第四章 實驗設計與前期研究
4.2 實驗設計
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第 四 章 實驗設計與前期研究
本章中將統整研究特性、詳述實驗方法，並根據前期研究的觀察與結果，改進之。
實驗設計包含進行方式、環境設定、流程、實驗資料與任務設計。同時我們也設計了 評估互動式資料視覺化的指標，並在前期研究時進行部分測試。
4.1
研究特性
本論文主旨為設計一套量化評估互動式資料視覺化的實驗分法與分析方法，此研 究有以下特性：
1. 互動式資料視覺化不能只透過觀看便得到完整的訊息，而需要經過使用者動手操 作，所以評估方法需要著重使用過程。
2. 使用者如何操作互動式資料視覺化受到過去的經驗與網頁操作習慣影響，所以有 些行為反應是不自知的，而且往往很短暫，因此我們需要做量化紀錄，得到非常 細微且客觀的使用資料。
3. 互動來自滑鼠操作與眼睛觀看，所以主要蒐集這兩種使用行為資料，用以分析與 討論。
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實驗設計
4.2.1 實驗方式與環境設定
因為多數互動式資料視覺化是以網頁呈現，所以實驗方式也用網頁整合，上半 部是任務，下半部嵌入實驗資料，受測者可以自行按下一題進行實驗，如圖 4.1所示。
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實驗環境標示於圖 4.2，量化資料蒐集透過 OGAMA 的桌面錄影功能，搭配 The Eye Tribe 眼動儀，用來蒐集眼動、滑鼠的操作資料，此外為了避免頭部大幅度地移動、轉 動影響眼動追蹤資料，搭配頭部固定器使用。實驗前，根據受測者的身高調整座椅、
頭部固定器的高度。受測者操作的部分，只提供滑鼠。螢幕大小可以盡量大，讓受測 者能輕鬆閱讀，但須在眼動儀可支援的螢幕尺寸範圍內，且只動眼球就看到四個邊 界點而不需轉動頭部，此次實驗使用 22 吋螢幕，型號為 Philips 20 VW，解析度設為 1680×1050。
圖 4.1 實驗畫面截圖
圖 4.2 實驗環境與器材
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關於質化資料蒐集，因為不是每個人都可以不看鍵盤打字，所以用講話作答，實 驗者在旁邊記錄，如圖 4.3所示。除了講答案以外，也要求受測者運用放聲思考法，解 釋操作過程和想法，同時實驗者在旁邊觀察與紀錄，包含感嘆詞、語助詞、自言自語、
行為、對行為的猜測解釋，為了避免受測者一直想要跟實驗者對話而轉頭，實驗者最 好在受測者的視線死角或視線外。實驗中以錄音輔助，且實驗前須告知每位受測者此 實驗會拍照、錄音、錄影，並徵求同意。完整的實驗指示請見附錄一。
圖 4.3 前期研究實驗記錄方式
4.2.2 實驗流程
完整流程如圖 4.4所示，起初先講解實驗流程，之後進行測試，確認眼動儀可以記 錄該受測者的使用情形，才開始實驗。實驗一、二分別採用一個實驗資料，順序隨機，
避免順序對使用者的理解有影響而造成實驗結果有誤差。受測者每次移動後都需要重 新校正；實驗時自行完成任務，並運用放聲思考法，實驗者則是從旁記錄；結束後請 受測者觀看實驗記錄，回想當時的情緒，用 Card sort 法。每一次實驗約二十至三十分 鐘，總實驗時間約為一至一個半小時。
眼動儀的校正方法：眼球必須盯著螢幕中出現的圓的圓心看，如圖 4.5，9 點校正 的意思是這個圓會在螢幕的 9 個點（一個邊三個點，加上正中央）分別出現，順序隨 機。越多點校正越準，但同時也更容易讓受測者覺得視覺疲勞。為了得到準確的使用 者紀錄，僅接受校正結果為 Perfect 者，才繼續進行實驗，如圖 4.6。從圖 4.7中可以很
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圖 4.4 實驗流程圖
明顯地看到校正結果好壞，準確度高到低相對應綠色、黃色、橘色、紅色、白色，校 正不夠好的人，至少有一個點是儀器抓不太到的，會影響之後的實驗結果。
此外，除了做 9 點校正，實驗前需先測試可否順利紀錄該受測者的眼動資料，避 免做完全部實驗後，發現數值都有很嚴重的偏移，第一版的測試是請受測者在 Google 地圖中，移動滑鼠沿著台北捷運其中一條線讓眼睛跟著滑鼠一起移動，但從旁觀察發 現捷運線太細不容易對準，有時候受測者需要將頁面放大，而且捷運線本身有較不規 則的彎曲，不容易得知是水平或垂直方向有資料位移，結果如圖 4.8(a)所示，藍色線為 滑鼠，綠色線為眼動軌跡。第二版圖 4.8(b)改為沿著 1/4 圓弧移動，但與第一版遇到相 同問題，沒有一個明顯可以對準的目標，所以第三版（圖 4.8(c)）新增橘色點做為目標 物，結果有明顯改善，但還有一個問題是專注地盯著白底螢幕會讓眼睛不適，所以修
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(c) Moderate： 有 一些點抓不太到。