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【工業設計課程】巨匠電腦分享SolidWorks推出工業設計軟體囉!

錚/

巨匠電腦分享,跨出機械設計,SolidWorks推出工業設計軟體囉!

達梭(Dassault)旗下的3D CAD設計軟體公司SolidWorks,推出其首款工業設計軟體--SolidWorks Industrial Design,整合3D設計、概念設計、雲端協同設計於一身,正式由其多年來擅長的機械設計跨足工業設計領域。

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在2月中旬於美國鳳凰城舉辦的SolidWorks World 2015全球用戶大會上,達梭(Dassault)旗下的3D CAD設計軟體公司SolidWorks,推出其首款工業設計軟體--SolidWorks Industrial Design,整合3D設計、概念設計、雲端協同設計於一身。

SolidWorks新任執行長Gian Paolo Bassi指出,市場研究公司IDC預估2020年將有2千億個連網裝置,在面對雲端與物聯網(Internet of Things,IoT)時代的到來,SolidWorks必須積極擁抱未來,而SolidWorks Industrial Design就是呼應IoT與雲端趨勢的設計軟體。

IoT潮流將會對產品設計帶來新的改變,SolidWorks World 2015會場上最吸睛的Parrot公司的Bebop四軸飛行器,就是最好的寫照。這款四軸飛行器不僅在大會開場時伴隨甫卸任的SolidWorks前執行長Bertrand Sicot一起登臺,在展覽會場的無人機操控體驗攤位上,也時常大排長龍,其受歡迎的程度可見一斑。

法國新創公司Parrot是備受矚目的IoT智慧裝置公司,其四軸無人機、植栽感測器的外觀設計,大量採用弧線與流線曲面,這也是消費型IoT產品的特色之一。Parrot Bebop四軸飛行器,以及該公司另一款物聯網產品--Flower Power植栽感測器,可由手機掌握植栽的日照、溫度、濕度與土壤肥沃度的智慧型感測器,皆採用SolidWorks Industrial Design來設計產品。在這兩款產品上可發現IoT裝置的諸多特性:與智慧型裝置連網、產品外觀新穎、造形富有變化,尤其是以消費性市場為目標的IoT產品,在外型與構造上更是以優雅的弧線與曲面創造出新潮感。因而工業設計師往往採用如Alias、Rhino、Maya等工業設計軟體(Industrial Design CAD,IDCAD)或3D動畫軟體,來設計產品,而原本擅長於3D機械設計(Mechanical CAD,MCAD)的SolidWorks,對此可說是力有未逮。

SolidWorks Industrial Design的推出,代表著SolidWorks將版圖由工程師推向前端的工業設計師,以掌握IoT時代產品設計的需求。這套軟體建構在達梭的3DExperience雲端協作平臺,產品設計師可以直接手繪概念草圖,接著由軟體轉換成參數化的表面,填充3D模型,並且可以自由造型(Freeform),在同一個圖面也可輸入機械數據,由機構工程師接手設計。從概念藍圖到3D模型的建立與編輯,都可在同一個介面完成,不需要再將設計圖特別轉換到工程圖。


SolidWorks Industrial Design提供產品設計師直覺地手繪產品概念草圖。


根據概念草圖,可轉換為帶有參數的3D建模,設計師可利用自由造型(Freeform)功能,快速建立3D模型。

SolidWorks Industrial Design也藉助於達梭3DExperience平臺的雲端協作與社交討論功能,設計團隊成員在任何地方皆可使用這套軟體,除了可由平板等行動裝置操作,同時SolidWorks也提供直接在瀏覽器上設計。同時,設計作品、修改過程與討論皆可集中儲存,產品設計師從概念藍圖的設計階段就可與團隊成員分享,彼此給予意見。除了文字討論,設計師也可以直接修改該設計案,這套軟體提供分支設計的功能,可以直接複製原設計案的圖型,修改後儲存為另一個分支的設計案,並提交至線上平臺,讓整個團隊一起比較討論。


SolidWorks Industrial Design建立在達梭的3DExperience雲端協作平臺,除了提供團隊協作的入口網站,團隊成員可在任何地點參與設計案,以瀏覽器或行動裝置參與設計。

在去年的SolidWorks World大會上,其實已經先宣布了SolidWorks Industrial Design的產品概念,並在去年由幾家產品設計公司先行試用。原本這套軟體名為Industrial Conceptual,顧名思義在補強產品設計過程中,主要由前端的設計師發起的產品概念設計,然而先期試用的企業建議,這套產品已不只是概念設計,可稱為工業設計了,因而SolidWorks順勢在正式發表時命名為SolidWorks Industrial Design,而另一套原名為Mechanical Conceptual的機構概念設計軟體,也因客戶使用經驗反應其用途不僅只於機構的概念設計,而改名為SolidWorks Conceptual Design。

SolidWorks Industrial Design設計操作過程

自由描繪造型
先以手繪方式在電子圖紙上描繪線稿,再藉由拖拉調整造型。


建立3D模型表面
基本造型建立之後,接著拉出3D模型的表面。


建立3D模型
建立3D模型,透過推拉方式調整到想要的造型,此時3D模型皆已參數化。


雲端協同設計
發布到雲端平臺,團隊成員可立基於他人的設計案,建立分支設計版本,提出修改建議。


合併設計案
設計團隊成員可基於目前的設計,增添更多的功能,並可合併至原來的設計案。


以3D PDF檔輸出
透過SolidWorks MBD(Model-Based Design),輸出3D PDF檔,達到無圖紙化製造。

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文章與圖片出處: http://www.ithome.com.tw/news/94164

【APPLE實務應用課程】巨匠電腦分享,當Apple Watch不跟iPhone連線,它也不只是支Watch!

錚/

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巨匠電腦分享,當Apple Watch不跟iPhone連線,它也不只是支Watch!

