位置碼點技術

位置碼點技術（Position code）是由瑞典 Anoto 公司所研發出一種點(Dot)由 虛擬中心點朝上下左右四個不同方向移動的技術，概念類似被位移後的 AM 調 幅網點，該技術是藉由將眾多細小的碼點輸出於一般紙張載體上，再透過 Anoto 碼點擷取器內的紅外線攝影機偵測碼點位置並讀取出相對應之聲音訊息。Anoto 碼點擷取器內設有一高速紅外線攝影機，此攝影機以每秒 50 張以上的速度來擷 取碼點影像，每次取像以 6x6 矩陣為一單位即 36 顆碼點，透過這 36 顆碼點來記 錄一訊息或是功能，因此可以隨著位置的移動而同步記錄不同的資訊（Bjorklund, 2011），如圖 2-4-1 所示。圖 2-4-1 中每個區塊中的 1 到 12 分別作為儲存資訊的 編碼以及辨識不同碼點組合，而移動軌跡上的許多區塊則是從紅外線攝影機擷取 到的每秒 50 張影像中，挑選具代表性與可辨識不同碼點位置組合的影像來供系 統運算。

圖 2-4-1 碼點紀錄資訊示意圖（Ericson & Bryborn, 2009）

這些碼點的微結構是以上下左右相互間隔 0.3mm 的兩條虛擬 XY 軸光柵線

（raster lines）為基礎，其兩光柵線 XY 交叉之處成為一虛擬點位置（nominal position）或稱之為光柵點（raster points），再由這些虛擬點位置以 Bit pair 的方 式朝上下左右四個方向偏移，如表 2-4-1 所示。而每一顆碼點的偏移量大約介於

網格長度的 1/8 至 1/4 間，其中最佳偏移量為 1/6；此外，偏移的方向與位置取決 於位置碼點內部的亂數編碼，但位置碼點分布位置組合必須皆不相同，以利每一 訊息對應一組特定的位置碼點分佈組合（Pettersson & Bjorklund, 2003），下圖 2-4-2 為一位置碼點微結構示意圖。

表 2-4-1

位置碼點 Bit pair 組合與相對應偏移方向

Displacement Bit pair (x,y)

Right (0,1)

Up (0,0)

Left (1,0)

Down (1,1)

圖 2-4-2 左圖為位置碼點微結構示意圖，右圖為位置碼點偏移方向示意圖

透過位置碼點技術人們可以在不改變使用紙筆書寫習慣下將許多傳統資料，

例如紙張上書寫文字、繪圖、聲音等等資訊同步快速轉為數位化資料，提高數位 化效率；此外，亦可預先設定好相對應位置碼點位置的數位資訊內容，然後再透 過碼點擷取器進行數位傳播與人機互動。因此，近年來位置碼點技術開始與多個 領域整合應用，故本節將分三個部分來探討，分別為位置碼點與數位教學、位置 碼點與數位生活以及位置碼點與社會科學方法。

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一、位置碼點與數位教學

位置碼點技術最典型的應用即是與教學做結合，2010 年有日本學者開發一 種以 anoto 碼點紙與數位筆為基礎的教學互動系統，並實際應用於國小低年級的 教學課程上（Sugihara, Miura, Miura, & Kunifuji, 2010）。該系統可以讓授課老師 即時掌握學生於課堂上的表現與學習情況，例如回答問題、行為等；此系統架構 為每位學生皆有專屬自己的碼點紙，且彼此間的碼點紙的位置碼點組合皆不同，

然後學生們透過數位筆書寫答案在碼點紙上，其答案會立刻經由數位筆轉為數位 資料並透過藍芽傳送至老師的主電腦裡，最後連接至投影機呈現至投影幕上，如 圖 2-4-3 與圖 2-4-4 所示。研究結果顯示此互動系統有效地增加學生對於學習的 動機與表現水平。

圖 2-4-3 使用數位筆與位置碼點技術之教學互動系統（Sugihara, Miura, Miura, &

Kunifuji, 2010）

圖 2-4-4 數位筆與位置碼點技術之座位控制系統（Miura, Sugihara, & Kunifuji, 2010）

二、位置碼點與數位生活

2004 年英國 University of Stirling 學者開始以位置碼點技術為基礎，將 Anoto 公司的數位筆（digital pen）與數位生活做結合並建立一互動系統（Kolberg &

Magill, 2006），該系統運作方式為：首先用位置碼點製作一個可用來控制家電用 品的控制板（home control pad），如圖 2-4-5 所示。而該控制板上的每個家具圖 案、開關圖案或是時間控制圖案都個別賦予一獨一無二的位置碼點組合，再透過 程式系統先行設定哪一組特定位置碼點對應哪一家具圖案或是功能，最後使用者 便可透過數位筆來控制家電用品的開關與時間設定等功能。

圖 2-4-5 運用碼點技術建構出控制家電用品之控制板示意圖（Kolberg & Magill, 2006）

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該系統整體資訊處理流程可由圖 2-4-6 所示。一特定的位置碼點組合對應一 特定功能，然後透過數位筆來讀取位置碼點影像並進行影像處理，再以藍芽無線 傳輸將影像處理過後得到的訊號傳送至手機。手機會把訊號透過無線網路傳輸至 服務提供者（service provider），其中 pen service 與 device location service 會再次 處理訊號內容並確認該訊號為哪一相對應家具，最終啟動驅動程式來執行使用者 的命令（Kolberg, Magill, Wilson, Burtwistle, & Ohlstenius, 2005）。此方法最大的 優點即為使用者僅需透過數位筆與位置碼點構成的控制板（home control pad）就 可準確地控制一般家庭內部的各式家電用品，且不受地點空間的限制，甚至可控 制汽車內部的音響、空調等設備，使位置碼點技術應用不再僅僅於教育用途上，

而更能充分地與日常生活緊密結合。

圖 2-4-6 透過位置碼點技術來控制家電用品之資訊流示意圖（Kolberg, Magill, Wilson, Burtwistle, & Ohlstenius, 2005）

三、位置碼點與社會科學方法

2011 年日本北陸尖端科學技術大學院大學（Japan Advanced Institute of Science and Technology, JAIST） 學者提出透過 anoto 的數位筆來建構新的 GKJ

（Group KJ method）法系統，改善傳統 KJ（Jiro Kawakita,KJ）法因需利用太多 的圖表與資訊，以及訊息無法即時數位化分享而造成執行效率較低的問題（Miura, Sugihara, & Kunifuji, 2011）。KJ 法是一種可以將參與者間不同的看法、意見與論 點等加以統整起來，再從這些訊息中找到其相互關係並予以歸類與重組，最後以 碼點資訊）透過藍芽無線傳輸到 L-Box Digital Pen Gateway System，處理過後的 資訊會傳送到電腦裡的 GKJ editor 軟體做彙整，並同步顯示參與者書寫的訊息與 匯整後的圖表，如圖 2-4-8 所示即為 GKJ 法最終所產生的意見圖表。經由 GKJ 法可精確地、及時地將資料內容與順序排列位置數位化，並可讓多人或數個團體 同時參與討論，提高整體 KJ 法的執行效率。

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圖 2-4-7 GKJ 法系統架構圖（Miura, Sugihara, & Kunifuji, 2011）

圖 2-4-8 GKJ 法最終之意見相互關係圖表（Miura, Sugihara, & Kunifuji, 2011）