臺灣博碩士論文加值系統

觸控技術運用在遊戲設計上，目前普遍仍以滑鼠的單點操控為主，侷限於使用點放、拖拉居多。若要突破傳統的操作方式，觸控面板勢必須要尋求新的技術支援。本研究透過實作多點觸控裝置，導入遊戲操縱中，設計出多點觸控的遊戲類型，並進一步探討未來多點觸控遊戲的可能性。本研究提出的多點觸控裝置不僅具有觸控面板基本性能：不需額外媒介、可與螢幕畫面直接結合使用，更將其優勢擴展至可多點同時操控，變化出多種的遊戲操作方式，例如：雙手旋轉、放大手勢、多人於同一面板上同樂等，配合遊戲多變的場景，多點觸控的互動操作介面，能帶給玩家全新的遊戲體驗。

Application of Touch panel for digital games mostly still remained its control way in using single mouses, such as clicking, moving, and releasing. This research aims on breaking the traditional operation mode in order to construct a new technology of multi-touch panel. Touch panel has two basic advantages： it can be directly manipulated without other assistance, and it can be controlled by touching screen. Relying on these features, the new system applies multi-touch control techniques for digital games. This system is based on the principle of FTIR, infrared photography and image process. Through the muti-touch panel characteristic, the device creates more controlling ways of playing game, such as rotating, scaling, collaborative gameing, and making special gesture. Cooperating with changeable scene images and operating multi-touch interfaces brings game players an alternative game experience.

目錄
第一章 序論 1
第一節 研究背景 1
第二節 研究動機 1
第三節 研究目的 3
第三節 研究範圍與限制 3
第二章 文獻探討 5
第一節 觸控面板技術探討 5
一、電阻式 7
二、電容式 8
三、聲波式 10
三、光學式 11
四、電磁式 12
第二節　多點觸控裝置 14
一、Kinotex 14
二、iGesture Pad 15
三、DiamondTouch 16
四、MATRIX 17
五、Fingerboard 17
六、SmartSkin 18
七、DviT 18
第三章 研究方法 37
第四章 多點觸控硬軟體製作與遊戲開發 38
第一節 內抑式全反射技術實做探討 38
第二節 多點觸控軟體 43
一、軟體開發環境 43
二、多點偵測程式 46
第三節 多點觸控遊戲開發 57
一、原型機設計概念 60
二、二代機設計概念 66
三、特殊效果之設計 73
第五章 分析與討論 77
第一節 研究結果 77
一、本研究成果與touchLib做比較 77
二、本研究多點偵測程式的效能測試 80
第二節 本研究成果與它種多點裝置討論 83
第三節 多點觸控於數位遊戲之應用討論 88
第六章 結論與建議 90
第一節 結論 90
第二節 應用建議 93
第三節 未來研究方向 94
參考文獻 96
英文文獻 96
中文文獻 100
網站資料 102
附件 103
附件一 多點觸控裝置一覽表 103
附件二 DTManager的元件介紹 104
附件三 原型機遊戲畫面 105
附件四 二代機遊戲畫面 108
附件五 攝影機參數設定 111
附件六 Touchlib參數設定 112
附件七 程式碼一 113
附件八 程式碼二 114
附件九 程式碼三 116
附錄十 程式碼四 117
附件十一 本研究裝置與Jeff Han之裝置比較表 118