我們都知道 Apple Watch 最大的特色就是可以兼具 iPhone 的小幫手,讓我們不需要一直拿手機便能直接從錶上收到通知,不錯過任何最新的消息。那麼,若是 Apple Watch 沒有跟 iPhone 連線的時候,能做些什麼呢?!

首先,我們知道 Apple Watch 可以透過藍牙跟我們的 iPhone 做配對,然後便能在手錶上接收到 iPhone 上會有的通知,例如信件、Facebook、訊息,甚而還能夠講電話。事實上,Apple Watch 可不只是因為它有錶面和錶冠就來當個平凡的 Watch,而是當我們就算在不和 iPhone 配對的時候,也有獨立的功能可以使用唷!

。看時間、定時器- 這點應該就毋庸置疑,踩踏著讀秒節奏的米老鼠錶面,就是一個手錶不是嗎?! 而圈圈中還有著碼表的功能,可以讓你在任何情況下來幫自己的速度計算上時間。

。量心跳- 這也是 Apple Watch 的招牌功能,Apple Watch 的心率感應器使用的是光體積變化描記法。簡單說,就是用手錶背面每秒閃爍數百次的 LED 燈,來透過折射計算出我們每分鐘的心跳次數。

。紀錄活動- 這個 app 是以簡單 (又可惡?!) 的圖形畫面來呈現我們的日常活動記錄,透過這三道分別表示”活動”、”運動” 和 “站立” 圈圈來瞭解我們自己每天消耗多少卡路里、活動了幾分鐘和站起身等數據,如果我們坐太久,甚至還會出現請我們起身的通知!然後,這個就算不連手機,它也會很 “盡責” 的通知我們。

。聽音樂- 如果我們有在連線時將手機中的音樂同步到 Apple Watch 裡,日後若沒有連線也可以直接用手錶來聽音樂。

。看照片– 透過先前在 iPhone 中的設定,便能將曾經同步過的相簿放在 Apple Watch 之中,這樣日後即便沒有與 iPhone 連結,也是可以直接從手錶中的相簿 app 來重溫照片的感動。

。傳 iMessage- 這點比較特別,原來 Apple Watch 只要曾經跟手機配對時,連過家裡的 WiFi,日後在家中即便是沒有藍牙跟手機配對,Apple Watch 也能夠用家中的 WiFi 來跟朋友 iMessage 傳送訊息!同樣的道理,如果在家中還是可以查看天氣、行事曆等等,Apple Watch 也是能夠完成的。

。siri- Apple Watch 的 siri 還是會工作!我們依舊能夠請他幫我們打開 app、設鬧鐘,甚至跟她聊天(?!),不過如果想要設定行事曆或上網,則還是得透過網路跟手機。

整體來說,Apple Watch 是一款單獨存在時能夠兼具計時與運動幫手的工具、在家中可以透過上網的紀錄來增加查詢和設定的”幫手”功能,等開啓藍牙和 iPhone 合作後,便再加上通話與通知成為一個完整的 “貼身管家”!

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【3D多媒體動畫課程】巨匠電腦分享,壹動畫用IT加速動畫製作流程

錚/

巨匠電腦分享,壹動畫用IT加速動畫製作流程,全球首創動新聞連CNN都佩服

全球唯一製作動新聞的動畫公司,2小時內就可製作出一部動新聞,甚至路透社等都找上壹傳媒動畫。到底此結合新聞快速工作流程的動畫公司,如何不斷改善工作流程以加快工作效率?
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壹傳媒動畫於2009年推出以第一部以動新聞還原老虎伍玆車禍現場,讓觀眾了解排名世界第一的高爾夫選手的車禍如何發生,震驚CNN、路透社等全球媒體界。

他們不但讚嘆動新聞將原本僅用文字呈現的新聞,配以有趣的3D動畫和故事情節以動畫呈現出來,甚至能快速地在2小時之內,就產出90秒的動畫,做到原本電影動畫公司要耗費45天才能製作出來的事情,而壹傳媒動畫更是全球唯一製作出動新聞。

壹傳媒動畫如何將耗時、耗功夫的製作動畫過程,融入步調緊湊、快速的新聞產業,就是壹傳媒動畫從2007年成立以來就面臨的挑戰之一。為了因應新聞快速的製作步調,擔任壹傳媒動畫臺灣分公司資訊部總監的彭仲然,不但負責推動跨各部門IT資訊系統整合,而熟悉動畫製作流程的他,更積極協助工作人員改善工作流程,在達到2小時以內就成製作出動新聞的過程中,扮演了關鍵的角色。

最重要目標為加快所有的工作流程

彭仲然在香港理工大學念的就是結合動畫和資訊科技的科系,2003年至2008年,彭仲然在香港電影動畫公司工作,因此他熟悉每一個製作動畫的環節,進入壹傳媒動畫之後,他說,不同於金融機構將IT系統的穩定性視為最重要的原則,壹傳媒動畫最重視的就是加快所有的工作流程,才能在短時間製作出最多的動畫。

另外,製作電影動畫的工作複雜程度最高,再來是電視劇,最後才是現在製作的動新聞,由於有在電影動畫公司的工作經驗,因此,彭仲然很快就可以了解業務部門的工作流程,才能進一步幫助他們有效率地縮短工作流程。他說,在媒體業天天都會遇到新的挑戰,可以每天動腦思考如何解決,就是很有趣的事情。

2007年壹傳媒在臺成立壹傳媒動畫,但一直到2009年才開始正式發表第一部動畫,一年半中間,壹傳媒動畫最重要的工作就是要將全臺灣最頻繁出現的場景,如計程車、便利商店等,都製作成模型,一共約製作出了數萬筆模型,再全部納入資料庫中。

