出現一豎豎的畫筆墨跡，跳脫過去需要平面才能繪圖的框架，未來構造物設計時將會有不一樣的創作形式。
關於3D模型，過去僅能依靠平面顯示器進行展示，需要空間自由展示與量化時，可能會因此有所受限。Matterport公司過去以展示3D模型平台為優勢，在空間計算機發明後，開發可匯入各項掃描儀器拍攝的3D模型，在空間計算機進行空間展示與量化，除了UAV、光學掃描儀產製的3D模型外，電子報常提及的手機建模之3D模型，亦可匯入(影片1:45處)，未來相關的電子設備不再僅限於自身的工具採集與視覺展示，而是可互相搭配應用創造更多的價值。
Matterport公司目前持續該3D平台的應用成果，歡迎大家點選前面連結，追蹤更多相關最新資訊。
土木工程的建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)概念，在業界已推行很久的歷程，但往往受限於設備、軟體與人員的技術差異，通常無法貫徹BIM想要讓從業主、規劃設計者、施工者共同了解與討論設計內容的願景。但當空間計算機的出現，只要人人戴上機器後，即可快速同步眼前的構造物，從設計端的設計圖稿，到現場的施工情形，均可完整重現規劃的施工流程，以3D物件或動畫形式在眼前簡單快速呈現、討論和修改，讓BIM不再限於一定專業的人士才可參與，未來在工程事務溝通上會更加有效率。
電子報第83期曾提及使用空間計算機進行ICT施工的輔助，文中分享準天頂衛星システムサービス株式会社開發利用國產衛星定位技術配合空間計算機，進行防砂工程設計圖說在現場MR展示的功能，結合衛星公分級定位與空間計算機視覺展示的成果，讓使用者能更了解與掌握現場的施工狀況。
SynergyXR公司則利用該公司XR顯示平台，使用UAV拍攝的照片與影片至手機建模線上平台-polycam快速產製3D模型，後續將3D模型匯入XR展示平台後，利用空間計算機進行展示，可從展示成果看到由不同使用者使用空間計算機與各種顯示器進行施工現場討論作業，整體的工程管理效率在此案例上有所證明(流程影片詳上述連結)。
本期電子報綜整延展實境技術(XR)和空間計算機的基礎介紹及實際使用案例，希望讀者能夠比其他人搶先了解發展概況，並想像未來的各種創意應用。期待大家能未來有機會能購入價格適宜的機器，並在如同每個時代計算機的應用程式之爆炸性創意研發下，讓你我的在工作或生活的使用機器的輔助上有所幫助!
