[UL 專題論壇] 體感樂園紅翻天 安全危機在身邊
有別於時下最熱門的穿戴式VR裝置，虛擬實境技術早已運用在眾多主題樂園中的虛擬體感設備，更是遊客最喜愛的遊樂設施之一。虛擬體感仰賴真實技術的呈現，卻不能忽略虛擬影像對人體的影響。以往只能出現在電影場影中的虛擬體驗，現今已有台灣的設備廠商通過安全認證。
虛擬體感設施三大技術關鍵
UL能源暨電力科技部事業發展經理陳立閔提到要將虛擬影像營造的更為真實，有賴「仿真運動技術」、「平面轉立體的影像技術」和「視覺生理互動技術」三大關鍵技術，這三大關鍵也緊扣安全考驗。
- 仿真運動技術
虛擬體感過往用於訓練飛行員，以幫助飛行員熟悉實際遨遊於天際時的情境。為了達到仿真技術，需使用六軸旋轉平台。現在體感劇院的真實基礎即在六軸旋轉平台，它也是仿真運動的關鍵，藉由設備平移和旋轉動作，創造身歷其境的感受，如同在路地上奔跑或是搭乘在飛機上。
- 平面轉立體的影像技術
將平面影像轉為立體影像需靠色差影像(Anaglyph)、平行視覺(Parallel View)、交叉視覺(Cross Eyed)和、錯覺(Illusion)四大技術。色差影像利用紅、藍色，透過數據計算即可創造出立體影像；平行視覺則利用眼睛特性，當人們以平行視角觀看時，就會出現立體視覺；而現今頭戴式VR裝置都使用交叉視覺技術，以多螢幕同時播放創造出實境感；而若是看到路面上圖畫，會感覺地上有洞或是向下的深度，即是採用錯覺技術。透過角度計算，欺騙大腦該圖像為立體影像。許多體感樂園都大量採用類似的技術。
- 視覺生理互動技術
眼睛是相當精密的器官，即便微小的動作都會創造出不同的視覺感。因為眼球非靜止不動，所以當眼球細微轉動時會都使靜止的畫面產生運動的錯覺。以圖(http://wackulus.com/eye-brain-easily-fooled-optical-illusions)為例，畫面是固定、靜止的，可是每個人看到的感覺不同，有些人覺得影像轉動，左右轉動方向不一。
直線與水平線的視覺認知也能引起生理運動的錯覺。舉例來說，眼睛習慣水平線的視覺，一旦進入傾斜的地方，認知環境中失去水平，眼睛為了追求水平線，身體和頭腦就會產生傾斜而感覺到屋子轉動而感到暈眩。不戴3D眼鏡同樣可以運用實體運動放大錯覺，造成「虛幻」且「真實」的感受。利用畫面和座椅設備的輔助運作和迅速移動，都可以創造出類似3D的真實感受。在室內即可創造，無需移到室外。
虛擬體感設備 七大安全挑戰
由於虛擬體感設備的移動速度快，如何確保使用者安全？業者面臨7大安全挑戰，包括：仿真運動安全、視覺生理互動安全、機電系統長期運行安全、機械結構負重安全、建築物結構安全、密閉空間爆炸安全、緊急疏散安全。
仿真運動安全中，控制是最重要的項目。機械的啟動和靜止操控都要符合指令，不錯亂。另外，待在VR環境的時間必須控制，時間過長會產生生理不適。像是在加速狀況下，會限制虛擬體感設備乘坐秒數，避免發生如嘔吐…等不適症狀。再者，機電設備在長期運行下會不會超過系統負載而起火爆炸？巨大擺盪時會不會超過設計負荷？都是安全考量因素之一。
台灣屬於地震好發區，且部份土地又屬土壤液化區。體感設備是否足以抵抗突如其來的地震，是設備在興建時需關注的項目。而體感設備多位在密閉空間，炒熱氣氛用的噴霧、粉塵、香水在室內外的燃點不同，在室內設備運作下是否會達到點燃點更不容忽視。最後，萬一真發生事故，所有人員能否快速平安疏散也是大型虛擬實境設備面臨的重要挑戰。
ASTM F2291–全球唯一虛擬娛樂設施標準
陳立閔經理強調有鑑於虛擬娛樂設備的安全面向複雜，美國推出全球唯一針對虛擬娛樂設施標準ASTM F2291，虛擬樂園需符合該標準才可對外營運。其含蓋領域廣泛，生理、結構、機電全納入其中，包括：
- 人類生理：CDC 疾管局標準等
- 幼童乘坐：FMVSS 聯邦機動車輛安全等
- 建物防火：ACI 標準、NFPA 美國防火協會標準、UL 標準等
- 木結構設計：AWS 美國木協會標準
- 鋼結構設計：AISC 美國鋼構協會標準、 CISC 加拿大鋼構協會標準
- 水泥結構設計：ACI 美國水泥協會標準等
- 焊接工法：AWS 美國焊接標準
- 機電系統安全：IEC 國際電工委員會標準、ISO 標準、UL 標準、ASTM 標準等
- 自動化工程與車輛安全：SAE 自動工程師學會標準等
- 流體動力：美國國家流體動力標準等
其中機電系統安全的引用標準眾多，規範層面廣泛，以IEC和UL為例。
IEC標準
- IEC-60204-1 Safety of Machinery—Electrical Equipment of Machines—Part 1: General Requirements (機器內電機設備安全)
- IEC-61496-1 Safety of Machinery—Electrosensitive Protective Equipment—General Requirements and Test (機器內電子感應保護設備安全)
- IEC-61508-1 Functional Safety of Electrical/Electronic/ Programmable Electronic Safety-Related Systems— General Requirements (電子電機控制的功能性安全)
- IEC-61511 Functional Safety: Safety Instrumented Systems for the Process Industry Sector (流程管理的功能性安全)
- IEC-62061 Safety of Machinery-Functional Safety- Electrical, Electronic, and Programmable Electronic Control Systems (機器內電子電機控制的功能性安全)
UL 標準:
- UL 508 Industrial Control Equipment (工業控制設備)
- UL 508A Industrial Control Panels (工業控制人機介面)
虛擬體感技術門檻高安全為首要
隨著虛擬實境應用領域增加，安全考量比以往更趨複雜，思考需更全面。虛擬技術門檻高，尤其是控制技術困難，更仰賴標準的檢驗與把關。不只保障使用者安全，更確保業者如：晶片商、裝置/設備商、遊戲商和軟硬體廠商能長久營運、確保投資，需要全方位的功能性安全認證，保障使用者和業者的生命財產安全。今日全球仍無一穿戴式VR裝置之標準認證保障民眾安全，仍有待全球業者、安全機構與政府單位的共同努力。
相關文章：