為了保護這些重要的資料,壹傳媒動畫進行了異地備份,除了目前使用的資料放在臺北之外,也已經將資料分別儲存於香港與臺中。

彭仲然表示,製作出越完整的模型資料庫,就越能加快動畫製作過程,但是,要將原來如電影動畫公司一天只能製作出2至3秒的動畫製作流程,加快到90秒的動畫,要在2小時以內生產出來,就不是光是製作完整的模型資料庫,可做到的。

運用平行作業流程,加快工作流程

因此,壹傳媒動畫研發出多部門的平行作業流程,首先內容提供部門會根據蘋果日報網路中心動新聞編輯小組所提供的劇本,花10至15分鐘製作動畫腳本,然後該動畫的負責人會召集所有的製作人員,如Motion Capture製作人員、模型動畫師、音效師等開會,將工作同時分派到不同的部門後,就立即著手展開平行式作業。

舉例來說,製作Motion Capture的工作人員會根據動新聞編輯小組所製作的腳本,來設計要拍攝的動作,如動畫導演會和3D演員溝通要拍攝的臺詞與動作,每一位演員身上要裝上55個動態捕捉點,再透過Motion Capture,演員的動作會直接被紀錄下來。

同時,模型設計師就會根據腳本,在模型資料庫中,挑選需要模型的元件,如場景、衣服與配件等。

同一時間,而音樂部門也開始準備音效與進行初步的剪接,最後,動畫師收到所有的素材後,就可以開始製作動新聞。

不過,彭仲然說,並非每一次動畫都可以在2小時之內完成,製作動畫的工作人員也會遇到各式各樣的資訊上的問題,導致工作時間延遲。舉例來說,同時有5至6個人同時剪接影片,就會占據所有的網路頻寬,導致延遲到其他人的工作時間,此時,彭仲然會立刻要求該支動新聞的製作主管,減少進行剪接的工作人員。

彭仲然表示,資訊部門的目標就是要嘗試用各種不同的方法,幫助業務單位將不必要的流程轉為自動化,以加快工作效率。不過彭仲然說,過程中也遇到很多瓶頸,如動畫製作過程延遲,檔案傳輸速度很慢等,資訊部門為了要了解每一個製作環節發生什麼問題,彭仲然上任後開發了監控工具,以檢視哪一個環節速度變慢,或者那一位工作人員的儲存空間即將滿載等。

彭仲然說,由此曾經發現工作人員使用高畫質預覽圖片,導致頻寬被一個人占滿,此時就會和工作人員溝通,若只是預覽圖片,就不需要使用到高畫質,這會占到其他同事的頻寬,並不符合經濟效益。

不過,彭仲然表示,和業務單位溝通的過程中,儲存是最關鍵的問題,不僅壹傳媒動畫的線上資料量已經累積到高達約300TB,兩年前壹傳媒動畫的工作人員反應,檔案傳輸太慢等,延誤了動畫製作的時間,後來發現問題的癥結就在於儲存設備。

過往,壹傳媒動畫曾經藉由不斷地增加儲存空間來解決這問題,但是,由於一定要中斷服務才能擴充儲存空間,因此,過去在開會時,常在煩惱要如何才能度過明天。

另外,他說,儲存設備不像網路設備,如花100元就可以將網路速度提高一倍,而儲存容量,同樣花100元,可能才能擴充百分之一,因此如何思考節省儲存成本,就是動畫產業長久面臨到的困難之一。

彭仲然表示,為了要解決此問題,經過多方測試,於2012年導入EMC Isilon解決方案,由於此儲存架構具有單一檔案的水平擴充功能,而儲存速度分為最快、中間、最慢三個等級,當IT人員發現工作人員在製作動畫時,會將檔案放到最快的儲存設備中,已經做完後,就放到中間速度的設備上,若是一段時間都沒有運用到,就會放到最慢的儲存設備上。

另外,會透過監控系統觀察,若有哪一位工作人員的儲存空間快滿了,資訊人員會事先增加儲存容量,他說,5分鐘以內可以增加2至3TB,因此之後就沒有再遇到關於儲存的問題。

設有技術部門與研發部門,協助簡化工作流程

壹傳媒動畫為了要確實走進業務部門,幫忙他們解決工作上遇到的問題,甚至在製作部門下,專門設有兩個單位,分別是技術部門(Technical Director)與研發部門(Research & Development)。

彭仲然說,技術部門與研發部門之間最大的不同是,如將工作流程分為A、B、C、D、E五個環節,技術部門負責思考如何將A至C的過程自動化,以降低工作時間,而研發部門則是想方法讓A直接跳到E,才能大幅縮短作業流程。

舉例來說,壹傳媒動畫的技術部門會到動畫製作部門逐步了解每一個動畫製作環節,如果發現有一個工作環節是工作人員每天都必須要做到的,代表就可以將這流程自動化。如以前模型設計師挑選好素材後,動畫師要再從資料庫中找尋素材,再將素材放到電腦動畫製作軟體3D Max和Maya中,此過程就要耗費5至10分鐘。

壹傳媒動畫技術部門發現此問題後,設計出了一套應用軟體,當動畫設計師開啟3D Max和Maya時,電腦就已經自動將動畫製作人員所需要的模型與素材,加進3D Max和Maya中,這套應用軟體就可以幫助工作人員節省5至10分鐘的製作時間。

另外,以傳統的動畫製作過程來說,如每一個人物模型都有一個骨架,但由於每一位新聞人物的體型都不一樣,若每次都要根據人物體型再調整模型的骨架,就會增加製作動畫的時間約20至30分鐘,因此,技術部門也研發出一套工具,可以將骨架自動套入模型中,才能順利在2小時之內就製作出一部動新聞。

另外,壹傳媒動畫研發部門正在研究虛擬相機,以前3D演員在虛擬環境中演戲時,導演會先進行Motion Capture,在後製時再設計鏡頭等,不過使用虛擬相機時,可以在拍攝時就直接決定該場景要用的鏡頭,例如這場需要取演員的上半身,就可以直接透過虛擬相機拍攝,而非之後還要再花時間設計。