圖 目 錄
圖1-1 大型機台EZTouch（a）與掌上型主機NDS機身（b）實體圖 2
圖2-3 電阻式觸控面板感測原理示意圖 8
圖2-4 電容式觸控面板感測原理示意圖 10
圖2-5 聲波式觸控面板感測原理示意圖 11
圖2-6 電容式觸控面板感測原理示意圖 12
圖2-7 Kinotex實體圖 14
圖2-8 iGesturePad實體圖 15
圖2-9 DiamondTouch實體圖 15
圖2-10 DiamonTouch硬體運作示意圖（a）與天線（antennas）表面示意圖（b） 16
圖2-11 MATRIX實體圖 17
圖2-12 FingerBoard實體圖 17
圖2-13 SmartSkin實體圖 18
圖2-14 DviT實體圖 18
圖2-15 Jeff Han的多點觸控裝置實體圖 20
圖2-16 內抑式全反射示意圖 21
圖2-17 光譜簡圖 22
圖2-18 聯通原件分析 25
圖2-19 人本互動模式 26
圖2-20 Ballpitu遊戲畫面 32
圖2-21 SpaceBalls遊戲畫面 33
圖2-22 FlickDocument遊戲畫面 33
圖2-23 Collaborative Rotating遊戲畫面 34
圖2-24 Ice-scraper遊戲畫面 34
圖2-25 DiamondSpin文件畫面轉換 36
圖3-1 研究架構圖 37
圖4-1 光路徑於不同角度之接觸表面 39
圖4-2 Jeff Han的光源照射設計 39
圖4-3 系統流程示意圖 44
圖4-4 多點偵測程式採用的影像處理方法 47
圖4-5 掃描方向與畫面區塊大小 48
圖4-6 經聯通元件分析讓布林陣列影像轉為標記編號陣列 48
圖4-7 透過連通原件分析的陣列，求出光點中心與光區大小 49
圖4-8 先前畫面與目前畫面光點比對 50
圖4-9 多點偵測閥值、函式及陣列關係圖 51
圖4-10 原型機控制介面 52
圖4-11 二代機控制介面 53
圖4-12 Dance Dace Revolution 6th MIX（a）與DDR Extreme （b）遊戲畫面 60
圖4-13 KONAMI 的Keyboard Mania遊戲畫面與機台 61
圖4-14 原型機概念設計圖（a）與實體畫面（b） 61
圖4-15 原型機尺寸規格 62
圖4-16 原型機遊戲畫面 62
圖4-17 遊戲流程示意圖 64
圖4-18 原型機音樂遊戲操作流程 65
圖4-19 Activision的Whac-A-Mole 遊戲畫面 66
圖4-20 原型機概念設計圖與實體畫面 67
圖4-21 二代機尺寸規格 68
圖4-22 二代機程式關係圖 69
圖4-23 二代機遊戲流程圖 71
圖4-24 二代機操作方式 72
圖4-25 放大效果示意圖 73
圖4-26 三維幾何傳輸管道 74
圖4-27 放大效果程式流程示意圖 74
圖4-28 縮小效果示意圖 75
圖4-29 縮小效果程式流程示意圖 75
圖4-30 感壓效果示意 76
圖5-1 控制介面比較：（a）本研究控制介面與（b）touchLib控制介面 78
圖5-2 本研究與touchLib之中央處理器使用率（%）比較表 80
圖5-3 本研究在不同點數時之單位影格/每秒（FPS）（螢幕畫面1024x768） 81
圖5-5 邊界「斜看」（Side “Squinting”）（a）、背攝影機（Rear Camera）（b）和立體鏡視覺式（Stereoscopic Vision）（c） 85

表 目 錄
表2-1 各觸控面板比較表 6
表2-2 各裝置比較表 19
表2-3 觸控遊戲操作方式 27
表2-4 觸控螢幕控制與他種控制之比較表 31
表2-5 基本桌面介面功能 35
表4-1 照射方式測試 40
表4-2 不同材質濾光片效果 42
表4-3 軟體開發環境 43
表4-4 硬體環境 45
表4-5 多點偵測閥值表 52
表4-6 微軟.NET環境下之滑鼠事件 55
表4-3 多點觸控遊戲特性表 57
表4-4 程式類別內容 63
表5-1 touchLib與本研究之比較 79
表5-2 本研究與touchLib之中央處理器使用率（%）平均值 80
表5-3 不同點數時之單位影格/每秒（FPS）平均值與下降趨勢（螢幕畫面1024x768） 81
表5-4 單位影格/每秒（FPS）平均值與下降趨勢（螢幕畫面800x600） 82
表5-5 多點觸控裝置原理比較表 83
表5-6 本研究與多點裝置比較 87

英文文獻
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