4.3. 不同文字背景配置對注意力與疲勞程度的影響
4.3.3. 不同文字背景配置綜合圖表
4.4.4 環境亮度對於疲勞程度的影響、4.4.5 性別對於注意力的影響、4.4.6 性別對 於疲勞程度的影響、4.4.7 學歷對於注意力的影響、4.4.8 學歷對於疲勞程度的影 響、4.4.9 學習背景對注意力的影響、4.4.10 學習背景對注意力的影響等十小章節。
4.1 資料整理與合併方法
為了整合各個數值跟受測時間以及算出瞳孔大小變化幅度，本研究使用 Microsoft Access、Excel 當成資料對齊與資料運算轉換的工具，本文章也將資料對 齊的方法寫出供後續研究者使用。
因本研究之實驗以時間序列為分界，故需要將每一位受測者何時接受哪種文 字背景配置，如圖 4-1 左處的實驗時間序列(time_text)、文字背景配置編號(bg_type)，
以及整理好的眨眼數據檔案，如圖 4-1 右處，並開啟 Microsoft Access，開啟一空
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白資料庫，匯入整理過後的 Excel 檔，並在資料庫關聯圖中連結兩個資料 Excel 檔案中 time_text 亦即為受測者接受實驗之相對時間，如圖 4-2。連結完成後，開 啟查詢精靈選擇檔案表單內需要使用到的資料，例如：瞳孔大小、眨眼時間長短。
輸出檔案之後，即可使用分析軟體做分析。本研究也將詳細的操作過程錄製成 e 化教學檔案，並放置在本研究之教學網路(眼動儀資料整理教學網站, 2012)上。
圖 4-1 文字背景配置時間序列
圖 4-2 資料庫關聯連結圖
4.2 資料統計與分析
本研究分析方法採用單因子變異數分析，並採用 LSD 進行事後多重比較檢 定，自變項則新加入了性別、學歷與學習背景後共有 11 種背景配色、2 種性別、
音樂的有無、環境的明暗、學歷與學習背景。
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4.3 不同文字背景配置對注意力與疲勞程度的影響
本研究設定 11 種背景字體配置設定，分別為 A1(字體 100%黑，背景 0%黑)、
A2(字體 75%黑，背景 0%黑)、A3(字體 75%黑，背景 15%黑)、B1(字體 0%黑，背 景 75%黑)、B2(字體 25%黑，背景 75%黑)、B3(字體 25%黑，背景 100%黑)、R(字 體 0%黑，背景 100%紅)、G(字體 100%黑，背景 100%綠)、B(字體 100%黑，背景 100%藍)、P(字體 100%黑，背景為模擬紙張效果)、RP(字體 100%黑，背景為真實 紙張)，實驗使用 EyeLink2000 與血氧與心率變異度(HRV)、emWave 儀器獲得的 數據，以及疲勞主觀評量表、閃光融合閾值(CFF)和工作績效反應時間。
4.3.1 文字背景對注意力的影響
假設檢定 H1: 不同文字背景配置對注意力的影響
在本研究之注意力指標中，採用四項數值，分別為注意力腦波、工作績效反 應時間、凝視時間、情緒值。在表 4-3 中，在注意力腦波方面，為 A1(字體 100%
黑，背景 0%黑)最高(50.30)，而 G(字體 100%黑，背景 100%綠)為最低(45.59)，並 且有顯著效果(F=12.630,p<0.001)，一定程度代表使用文字背景配置的不同影響注 意力腦波。在注意力腦波的提升方面，A1 配置為佳，G 配置較差。
在不同配色的工作績效反應時間上，A1(字體 100%黑，背景 0%黑)的工作績 效是最快的(64.44)，最慢的是 B1(字體 0%黑，背景 75%黑)的配色(89.38)，並有顯 著效果 (F=1.906,p<0.05)。以上項目數據如表 4-3 所示。
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表 4-3 不同文字背景配置對注意力腦波、工作績效反應時間的影響 注意力腦波( n = 32 ) 工作績效反應時間( n = 32 )
配色設定 平均數 (標準差) 平均數 (標準差)
A1 50.30 (21.36) 64.44 (32.44) A2 46.72 (19.20) 84.03 (30.13) A3 46.94 (21.18) 74.78 (27.62) B1 46.14 (22.73) 89.38 (31.48) B2 48.52 (21.30) 81.72 (34.30) B3 48.91 (20.19) 87.97 (28.43) B 47.10 (22.29) 82.31 (34.03) R 50.41 (23.80) 74.50 (32.44) G 45.59 (20.37) 74.28 (33.21) P 48.13 (18.62) 70.16 (34.15) RP 45.80 (21.89) 69.59 (30.29)
顯著性(F 值) 12.630*** 1.906*
