Siggraph Asia 2018 先進技術(Emerging Technologies)解析

「ACM Siggraph」是電腦圖學及人機互動最頂級的研討會，從1974年舉辦至今，主辦地幾乎都在美國，為了讓亞洲地區優秀的研究人員能就近參加，因此自2008年起另外成立「ACM Siggraph Asia」研討會，由亞洲、澳洲地區輪流主辦，其投稿難度亦不亞於「Siggraph」，今(201812/4~12/7)年度首次於東京舉辦。

Siggraph Asia研討會中除了精采的論文發表外，更有許多概念性的先進技術(Emerging Technologies)被推出，包括電腦圖學整合應用、人機互動裝置、實境互動(AR, VR, XR...)應用、特殊顯示器等項目。這個項目通常會吸引最多人駐足參觀，因為可以現場直接感受一下最具未來感的體驗。

今年「先進技術」項目共收錄了18組作品，其中有兩組來自台灣，台大、交大各一組，其餘都被日本學界和業界包辦，雖然往年日本在此項目為主要大宗，但今年竟然沒有其它國家作品入選，實在有點令人不解。今年官方釋出的影片只有收錄9組精采片段，而其它部份可能就得自行參閱官方網站了。接下來就依影片內容順序幫大家摘要一下這些精采作品的概念，希望能讓大家能對這些技術更多了解，如有個人認知錯誤或有其它看法歡迎留言一起討論。

Siggraph Asia 2018 Emerging Technologies 官方影片：

影片來源：Youtube (如遭移除敬請見諒)

[1] Magnetact: Magnetic-sheet-based Haptic Interfaces for Touch Devices

一般平板電腦都有觸控功能，主要是利用表面電容值改變來判定是否按下及位置、壓力等參數，但操作上總覺得少了些實體感，於是該團隊提出透過組合磁性橡膠板或導電材料來當作實體操作的介面，做出如開關、旋鈕、滑桿等項目，讓使用者能更直覺操作，且不須昂貴的設備及技術。

[2] Gill+Man: Breathing Through Gills Experience System

莊子說：「你不是魚怎知魚快不快樂」，所以這個團隊就讓你有魚呼吸的感覺，改用鰓來呼吸。系統主要包括三個裝置，呼吸感應設備，呈現吞嚥感覺的設備和一個給你像透過鰓呼吸感覺的裝置。當你呼吸時會讓讓類似鰓的機構同步動作，拍打你的喉嚨。當透過虛擬實境(VR)眼鏡看到像魚的視角加上魚鰓的動作，就會讓你瞬間變成一隻魚。

[3] Tangible Projection Mapping: Dynamic Appearance Augmenting of Objects in Hands

一般光雕也可歸類在擴增實境(AR)領域，因為眼睛可同時看到虛擬(投影)影像和實體物件。但常見的光雕都是投影在固定物件上，如大樓外牆或白色雕塑作品上，但拿在手上的光雕肯定少見。這個團隊先建立特定實體物件(如兔子、人頭、茶壼)的3D模型，再製作好相關靜態或動態貼圖，當手持物件時利用深度攝影機即時計算出物件的姿態，再投影對應視角內容，如此就可讓本來純白色的物件，立刻變得非常鮮豔充滿趣味。

[4] Spatially augmented depth and transparency in paper materials

一般像漫畫這類2D平面影像看起來較無立體感，而3D影像經過透視視角處理，增加陰影、反光後就能讓渲染在平面上的影像看起來也能有不錯的立體感。這個團隊利用這個特性將一個簡單的圖案，投影上動態漸層(具透明感)陰影，就立刻讓平面圖案好像浮出紙面，令觀賞者有意想不到的驚喜。

[5] RFIDesk: An Interactive Surface for Multi-Touch and Rich-ID Stackable Tangible Interactions

這項技術是由台灣大學團隊提出的，主要結合多點觸控和透明可堆疊的積木來令桌面成像及互動變得更有趣。最底層的平面是一個具有觸控能力的螢幕，而每個透明積木中有射頻識別標籤(RFID)，如此就可得知是那一種積木被堆疊起來。加上積木是透明的所以除了可以有效得知使用者操作的動作外，還可以看到底下顯示內容的改變，讓整個互動變得非常靈活，可作為另類桌遊或教育用途。

[6] Hap-Link : Wearable Haptic Device on the Forearm that Presents Haptics Sensations Corresponding to the Fingers

這項技術主要是在前臂上戴上一組裝置，當壓迫肌肉時可使手指產生相對應的觸覺，相較於別的觸覺產生器體積大且重量重，這樣技術有明顯優勢。目前這項裝置除了可以透過不同的壓力及振動方式壓迫前臂肌肉令使用者產生不同的觸感外，另外亦有加熱裝置使其可以產生高溫仿佛摸到很燙的物品。當裝置以較大力量夾持手臂時就能產生手掌抓取物件的感覺。因此這項裝置很適合配合虛擬實境互動時能有更真實的感受。

[7] FacePush: Experiencing Pressure Forces on Face with HMDs

這項技術是由交通大學團隊提出的，主要是在虛擬實境(VR)頭戴式顯示器兩側增加一組會往臉部推擠的致動器(馬達)，使得操作者能在臉部有更明顯的壓力反應。透過不同的壓力產生模式，如強弱、間歇就可模擬出不同情境，而這裡提供兩種體驗場景，一種是拳擊比賽，當被對手擊中時臉上亦會產生振動，就像真的被打到一樣。另一種則是以較和緩的壓力變化來模擬潛水時臉部有水流過的感覺。

[8] Magic Zoetrope: Representation of Animation by Multi-layer 3D Zoetrope with a Semitransparent Mirror

跑馬燈(Zoetrope)是最早產生動畫的方式，後來有人將其改成3D模型的連續動作加上高速閃光燈以產生更令人稱奇的視覺效果，在周杰倫主演的「出神入化第二集」中那個雨向上飛的橋段便是使用這種技術。在這裡該團隊用了兩組(內、外圈)3D模型連續動作，一組慢(走路)、一組快(跑步），內外用一組半透鏡隔開，當內圈光線較暗(不閃光)時，觀賞者只能看見外圈影像，而當外圈不閃光而內部較亮時，反過來只能看到內圈影像。所以當內外閃光頻率經過一定調整和錯開就能同時看到內、外圈影像，產生令人不可置信的神奇視覺效果。

[9] Edible Projection Mapping

可以吃的光雕投影乍聽之下和前面[3]提到的手持式光雕技術似乎一樣，但這裡有很大不同，他們巧妙的利用一塊可以吃的矩形寒天果凍(Kanten)來反光變成光學標記，所以只需一個普通的網路攝影機就時即時追蹤及偵測盤子的距離，進而改變投影內容。這樣的作法和一般標記型(Marker)擴增實境(AR)原理相同，計算矩型大小和變形(扭曲)程度就可算出投影矩陣(Perspective Matrix)。當使用者玩夠了投影帶來的樂趣後還可把食物都吃掉，這樣的體驗一定令人終生難忘。

 

另外還有9項技術未收錄至影片中，有興趣的朋友可自行到 SIGGRAPH Asia 2018官方網站作更進一步了解。

ACM Siggraph Asia Emerging Technologies官網：
https://sa2018.siggraph.org/en/attendees/emerging-technologies/session/62

延伸閱讀：
SIGGRAPH 2018 先進技術(Emerging Technologies)解析
https://omnixri.blogspot.com/2018/08/siggraph-2018-emerging-technologies.html