實驗設置與結果

A. 空間中 9 點精確度實驗

在本段介紹的實驗中，會在3D 環境中實際架設好 9 個目標點，每個目 標點都有獨立的三維座標，並讓受測者戴上眼動儀，校正後開始實驗。實驗 配置與環境如下圖4-1 所示。

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首先，將貼有目標點的板子豎立於校正螢幕前方，同時測量每一個目標 點的座標，使用者戴上眼動儀後，頭部與校正螢幕保持約50 公分的距離並與 螢幕平行，視線保持水平，便可開始進行9 點校正。校正完成後虛擬螢幕 (Virtual Monitor)便產生了，此時將校正螢幕移除，讓受測者能夠清楚看見實 驗用的目標9 點即可開始實驗；受測者必須凝視目標點 1 秒，由左至右，依 序由目標點1 看至目標點 9，過程中眼動儀系統所預估出的 3D 座標會被記錄，

每秒紀錄30 筆資料，將資料平均後與原先測量好的座標比較，計算出平均誤 差距離(cm)與平均誤差角度(angle)。

在本實驗中計算出預估的3D 座標後，會將測量的座標與預估的座標分 別與原點(雙眼連線的中點)相減，形成一組向量Target 與Gaze，兩向量間的

夾角



(4-1) 圖4-1 空間中 9 點凝視實驗示意圖

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下圖4-2 為 3D 環境中實驗數據的示意圖，被黑色線圈起的 9 個顏色點為 事先測量好的已知點，各種顏色的叉分別代表各自顏色已知點的預估凝視點，

頭部的位置固定，雙眼連線的中點為原點(0, 0, 0)，各已知點與各預估凝視點 間的關係表示為下表4-1。

表 4-1 實驗結果

圖4-2 3D 座標中的實驗結果示意圖

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若與Kentaro Takemura 的論文進行比較，本研究的平均誤差角度

( 2.037 0.713 )較該論文中的實驗平均誤差( 3.38 2.38 )好，但由於該論文 算方式同式(4-1)，實驗結果如下圖 4-3 所示，平均誤差(cm)為 1.256cm，平均 誤差(degree)為1.16 。

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C. 旋轉平台精準度實驗

如同本章開頭所述，本研究使用2 顆 ax-12 伺服馬達搭配雷射筆瞄準器 組成旋轉平台，與眼動儀整合。一顆馬達控制整個平台水平方向的旋轉，另 一顆則是控制雷射筆垂直方向的旋轉，使雷射筆能夠指向使用者目前的凝視 目標，硬體組成如下圖4-4 所示。

圖 4-3 建模法 9 點實驗結果

圖4-4 旋轉平台

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首先依照本研究適合的使用距離(距離頭部 25 公分 - 100 公分)，將 3 個 帶有5 個目標點(A、B、C、D、E)的實驗板分別架設於距離頭部 30 公分、

50 公分、100 公分處，接著凝視目標點中心，旋轉平台便會將雷射筆指向使 用者目前的凝視點，此時實驗板上除了目標點外，還會有雷射筆的紅點，將 紅點處標記下來並測量與目標點中心的距離，即為此旋轉平台的誤差，如下 圖4-5 所示。

3 個實驗板的實驗結果分別呈現於下表 4-2、4-3、4-4。

圖 4-5 旋轉平台實驗示意圖

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表4-3 50cm 實驗板實驗結果

表 4-4 100cm 實驗板實驗結果 表 4-2 30cm 實驗板實驗結果

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