*表示p<0.05，**表示 p<0.01，***表示 p<0.001
在凝視時間上，是採用每個配色設定受測時間內凝視點的平均時間，單位為 微秒(ms)。實驗後發現 B3(字體 25%黑，背景 100%黑)平均的凝視時間最短 (205.412ms)，P(字體 100%黑，背景為模擬紙張效果)的凝視時間最長(281.90ms)並 且有顯著效果(F=18.771,p<0.001)，凝視時間通常被使用在評斷學習時注意力的高 低(Ozcelik et al., 2010; Ozcelik et al., 2009b)。因此可以知道 P 配置的注意力相對較 高，B3 注意力則相對較低。以上項目數據如表 4-4 所示。
情緒值是在情感運算上是由 emWave 裝置所提供的數值，數值範圍為 0~2，
數值越大代表受測者在當下的情緒相對的正向。在表 4-4 可以看到 A1(字體 100%
黑，背景 0%黑)平均的情緒值數值最高(0.54)，而 P(字體 100%黑，背景為模擬紙 張效果)的情緒值數值最低(0.33)，這代表在 A1 的配色讓受測者有較正向的情緒，
P 配色則較低，並且有顯著效果(F=17.981,p<0.001)。
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表 4-4 不同文字背景配置對凝視時間、正向情緒數值的影響 凝視時間( n = 32 ) 正向情緒數值( n = 32 )
配色設定 平均數 (標準差) 平均數 (標準差)
A1 253.4 (249.38) 0.54 (0.76) A2 266.59 (204.47) 0.42 (0.70) A3 266.24 (317.23) 0.48 (0.73) B1 241.48 (211.14) 0.37 (0.68) B2 265.86 (293.21) 0.43 (0.70) B3 237.47 (205.41) 0.37 (0.68) B 251.22 (222.85) 0.46 (0.73) R 257.74 (264.18) 0.53 (0.79) G 262.35 (202.74) 0.46 (0.71) P 281.9 (279.74) 0.33 (0.65) RP 264.36 (230.90) 0.37 (0.68) 顯著性(F 值) 18.77*** 17.981***
*表示p<0.05，**表示 p<0.01，***表示 p<0.001
4.3.2 文字背景配置對疲勞程度指標的影響
假設檢定 H2: 不同文字背景配置對視覺疲勞的影響
在疲勞程度指標數據上有瞳孔大小、瞳孔大小變化幅度、眨眼率、眨眼時間、
心律變異度(HRV)、血氧濃度、疲勞主觀評量表與閃光融合閾值(CFF)，下面將依 上述數值順序說明。
在瞳孔大小上，是採用配色設定受測時間內每個凝視點的瞳孔大小，單位為
µm (微米)。實驗後發現 A2(字體 75%黑，背景 0%黑)平均瞳孔大小最小(721.76µm)，
RP( 字 體 100% 黑 ， 背 景 為 真 實 紙 張 ) 最 大 (1062.61µm) ， 並 且 具 有 顯 著 效 果 (F=364.548,p<0.001)。在此項的比較上依據之前相關的研究(Ishihara et al., 1987;
Saito et al., 1993; 鄭育菁, 2006)，A2 是比較不容易讓人感覺到疲勞的配色，而 RP 真實紙張的文字背景配置可能較易讓人引起視覺性的疲勞。
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在瞳孔大小變化幅度上，是在受測時間內每個凝視點跟下一個凝視點相減而 得的數值，單位也是µm (微米)。實驗後發現 P(字體 100%黑，背景為模擬紙張效 果)平均變化幅度最小(74.14µm)，而 RP(字體 100%黑，背景為真實紙張)為最大 (111.98µm)，並有顯著效果(F=22.504,p<0.001)。在此項的比較上，過去的研究指出 瞳孔的運動太大、頻繁是引起疲勞的主因(Edward et al., 1991; 陳翊翔, 2007)，因 此 P 配置是 11 種文字背景配置表現最好的，而 B2 則是會讓受測者的瞳孔變化較 大，也較容易使受測者疲勞。以上各因變數項目數據如下表 4-5 所示。
表 4-5 不同文字背景配置對瞳孔大小與瞳孔大小變化幅度的影響 瞳孔大小 ( n = 32 ) 瞳孔大小變化幅度 ( n = 32 )
配色設定 平均數 (標準差) 平均數 (標準差)
A1 736.38 (439.38) 78.21 (173.58) A2 721.76 (413.88) 76.88 (181.62) A3 802.83 (463.10) 84.81 (195.96) B1 893.04 (492.31) 92.69 (231.95) B2 964.17 (547.35) 108.97 (248.93) B3 992.61 (554.93) 100.77 (250.77) B 853.03 (502.81) 82.85 (176.22) R 794.14 (486.79) 92.36 (232.79) G 782.90 (499.57) 90.96 (213.37) P 709.80 (420.92) 74.14 (169.75) RP 1062.61 (681.76) 111.98 (292.41)