由於此虛擬相機為有線的,導致導演行動的範圍受限,壹傳媒動畫資訊部發現此問題後,不但將有線替換為無線的,還依據拍攝的時間等,幫導演準備合適的行動電源,彭仲然說,導演至今還很感謝壹傳媒動畫資訊部所提供的服務。

彭仲然表示,很多公司把資訊部門僅當做支援功能,不過,對真正靠IT賺錢的公司來說,資訊人員要和業務部門一起開會,了解他們做的每一件案子。資訊部門藉由公司會議等,了解到未來公司的發展需求,事前備妥IT設備,因此,不光是提供IT支援,甚至可以做為公司領航者。

遭受大規模DDoS攻擊後,找來CloudFlare研擬對策

此外,蘋果日報於今年六月繼香港公投網站,就遭受到大規模分散式阻斷服務攻擊(Distributed Denial of Service,DDoS)網路攻擊,而壹傳媒動畫因為和蘋果日報共用網路,因此難以避免地同時遭受到DDoS攻擊。而蘋果日報也已經找來先前助香港公投網站對抗大規模DDoS攻擊的網路服務商CloudFlare,協助思考解決對策。

彭仲然表示,面臨到此攻擊,蘋果日報也正在思考重新設計資安機制,甚至著手研擬出災難備援計劃,以確保日後報紙可以準時出刊。

不過,他說,在2017年舉行香港普選以前,只要有大規模的群眾活動,就難以避免再次遭到這類大規模的DDoS攻擊。


壹傳媒動畫資訊部總監彭仲然表示:「IT人員要和業務部門開會,了解公司未來發展,事前將IT設備準備好,甚至可做領航者。」

CIO小檔案

彭仲然

壹傳媒動畫資訊部總監

學經歷:畢業於香港理工大學,曾先後任職於香港政府資訊部門及擔任意馬國際有限公司資訊長,負責重建公司的資訊系統,之後轉任至香港商壹傳媒動畫有限公司任職,持續推動跨公司部門IT資訊系統整合與協助工作人員加快工作流程。現為壹傳媒動畫資訊部總監


公司檔案

壹傳媒動畫

●      地址:臺北市內湖區行愛路141巷48號

●      網址:www.nma.com.tw

●      成立時間:2007年9月5日

●      員工人數:約500人

●      直屬主管:執行長吳達光

●      資訊部門名稱:Management Information System

●      資訊部門主管職稱:總監

●      資訊部門主管姓名:彭仲然

●      資訊部門主要業務:主要負責壹電視、蘋果日報和爽報的動畫製作業務,同時亦承接國外新聞媒體的客製化動畫需求

●      資訊部門人數:18人

●      每年IT預算:約100萬美元

●      資訊部門分工:Storage、Network、Application

 

IT部門大事紀

●      2007年:壹傳媒動畫成立,建置動畫模型資料庫

●      2009年:正式發表第一支動新聞

●      2012年:導入EMC Isilon解決方案

●      2014年:遭遇大規模DDoS攻擊,與網路服務商CloudFlare合作

巨匠電腦也開設了3D多媒體動畫課程,內容包含動畫特效設計、3D動畫造型設計等等,快來巨匠電腦輕鬆學!

文章與圖片出處: http://www.ithome.com.tw/people/91027

 

 

 

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錚/

巨匠電腦分享,檢視行動裝置的3D人機介面UI開發關鍵。

行動裝置在硬體技術持續升級趨勢下,不只擁有幾近桌上型電腦的運算資源,在硬體架構方面也有趨近於桌上型電腦系統的技術發展,而在有了硬體性能的奧援下,Realtime render的即時重繪3D效果得以實現於裝置的人機介面應用,除硬體有能力做到3D UI外,在產品開發階段還須注意哪些關鍵問題?

在行動裝置的產品發展中,人機介面設計一向是極為重要的議題,尤其行動裝置在使用情境、屏幕尺寸等操作環境限制下,使用者介面(User Interface;UI)的整體架構設計,有否注意到Use Flow便利性與使用者經驗(User Experience;UE)思考,在近代的熱門產品中已經獲得驗證,是左右產品能否熱賣的重要關鍵。

觀察近期的幾款熱賣產品,例如,Apple的iPhone,這款產品看起來似乎為iPod Touch加上無線通訊模組這麼簡單的組合,但事實並非如此,在核心的電話應用中,iPhone利用iPod Touch原有的iOS系統基礎,採取一致性的UI元素進行功能整合,同時將iOS觸控操作的優勢發揮極致,讓整體的操作體驗超越傳統智慧型行動電話的表現。

觀察iPhone的市場成功因素,除了在現有商品的UI呈現、UI Flow、User Experience…等關注的重要議題外,iOS本身即在系統層面整合OpenGL ES,透過SDK提供完整OpenGL ES API開發資源,讓相關軟體開發商得以用最短的學習曲線將OpenGL ES為基礎的Realtime 3D render技術導入APP或特效,讓行動裝置的UI可以進化到Realtime 3D render應用水準。

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分析iPhone的iOS Device成功模式會發現,讓原有的操作介面獲得最佳的Flow與設計,只是做好使用者介面的第一步,若還要達到讓消費者眼睛為之一亮、進而萌生強烈購買的慾望,產品的第一印象或是應用體驗,在應用端的UI設計中,就必須尋求更吸引人的方案,其中3D化的Realtime 3D render GUI(Graphical user interface)即是目前行動裝置最熱門的應用技術議題。

