【應用電子科技學系提供】女生看到網路上各式各樣的女用手提包照片，目光會停駐在何處？國立臺灣師範大學邁向頂尖大學計畫何宏發副教授研究團隊揭開答案，原來女生最先看到提包主體，但觀看提包特色區的時間最久。研究團隊研發並利用這套低於市價、技術領先的多人螢幕眼動儀EyeNTNU-180，用來探索人類視覺行為，更實際運用在課堂教學、教育研究及設計、商業研究等研究。
只要睜開眼睛，人類無時無刻都在觀看，舉凡開車、閱讀、網路購物或是看菜單點菜，視覺行為皆與日常生活密切相關，因此人類視覺行為成為許多研究者探討的領域：書法家如何鑑賞書法作品？英文老師如何找出造成學生閱讀障礙的原因？讀者如何閱讀電子媒體的新聞，而用什麼方式呈現的新聞最能吸引讀者點閱？醫生如何從醫療造影判斷患者的病情？或是為什麼有些平面廣告就是會讓人忍不住多看一眼？為了探討上述之視覺行為，許多研究者利用眼動儀(eye tracker)進行實驗，分析受試者注視順序(sequence of fixation)、注視時間(dwell time)、與注視次數(times of fixation)的眼動資料(eye movement data)，找出觀看模式。現今的電腦科技大幅提昇了眼動儀的功能，使其能更準確地記錄眼動資料。透過軟體工具可以將各種眼動資料轉換成掃視路徑(scan path)或注視熱區(hot zone)等影像，呈現受試者實際上看了哪些東西，讓研究者看見眼睛的真心話。
眼動儀是相當便利的實驗工具，但然而這種儀器的價格卻過於昂貴。如瑞典Tobii為具有國際知名度的眼動儀製造商，開發出一系列的眼動儀系統，但該公司生產的頭戴式眼動儀Tobii Glasses Eye Tracker取樣頻率只有30 Hz(只能偵測到30分之一秒以上的眼睛移動，無法偵測到快速的眼睛移動，因為30分之一秒以下的眼睛移動偵測不到)，含軟硬體之整套售價高達180萬(代理商提供的報價)。另一家德國眼動儀大廠SMI所生產的同類型眼動儀iVIEW X™ HED有200 Hz的取樣頻率，但整套系統售價高達150萬台幣(代理商提供的報價)。以上兩種眼動儀非一般預算有限的研究機構或公司所能負擔。此外，現有的眼動儀只能一套供單人一次使用，若有數量龐大的實驗受試者，在實驗的過程中會消耗大量的時間成本。
為了使一般研究機構或公司也能普遍利用眼動儀進行視覺行為相關的研究，國立臺灣師範大學應用電子科技學系平價眼動儀研究團隊，在教育部邁向頂尖大學計畫的支持下，成功研發出EyeNTNU-180平價螢幕眼動儀軟體、硬體與四套眼動資料分析軟體。EyeNTNU-180為頭戴式的螢幕眼動儀，可依使用者的需求，可調整30至180Hz的取樣頻率。研究團隊掌握的技術有：(1) 紅外線LED偵測眼睛注視焦點的技術、(2) 30 Hz-180 Hz取樣頻率之軟硬體技術、(3) 眼動儀九點校正技術、(4) 在60公分距離內，誤差率小於0.3度之技術。由上述之技術開發出平價螢幕眼動儀軟體、硬體、與眼動資料分析軟體。眼動資料分析軟體之技術亦為研發成果之一，分別為「觀察區定義工具」ROI (region of interest) Tool、「注視數據計算工具」Fixation Calculator、「注視熱區圖顯示工具」Hot Zone Tool、與「注視路徑顯示工具」Scan Path Tool。上述軟體可具體呈現受試者的觀看順序、時間、次數、與熱區。