顯著性(F 值) 364.54*** 22.50***
*表示p<0.05，**表示 p<0.01，***表示 p<0.001
依據過去的研究中，在閱讀中眨眼的行為與疲勞程度有一定程度的相關，因 此本研究納入了眨眼率與眨眼時間長短來測量疲勞的程度。在眨眼率上是受測者 接受實驗時，該變項時間內眨眼數目除以凝視點。實驗後發現眨眼率最高的是 A1(字體 100%黑，背景 0%黑)為 24.13，最低的是 P(字體 100%黑，背景為模擬紙
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張效果)為 18.47，但是並無顯著效果(F=0.224,p>0.05)。說明了不同背景配色間，
凝視點除以眨眼次數所得之眨眼率並無差別。
在眨眼時間的長短上，是採用配色設定受測時間內眨眼的時間，單位為 ms (微秒，千分之一秒)。實驗後發現 A3(字體 75%黑，背景 15%黑)平均眨眼時間最 短(170.764ms)，B1(字體 0%黑，背景 75%黑)平均眨眼時間最長(190.457ms)，且在 眨眼時間此變項上有顯著效果(F=1.906,p<0.05)。由此可知 A3 比較不容易讓使用 者有視覺疲勞反應，而 B1 則是相對的較易引起疲勞。以上各因變數項目數據如 下表 4-6 所示。
表 4-6 不同文字背景配置對眨眼率與眨眼時間的影響 眨眼率( n = 32 ) 眨眼時間( n = 32 )
配色設定 平均數 (標準差) 平均數 (標準差)
A1 0.12 (0.11) 177.53 (120.64) A2 0.11 (0.09) 178.02 (127.24) A3 0.10 (0.08) 170.76 (136.03) B1 0.10 (0.10) 198.51 (121.81) B2 0.10 (0.10) 190.94 (119.44) B3 0.10 (0.09) 182.05 (113.06) B 0.10 (0.10) 185.78 (154.83) R 0.12 (0.10) 190.46 (152.08) G 0.09 (0.08) 175.53 (131.50) P 0.10 (0.10) 172.86 (123.40) RP 0.13 (0.13) 185.72 (142.77)
顯著性(F 值) 0.376 1.906*
*表示p<0.05，**表示 p<0.01，***表示 p<0.001
在心率變異度的數據上，本研究採用心跳血氧儀器提供的數據，包含心率變 異度、血氧濃度，下面將依上述數值順序說明。
在心率變異度的數據上，在背景配色的項目中 B(字體 0%黑，背景 100%藍)
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的心率變異度平均是最高的(0.72)，G(字體 100%黑，背景 100%綠)為最低(0.61)，
並且有顯著效果(F=2.75,p<0.05)。這一定程度代表受測者接受到 B 配色的實驗素 材時心跳變化較大，G 配色則較低。
在血氧濃度的數據上，B(字體 100%黑，背景 100%藍)平均的血氧濃度數據 為最高(97.54)，B3(字體 25%黑，背景 100%黑)平均最低(97.25)，並且有顯著效果 (F=4.16,p<0.001)。血氧濃度一定程度代表著疲勞的程度，由此可知 B3 配色則容 易讓受測者疲勞而 B 配色較不容易。以上各因變數項目數據如下表 4-7 所示。
表 4-7 不同文字背景配置對心率變異度(HRV)、血氧濃度的影響 心率變異度(HRV) ( n = 32 ) 血氧濃度 ( n = 32 )
配色設定 平均數 (標準差) 平均數 (標準差)
A1 0.7 (1.12) 97.27 (0.95)
A2 0.61 (0.97) 97.36 (0.88)
A3 0.62 (0.98) 97.32 (0.91)
B1 0.63 (1.00) 97.49 (0.92)
B2 0.69 (1.06) 97.36 (0.91)
B3 0.71 (1.14) 97.25 (1.02)
B 0.72 (1.17) 97.54 (0.87)
R 0.7 (0.95) 97.40 (1.04)
G 0.61 (0.98) 97.29 (0.96)
P 0.69 (1.26) 97.33 (0.92)
RP 0.69 (1.14) 97.37 (0.84)
顯著性(F 值) 2.75*** 4.16***
*表示p<0.05，**表示 p<0.01，***表示 p<0.001