3D GUI的整合現況

在產品面,即便iPhone產品已經具備了開發3D GUI的有利條件,如硬體加速技術、完善的Open GL ES開發資源,但現況卻是未能在iPhone UI見到大量的3D應用,反而僅有在APP轉換或是多工切換,會看到iOS核心的3D GUI特效,而在APP的部分以iBook臨摹實際書頁的Page Flip、書店/書櫃畫面轉換時,才能發現OpenGL ES的實踐效果。

整合3D GUI的好處相當多,尤其是數位閱讀的應用領域,幾乎已被Amazon的EPD(Electronic Paper Display) Kindle閱讀器搶占大半市場,後進的Apple iBook產品,想在這個產品類型有突破性的進展,就必須在技術整合方面有更亮眼的表現差異,例如EPD在彩色化與動態呈現方面的弱勢,正好就是Apple iBook可以著力的切入點,而iBook也是第1套電子書APP整合Realtime 3D render技術Page Flip與書櫃翻轉3D特效的閱讀軟體。

iBook順暢的3D翻頁動畫視覺效果,搭配超炫書店/書櫃轉換特效,讓使用者立即體會到,有無3D功能實踐,竟能讓行動裝置的應用體驗有了全新感受,也讓iBook軟體一上APP Store就在電子閱讀市場建立新的技術門檻,即便隨後也有類似彩色化產品標榜具3D Page Flip效果,但似乎僅有iBook的印象能深植消費者心中。

事實上,多數產品開發者所面臨的現況並不如iOS的APP開發這麼順心,雖然iOS的應用程式發展平台,有硬體單一、一致性UI與特效環境資源豐富的開發優勢,但實際的開發現場,開發者所面臨的整合環境並非如此完善,若想在產品內整合前衛的3D GUI特色,就必需自行定義、開發相關功能組件,或是直接尋求可用的SDK來整合至產品中,用最少的資源進行功能需求方面的整合設計。


實踐3D UI必備的硬體基礎

就實踐3D UI的方式來看,雖然在未有硬體加速奧援的前提下,透過軟體或是仿3D實為2D畫面處理的程式技術,也可達到類似3D的效果,但實際上3D GUI的開發需要在額外添加的動畫特效不影響原有操作的前提下進行,而利用軟體或是模擬式的3D技術,必須耗用大量的畫面處理,增加了核心處理器的運算負荷,這在3~4吋的行動電話型態的小尺寸螢幕行動裝置搭配一般性能不算差的處理器,或許還能得到高性能表現,但實際上此種作法也會讓裝置的電力大量消耗,影響產品的整體效能。

3D應用越來越熱門,行動電話、平板電腦等產品,也在硬體方面嘗試整合3D圖形加速晶片,搭配系統的底層技術支援,讓行動裝置在呈現這些視覺效果的同時也能獲益於硬體3D加速,讓整體裝置運算不致於過度集中於核心處理器,達到全面性的省電與效能平衡表現。

以目前的智慧型手機為例,大多選擇採行相對省電的ARM處理器,建構嵌入式系統應用,其運作時脈往往達到1GHz或更高水準,而近來初發表的Android 3.0(Honeycomb)平板系統,檢視其硬體規格亦相對亮眼,尤其在硬體3D圖形加速的整合設計方面,亦回應市場對於嵌入式系統3D硬體運算資源的急迫需求。

像是ASUS的Eee Pad產品、Motorola XOOM等新一代Tablet平板裝置,即具備dual-core NVIDIA Tegra 2雙核處理器,該處理器亦提供3D加速引擎,可輕鬆因應大量的3D GUI系統開發需求。檢視熱門的Tegra嵌入式處理晶片,包含了APX與CSX兩大產品線,其中APX是針對手機市場開發,CSX則是針對中、大型屏幕需求開發,如車載多媒體系統、MID、Tablet、Netbook等較大型設備,除了運作時脈差異外,Tegra系列在1080p影音解碼、3D硬體加速已是基本功能。一般而言,Tegra與多數嵌入式應用處理器近似,包含CPU、繪圖、多媒體運算、I/O、儲存控制…等必備的基本能力,Tegra第1代採用ARM11核心、2代則是改採雙核Cortex-A9核心。

最新的Tegra 2除運算用途的Cortex-A9核心外,顯示核心乃為此代架構的關鍵重點,原1代架構的繪圖核心是基於時脈為130MHz Geforce 6基礎,為具兩組pixel shader units、兩組vertex shader units及兩個texture mapping units(TMUs)。Tegra 2繪圖核心與1代同為基於GeForce 6,但設計上藉由運作時脈提高,以強化Tegra 2的實際3D運算加速性能,而核心架構並未改變,主要是整體性能的全面提升為主,若當Tegra 2所整合的3D運算任務在核心無法達到需求時,也可透過CUDA技術提升整體3D效能。


發展3D GUI以強化產品使用體驗

在發展3D GUI實務上,多數硬體開發業者會將產品開發重心過度聚焦於功能層面,例如,產品的硬體規格與功能、儲存媒體的容量…等,卻忽略了硬體裝置的操作體驗,而後者才是產品能否成功的關鍵。如何在簡潔設計與功能豐富度之間取得平衡,在產品規格多數相近的市場環境下,往往成為產品勝出的要因。因此,產品外在的UI與使用者經驗的整合,是產品開發前務必審慎考量的重點。

以行動電話為例,3D化的GUI可以讓初次接觸產品的消費者,在同質產品間進行比較時,會有顯著的技術差異印象,但這是基於硬體效能可以奧援3D GUI的假設下才會有的情境,產品必須提供順暢的GUI操作體驗才能吸引消費者青睞。3D GUI的性能關鍵,在於UI引擎可充分應用硬體3D加速的效益,UI引擎整合如OpenGL ES的技術標準,讓UI引擎的開發成果可以輕鬆轉移到多款支援OpenGL ES加速的硬體裝置。