為了檢驗EyeNTNU-180的可用性，研究團隊實際使用這套儀器進行兩種不同性質的實驗。第一種是與電子工程教育有關的實驗，探討學生閱讀數位邏輯電路時序圖(timing diagram of digital circuits, T-DSLC)的閱讀歷程，而現有的文獻尚未記載利用眼動儀研究T-DSLC的閱讀歷程之相關研究。閱讀T-DSLC為電子工程師所必備之專業基礎能力，而此能力必須在學生時期養成，以達到此領域之教育目標與未來職場需求，但現有的評量方式並無法找出學生閱讀時T-DSLC遭遇的困難。本實驗使用EyeNTNU-180記錄67位新竹光復中學資訊科三年級的學生在閱讀T-DSLC時的眼動資料，由分析實驗數據證實(1)受試者對功能表(function tables)的熟悉度，的確影響受試者對T-DSLC的閱讀歷程與理解，(2) 高分組受試者閱讀T-DSLC時的眼動路徑具有邏輯性，低分組受試者的眼動路徑較無邏輯性。眼動儀能迅速有效地協助教師由學生的閱讀歷程中發現問題所在，進而修改教學與學習策略，改善學生閱讀T-DSLC的能力。
第二種實驗屬於商業性質，研究團隊使用EyeNTNU-180，探討年輕族群的女性消費者觀看女用手提包圖片的觀看模式，找出受試者對手提包不同部分的注視順序與強度。本實驗之構想出自於現今網路購物成長迅速，而製造商與零售商在市場上彼此之間的競爭也日益增加，在消費者無法看到實體商品的前提下，如何以更具有視覺吸引力的方式呈現商品，縮短消費者購買的決策時間，是增加商品競爭力與提高營收的關鍵之一。圖文模式為一般在網頁上呈現商品的方式，比起其他種類的商品，流行精品在行銷上更需要重視圖像之呈現方式。傳統的紙本問卷方式並無法有效協助設計師了解潛在消費者的觀看模式。在文獻檢索的過程中，利用眼動儀探索消費者觀看流行精品的論文十分有限，也尚未有文獻記載使用眼動儀觀看女用手提包、女鞋、套裝圖片之研究。
以女用手提包為例，本研究利用眼動儀記錄33位國立臺灣師範大學女大學生觀看74張隨機呈現的手提包相片。研究團隊使用ROI Tool，依照手提包的結構定義出6種視覺興趣區(region of interest, ROI)，分別為：R1提帶、R2提包主體、R3吊飾、R4背帶、R5特色區(如鑲在包身較顯眼的金屬裝飾)、與R6商標或品牌文字。並用首次注視延遲時間(latency of first fixation, FFL)、首次注視時間(duration of first fixation, FFD)、 注視次數(number of fixations, NOF)、與總注視時間(total contact time, TCT)四項變數分析眼動資料。結果顯示受試者FFL的觀看順序為R2, R6, R3, R5, R1, R4，受試者最先看到提包主體；FFD的(首次注視時間長短)由長到短順序為R1, R5, R4, R3, R2, R6，請參考下圖，受試者首次注視提帶的時間最長；NOF的(注視次數)由大到小順序為R2, R5, R3, R6, R1, R4，受試者注視提包主體的次數最多；最後，TCT的(總注視時間) 由大到小順序為R5, R2, R6, R3, R1, R4，受試者注視特色區的總時間最長。在NOF與TCT中，R2(提包主體)與R5(特色區)皆在6種ROI的前兩位，是注視強度相當高的區塊。時尚精品與平面設計師可藉由眼動儀有效、省時地了解潛在消費者的觀看模式、設計出更具吸引力、更能刺激消費者購買慾望的商品圖片。
EyeNTNU-180的競爭優勢除了有良好的精準度外，硬體的直接成本(不含軟體工具)約新台幣數萬元。一般研究機構或公司可購買多套眼動儀同時使用，大幅提昇實驗效率。此外，眼動儀也能運用在教學層面，讓教師能從閱讀歷程中掌握學生的學習狀態，藉以改善教學與學習策略，提高學習成效。舉凡教育、行銷、網頁設計、相片、平面設計、航太科技、醫學、乃至於食衣住行，皆可利用眼動儀進行研究調查。本計畫成果有助於大幅拓展人類視覺行為的知識領域。
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