本研究結合了儀器以及主觀的問卷，本研究採用 Heuer 在 1989 年發展一份 視覺疲勞主觀評量表(Herbert et al., 1989)，包含六個題目，每個題目皆採用十點 量表。題目包含 1.我看東西有困難、2.我眼睛周圍有奇怪的感覺、3.我感到眼睛 疲勞、4.我感到麻木、5.我感到頭痛、6.我注視螢幕時感到暈眩。詳見附錄四。
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經過統計分析後發現 A1(字體 100%黑，背景 0%黑)配色在受測者的主觀評 量為最低(3.04)，而 R(字體 0%黑，背景 100%紅)為最高(4.39)，這一定程度的代 表 A1 在受測者的主觀上感覺讓受測者眼睛比較不疲勞，而 R 配色容易讓眼睛不 舒服以及容易疲勞，並且有顯著效果(F=1.90,p<0.05)。以上項目數據如表 4-8 所 示。
*表示p<0.05，**表示 p<0.01，***表示 p<0.001
52 4.3.3 不同文字背景配置綜合圖表
表 4-9 為 11 種文字背景配置中有顯著效果的排名，以凝視時間、瞳孔大小、
瞳孔大小變化幅度、眨眼時間、注意力、HRV、血氧濃度、情緒值、疲勞主觀評 量表、閃光融合閾值(CFF)、工作績效反應時間，依據文獻研究其數值高低好壞 為其標上分數，將每個變數相對最好的配色標上 11 分，最差的標上 1 分，如有 相同的數值，則分數一樣。
表 4-9 文字背景配置中有顯著效果的得分表
配色設定 凝視時間分數 瞳孔大小分數 瞳孔大小變化幅度分數 眨眼時間分數 注意力腦波分數 血氧濃度分數 情緒值分數 主觀分數 CFF分數 工作績效反應時間分數 HRV分數
A1 4 9 9 8 2 2 11 11 11 11 4 A2 10 10 10 7 8 6 5 7 7 3 10 A3 9 6 7 11 7 4 9 6 10 6 9 B1 2 4 4 1 9 10 4 4 3 1 8 B2 8 3 2 2 4 7 6 10 4 5 7 B3 1 2 3 6 3 1 2 5 5 2 2 B 3 5 8 4 6 11 8 2 1 4 1 R 5 7 5 3 1 9 10 1 6 7 3 G 6 8 6 9 11 3 7 3 2 8 11 P 11 11 11 10 5 5 1 8 9 9 6 RP 7 1 1 5 10 8 3 9 8 10 5
見圖 4-3 各文字背景配置之注意力指標分數直條圖可以發現，在注意力指標 上，發現注意力較高幾乎為正極字體(白底黑字)，而負極字體(黑底白字)則都略 遜於正極字體(白底黑字)，而在色光三原色中，綠色(G)優於紅色(R)，紅色(R)優
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於藍色(B)，這與過去的研究有些相似(Luria et al., 1989)，只是過去的也是文字顏 色研究，而非背景顏色配置研究。此外，在 iPad 上模擬紙材質的背景與真實列 印成紙的比較上，本研究發現在真實的紙張比起 iPad 上模擬紙材質的背景的效 果，在注意力指標上來的還要好。
圖 4-3 各文字背景配置之注意力指標分數直條圖
見圖 4-4 各文字背景配置之疲勞指標分數直條圖可以發現，在疲勞指標上，
發現較不易引起疲勞的幾乎為正極字體(白底黑字)，而負極字體(黑底白字)則占 據了較易引起疲勞的範圍，這也跟過去的研究相似(Bruce et al., 1982; Mahnke et al., 1987; Snyder, 1988)，因此可以確定在 iPad 之類的電子發光媒材上，需要閱讀的教 材比較建議使用淺底深字對比的配色去製作。在色光 RGB 三原色的比較上，為 綠色(G)優於紅色(R)，紅色(R)優於藍色(B)，這與過去的研究有些相似，雖然過去 的研究是著重在字體的顏色上(Matthews, 1987; Toronto, 1988)。由此可知，在數位
0 10 20 30 40
RP P G R B B3 B2 B1 A3 A2
A1 凝視時間
腦波注意力 正向情緒值
工作績效反應時間
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55
56 4.4 不同自變相的對注意力與疲勞程度的影響
在本研究上設定了環境亮度、背景音樂以及性別、學歷、學習背景等自變項，
來探討對疲勞及注意力的影響。在環境亮度上分為開燈跟關燈，亮度分別為 10Lux(關燈)、150Lux(開燈)，背景音樂則分為無背景音樂跟採用莫札特 K441 雙 鋼琴協奏曲的音樂，性別分為男女二種、學歷分為大學部與研究所、學習背景分 為資訊科學、藝術設計、語文教育等三類組。
4.4.1 背景音樂對注意力的影響
假設檢定 H3: 背景音樂有無對注意力的影響
本研究也一併探討學習時的背景音樂對於受測者在接受實驗是否有影響，在
本研究也一併探討學習時的背景音樂對於受測者在接受實驗是否有影響，在