評估性能表現,3D GUI的引擎核心,必須具備可高效運行的基礎,先不論使用介面設計優劣,至少在功能展現方面必須達到與2D GUI近似的效能水準,尤其是執行功能項目後經1~2秒的動畫展演,繼而快速執行對應的程式,這部分可以透過建構相關特效展演的KPI(Key Performance Indicator)或自定義合理的Benchmark進行檢核,讓產品在整合3D特效後還能維持與2D圖形介面近似的操作效率,避免做出整機運行效率低落或干擾操作的失敗產品。


整合3D GUI必須考量效能表現問題

而能達到高效能的3D GUI表現水準,在軟體技術方面,必須在UI引擎的開發採取更進階、積極的開發手段,例如,採native C++或對系統資源更能掌握的程式語言,進行核心架構開發與最佳化設計,強化引擎對CPU/GPU的控制能力。觀察3D UI引擎的關鍵效能指標,可從幾個重點進行評估,例如,展演動態效果的Frame rate效能、GUI整合的便利性,與完善的引擎架構。

在動態效果的呈現水準方面,如果引擎性能不彰,沒有嘗試在引擎程式碼方面進行最佳化設計,雖然3D引擎仍可實作出欲使用的3D執行效果,但卻因為引擎性能拖累了動態展演的擬真水準,例如,出現畫面遲滯或是貼圖表現不佳…等問題,此類效能水準的觀察指標,係在標準的硬體評估平台,可以達到多少的frame rate。

以SPB的UI Builder核心引擎為例,其畫面的處理即可達到60 frame/sec,雖然肉眼不見得能辨識30或60fps的表現差異,但若是在相同的參考硬體平台上,3D圖形引擎都能辦到60fps的Realtime 3D render,這表示即便是UI對應的操作應用會消耗部分系統效能,在3D特效展演方面也可以達到24~30fps水準,該UI即不會出現2D或3D GUI的視覺體驗落差。

先前也有提過,強調3D GUI使用體驗的產品,多半以行動裝置居多,而這些產品又對電池性能有較多設計考量,在應用3D UI的同時,也必須針對電池應用的負荷進行評估,例如,開發階段應分別就原有的2D UI與3D UI進行不同的電源使用現況測試與評估,雖然3D GUI因為會讓硬體處理較多的影像材質渲染、貼圖運算,相對影響其電源使用狀況,但整合多少份量的3D化GUI設計元素會對電池用量有最輕微的影響,則必須透過大量測試與統計才能得到答案。延續前述的3D引擎設計重點,如果引擎核心能獲得最佳化設計,則在導入3D UI時也會有較佳的能耗表現。

解決方案的UI/UE組件完整性 影響3D GUI整合彈性

在iOS的系統架構下,進行與OpenGL ES加速相關的視覺應用開發與實作時,必須透過程式進行開發整合,例如,工程師必須熟悉iOS下的3D技術,如應用iOS圖形子系統核心基礎的core animation,搭配呈現於前端的UIView,由core animation layer來支持呈現,再利用APP裡的各式layer去更新Screen View的顯示內容。基本上,iOS多是透過core animation進行動畫呈現與圖形合成。

在3D UI技術的處理方面,OpenGL ES也是core animation的用戶,實際開發時若想使用OpenGL ES進行3D物件或UI創建,需建構1個UIView,而此UIView則由1個相對較特殊的core animation layer來支持(CAEAGLLayer),OpenGL ES和core animation則是透過CAEAGLLayer進行聯繫,最終CAEAGLLayer的內容再與其他呈現數據整合後顯現於Screen View。觀察iOS平台下的APP 3D GUI整合,經常會遇到多數的UI/UE組件,除非是尋找現成的解決方案直接套用,否則若都由工程師自行開發,在實務上會有產能方面的限制。

一個常見的情況是,不同的專案會面臨3D GUI的整合需求,每個專案的3D GUI是否都要從無到有的進行開發?顯然,這種作法將增加開發成本,亦可能無法因應即時上市的需求。比較好的開發方式是尋求可行的3D GUI解決方案,以之進行商品整合。以SPB UI Builder以及SPB UI Engine為例,即可因應不同行動裝置平台,提供一套快速導入設計的3D人機介面解決方案。

在開發階段可利用3D UI引擎相對完整的UI/UE組件架構,採行便捷的整合方式讓相關應用擁有3D人機介面,快速達成專案目標。而在考量導入3D引擎進行產品開發之前,先期的技術評估也要釐清不少問題,例如,該3D UI引擎是否提供Windows CE、Symbian、MeeGo、Android…等不同平台的移植彈性,或者其引擎核心能否針對跨平台的設計提供更完善的應用支援等等。


重視測試與性能調校 提升整體GUI應用效能

在產品的原型設計階段,並非所有可互動機制都必須完全保留,若某一種設計方式並無益於可用性,則該在原型測試階段就把它取消或簡化,例如會影響性能的3D動畫,可試著減少其播放長度或畫面精細度。在產品原型階段就剔除無意義的互動機制,可使行動裝置的操作介面更為簡潔精練,又能同時強化UI的視覺效果。

然而,在有開發時間壓力的限制下,我們在原型測試階段可能沒有太多可供驗證的資源進行評估,礙於成本,往往採取功能段於模擬器下進行效能驗證的替代方案,但模擬器也是運行於PC或其他運算平台上,基本上仍難達到真實驗證效果,結果僅能供作前期開發的參考,對實際GUI介面調校也有一定助益。未來智慧型手機介面發展會看到越來越多觸控整合3D視覺的操作方式出現,目前已有大量APP朝向3D GUI發展,不過,使用者介面的實用性(Usability)仍是影響產品好壞的關鍵因素,3D化只是讓產品更搶眼的設計策略之一,GUI終究要回歸實用性,並以方便操作(easy-to-use)為最基本的設計原則。

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丹下健三1913年出生於大阪,2005年於東京逝世。1938年東京大學畢業,1961年成立自己的事務所。獲獎無數的丹下,也是第9屆(1987年)普立茲克建築獎得主,更是日本建築師獲獎第一人。1960年催生「世界設計會議」於東京舉辦,對於城市的未來提出大膽的計畫方案,也帶動後續代謝派的產生,在日本建築譜系裡,可視為日本現代建築之父。(Photo Credit:TOTO Gallery MA)

巨匠電腦分享,謝宗哲談建築─在東京Gallery MA看到「丹下所看到的自己」

Gallery MA 位在東京乃木坂大樓內,雖然展覽空間不大,並為私人機構經營,但推出的建築展覽屢屢獲得專業者的好評。繼上一檔「伊東豊雄展——臺中大都會歌劇院的全軌跡2005-2014」之後,緊接著是這次丹下健三建築展「透過丹下健三的眼,看見丹下健三」(Kenzo Tange as seen through the eyes of Kenzo Tange)。

日本在二次世界大戰戰敗後,急欲重建國家認同感,也面臨自我識別的關口,丹下健三致力推動日本建築的現代化,同時引動了後輩建築師們,對於社會現象具有批判性與反省性格的集體運動。為了紀念丹下健三逝世 10 周年而舉辦的本展,透過丹下健三對自己早期(1949~1959)作品所拍攝的幻燈片裡,讓人一探這位日本一代建築巨匠的形象。現在,就來聽聽謝宗哲教授對這場展覽的看法吧!

這是我近年來,看過最為「安靜」的一場建築展。

沒有張牙舞爪的模型,也沒有過度渲染的圖像,更沒有彷彿編織神話般的3D模擬與動畫。相對之下,只以丹下健三當年親自拍攝的幻燈片,再加上編年史的陳列,與純粹攝影的妝點,便成就出一場無比素淨但又充滿力量的建築展。

這些丹下在成為日本建築神話和傳說前的個人攝影記錄,呈現出年輕的丹下,就如同(每個世代的)年輕建築師對建築皆會有的那股滿滿熱情,構思該如何截取幻燈片影像,又該怎麼呈現自己作品的過程所存留下來無比真摯的軌跡。



(Photo Credits:Nacasa & Partners Inc.)

這麼說或許有點奇怪,但這卻是難得能如此靠近丹下的一個觀展經驗。過去,「日本現代建築之父——丹下健三」就如同一座壯麗森嚴的城堡地高聳在我的面前,(也許這與我早期是以位於新宿的「東京新都廳」來意識丹下健三有關),加上明治神宮旁宛若神蹟般的傳奇之作——「代代木競技場」曾深深啟發「建築雙雄」伊東豊雄與安藤忠雄的緣故吧,於是丹下不知不覺地被放大,成為無比巨大的存在,並且顯得有些難以親近了。

這場為紀念丹下健三逝世 10 週年的展覽,策展人豊川齋赫先生表示,透過丹下健三本人針對自己的作品,所拍攝的 70 餘張幻燈片縮圖影像(contact sheet),呈現出建築家丹下健三在正式成為建築巨匠前的初期形象。

「東京新都廳」(右上)位於東京都的新宿區,1998年興建,落成於1990年底,於隔年1991年正式啟用。近年成為東京旅遊的熱門景點,除了是丹下健三具代表性的建築之外,在45樓還有個免費入場的展望室,可以俯瞰東京的都市景觀。(Photo Credit:丹下都市建築設計)



(Photo Credits:Nacasa & Partners Inc.)

丹下在這些幻燈片影像裡,使用紅筆標記下來的截圖指示線,在本次展覽裡,則試圖藉由這些紅色指示線,探索年輕的丹下是怎麼看自己的建築,並如何與建築對峙。這些幻燈片呈現的作品包括:「廣島平和會館原爆紀念陳列館」(1953)、「東京都廳舍」(1957)、「香川縣廳舍」(1958)、「今治市廳舍.公會堂」(1958)。

而最主要的策展目的,就是透過丹下本身的眼睛,來追尋、探索丹下直到創造出「國立代代木競技場」(1964)與「東京天主教聖瑪麗大教堂」(1964)這兩大傑作為止之前的足跡。

左圖為展覽海報。(Photo Credit:謝宗哲)


二次世界大戰結束後,戰敗的日本百廢待舉,丹下健三因「廣島平和會館原爆紀念陳列館」一案而開始嶄露頭角,並受到矚目。曾有人問到他為什麼應該由他來設計時,據說丹下回答:「因為我曾經是一個在廣島念書的學生。」廣島國際會議場(左)與廣島和平紀念陳列館(中、右)。


廣島和平紀念陳列館主建築。(Photo Credit:Hiroshima)

在廣島市的「平和紀念資料館」設計裡,丹下與這些從廢墟中重新站立起來的人們,有著共通的感動,於是大大地動搖過去以追求機能至上的現代主義建築觀。於是從那兒誕生了美與機能一體化的傑作。而在其後的創作過程中,丹下在完成「香川縣廳舍」的 3 年前,在他發表的文章裡,寫下一句極為經典的宣言:

「機能的なものが美しいのではない。
美しきもののみ機能的である。」

意思是說,「只有美的東西才是機能的」。這句話可能會被視為是對所謂的「機能美」而作的發言。然而這裡頭的真正意涵,應該是在表達:「擁有真正美的素質的東西,才是真正具有機能」的意思。因此,或許應該進一步表達成作為「美」的這個機能。
  
落成於1958年的「香川縣廳舍」,是丹下健三評價極高的作品之一,這棟建築呈顯了丹下將日本傳統建築風格與現代建築達到極佳的融合。(Photo Credits:丹下都建築設計)

在本展當中,佔據極大篇幅的「香川縣廳舍」,便是體現了丹下這段傳頌後世之話語精髓的重要傑作。這棟建築是丹下將學自西洋的鋼筋混凝土建築,藉由柱梁系統的組構,與日本建築的傳統技法加以融合,最後以高層大樓的形式初次實現的結晶。透過清水混凝土表現出梁柱構造之美的設計,受到全世界高度評價。東大名譽教授、名建築史家藤森照信便指出,「這個作品可以說是第一個影響外國的日本現代主義建築。實現真正獨創性的丹下先生,於是便一個人從這裡開始走向世界的舞台」。


「東京都廳舍」現在成為東京知名地標,也被視作為丹下健三轉向後現代主義的設計作品,不過設計之初,因日本已出現泡沫經濟現象,在成本問題曾引發社會極大的輿論。(Photo Credit:Markus Leupold)

同時期的重要作品,還包括基地位於現在有樂町 Tokyo Forum 上的「東京都廳舍」,其立面雖然令人不禁想起丹下最敬愛的柯比意(Le Corbusier)的「馬賽公寓」,但是丹下融合了日本建築傳統較為纖細的梁柱,使得這個作品散發出些許靠近密斯(Ludwig Mies van der Rohe) 作品的韻味,我個人認為,「東京都廳舍」也是丹下宣告自身建築與國際接軌,甚至是進軍世界之企圖心的里程碑。

而和「香川縣廳舍」共通之處,皆是透過現代建築 5 原則中的「底層挑空」與「庭園」,以及「寬廣的大廳」來迎接市民大眾。這樣的形式也被譽為是在戰後民主思潮影響之下,官方建築裡所呈現出的開放性。藤森教授表示,「丹下先生創造出日後官方廳舍與文化設施的Building Type(典型)。到現在似乎都變成了理所當然(的開放性),卻在當時初次創造出來時,是不被大眾理解的結果。」後來,有著美麗懸吊式屋頂與動態造型,並受全世界稱讚,還在東京奧運扮演重要角色的「代代木競技場」,是這些作品完成 6 年之後的事了。


1964年日本首度舉辦奧運會,為了迎接東京奧運的到來,日本政府邀請丹下健三設計「國立代代木競技場」。位於東京都澀谷區代代木公園內的「國立代代木競技場」有兩個場館,分別作為游泳館與籃球館,也有許多歌手曾在此舉辦演唱會。建築結構採雙重鋼懸吊構造,讓內部空間無落柱,精采的結構設計使空間產生流動感,加上充滿生命力與能量的造型,被譽為是丹下健三最傑出的作品,也無怪乎會深深地啟發伊東豊雄和安藤忠雄!


「東京天主教聖瑪麗大教堂」與「國立代代木競技場」同樣於1964年完工。聖瑪麗大教堂於1899年便成立,因遭逢二次世界大戰戰火波及,教堂建築被焚毀。1961年舉辦競圖,由丹下健三獲得首獎。在丹下健三與結構設計師坪井善勝(也為代代木競技場的結構設計師)的共同合作之下,建築以8片薄殼面組成,直角交叉的雙曲拋物薄殼由地面延伸為屋頂,內部空間無樑柱干擾,是丹下健三應用當代建築技術,重新體現莊嚴崇敬宗教空間的經典之作。(Photo Credit:Morio)

這是一場或可稱為是建築家丹下健三之「建築首部曲」的展覽,我也因而從中找回自己那份熱愛日本現代建築的初心。

以下配合在 Gallery MA 現場取得的展覽宣傳單裡(下圖),所附上的會場平面圖,針對本展的展示構成作簡單的介紹。

(Photo Credit:謝宗哲)

展區規劃:
3F內部—Contact Sheet/幻燈片縮圖展示區
3F外部庭園—攝影輸出展示區
4F 內部— Contact Sheet/幻燈片縮圖展示區+投影放映區

Contact Sheet/幻燈片縮圖內容說明:
Ⅰ 都市之核與建築之核
1-1 廣島、1-2 東京都廳舍
Ⅱ 對大空間的挑戰
2-1 廣島兒童之家、2-2 愛媛縣民館、2-3 圖書印刷原町工廠
Ⅲ 與傳統的對峙
3-1 住居(自宅)、3-2 桂離宮
Ⅳ RC表現的摸索
4-1 倉吉市廳舍、4-2 墨會館、4-3 今治市廳舍.會館
Ⅴ 與外部的交流
5-1 初次的義大利之旅、5-2 聖保羅雙年展、5-3 米蘭、5-4 印度、5-5 劇團民藝「法隆寺」舞台
Ⅵ 從統合50年代的建築邁向60年代的序曲
6-1 香川縣廳舍、6-2 在MIT(麻省理工學院)的設計講義

A. Introduction
B. 年表
C. 幻燈片投影放映
3F「丹下健三所看到的丹下健三」  7分22秒
4F「丹下健三的話語」  5 分4秒
D. 牆面寫真(如右圖)
1廣島平和會館原爆紀念陳列館「廣島縣廣島市,1952年」
2 住居(自宅)「東京都世田谷區,1953年」
3桂離宮「京都府」
4倉吉市廳舍「鳥取縣倉吉市,1957年」
5香川縣廳舍「香川縣高松市,1958年」
E.航空寫真(如右圖)
1東京都廳舍「東京都千代田區,1957年」
2住居(自宅)「東京都世田谷區,1953年」
F. 丹下研究室為香川縣廳舍所設計的椅子。製作年份不明。之後也使用於其他的作品當中,丹下本人也使用於自宅的庭院裡。
G. 書籍閱覽
《現實與創造 丹下健三1946-1958》(1966,美術出版社)
《技術與人類 丹下健三+都市.建築設計研究所 1955-1964》(1968,美術出版社)

編輯 / 黃毓瑩

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文章與圖片出處: http://www.mottimes.com/cht/article_detail.php?

 

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