第三章 研究設計與實施
第二節 研究工具
依據前述之研究架構，茲將本研究之研究工具分別說明如下：
壹、眼動儀
本研究之研究工具---「眼動儀」，係採用國內學者何宏發（2013）針 對現有眼動裝置加以改良發展而成，由於本研究所探討自閉症學生之診斷 與訓練皆係針對其眼動特性，是以眼動儀作為研究工具，並將眼動儀之發 展歷程、功能及其應用說明如下：
一、發展歷程
EyeNTNU-180 乃教育部邁向頂尖大學計畫之補助，自 2011 年度正 式展開為期五年之研究，2013 年度以前之計畫，主力研究項目為螢幕眼 動儀。研究團隊自行開發眼動儀追蹤模組、下巴支架設計開模及相關軟 體撰，完成了第一代眼動儀，如圖 3-2 所示。第一代設備硬體上採用了 120Hz 的眼動追蹤模組，有別其他產品，本設備僅透過兩顆紅外光 LED 作為瞳孔補光系統，其在 60cm 內可以具有小於 0.3 度誤差的高精準度。
圖 3-2 為一透過該設備進行之學術研究，透過眼動儀來了解女性顧客在 購買手提包時，其眼動歷程分析。
圖 3-2 第一代眼動儀
資料來源：自由時報（2015）。台師大研發平價眼動儀。2015 年 12 月 1 日，取自 https://news.ltn.com.tw/news/life/paper/632365。
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藉由與其他國內、外學術單位進行實驗合作的經驗，第二代眼動儀 的硬體設備部分針對眼動追蹤模組的外殼進行了美化，以 3D 繪圖的技 術進行外觀設計後，再以 3D 印表機打樣；眼動追蹤模組支架設計的部 分也從原先固定於下巴架的款式，更換成更具彈性的可夾式支架，可以 輕易地針對受試者的情況做即時的調整，詳如圖 3-3 所示。第二代眼動 儀最大的修正還是在於更貼近人性化的軟體設計，以及眼動變項分析之 增加。
圖 3-3 第二代眼動儀
資料來源：何宏發（2013）。低價眼動儀硬體與軟體之開發與研究。
教育部邁向頂尖大學計畫研究成果報告，未出版。
2013 年度起，除了既有的螢幕眼動外，何宏發教授之團隊亦著手於 操作更加貼近人性-實景眼動儀硬體開發。實景眼動儀系統（如圖 3-4 所 示）重量僅約數百克，更有利於受試者於實驗過程中佩帶、操作。穿戴 式的眼動儀也更加貼近人類一般正常用使情境，更有利於多樣化的實驗、
研究進行。
72 圖 3-4 實景眼動儀系統
資料來源：何宏發（2013）。低價眼動儀硬體與軟體之開發與研究。
教育部邁向頂尖大學計畫研究成果報告，未出版。
二、功能簡介
本設備透過影像處理等方式達到瞳孔識別，進而達成追蹤與凝視點 映射之功能，主要可做為眼動歷程紀錄與眼動控制之應用。
在眼動歷程紀錄的部分，本設備提供軟體支援功能如下：
（一）採用腳本化程式設計：同一實驗下，不需要於實驗前繁瑣地重 新設定。
（二）支援 2 種播放模式
1.循序播放：適合閱讀類型實驗。刺激物會循序的播放，讓使用者 能夠有連貫性地接受文章、刺激物刺激。
2.全題亂數播放：適用於多數心理學實驗要求。本模式會將所有刺 激物進行逐題亂數播放，換言之，每位受試者的刺激順序都不同。
（三）限時切換功能
1.自動切換：時間到達後，自動跳到下張刺激物。主要應用於限定 刺激時間的眼動實驗。
2.手動切換：時間抵達後，受試者可以自行決定繼續凝視，亦或透 過鍵盤回答問題，手動跳至下個刺激物。
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（四）問卷功能
1.透過鍵盤輸入:支援兩組選項的單選實驗設計。
2.透過滑鼠輸入:支援最多五個選項的單選實驗設計。
（五）介面分析功能
1.自動化眼動數據整理:將亂數播放的刺激物，依照播放順序的資料，
進行相同基準的重新排列，方便實驗人員進行對照與事後分析。
2.自動化問卷分析整理:透過鍵盤輸入的問卷，自動進行答題對錯批 改與正確率、錯誤率等統計。
（六）其他
1.簡易校正功能：於每張刺激物之間提供一個簡易校正程序，有效 改善受試者頭部小幅度的偏移導致眼動數據飄移的情況。
2.自動化數據檢測機制：實驗結束時，自動檢查受試者資料內，是 否所有眼動資料都已經被正確收集。
三、應用領域
眼動控制領域部分，我們則有用眼動控制來進行打地鼠遊戲之應用，
換言之，即把眼睛作為滑鼠的功能。當地鼠於螢幕出現時，你不需要手 忙腳亂地操控滑鼠並移動到目標物上，僅需自然地將目光焦點移到目標 物，即可做出攻擊的指令，帶給電玩遊戲一個新的體驗。
除了在電玩領域的應用外，本眼動儀並可應用於認知心理學相關研 究；閱讀行為、閱讀策略分析；數位學習、數位教育；商品行銷（了解 商品設計是否受消費者之青睞）；廣告分析；眼動控制（眼動打地鼠、眼 動切水果）；更可透過眼動儀紀錄專家的眼動歷程，提供新手人員之相關 訓練。
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本 研 究 使 用 EyeNTNU-180 （ 如 圖 3-5 所 示 ） 眼 球 追 蹤 系 統 (EyeNTNU-180 Eye Tracking System) 進行實驗刺激呈現與收集受試者 眼動資料。系統包含一台 P4 - 2 GHz 的個人電腦，前端有一微型攝影機，
紀錄眼球運動情形。個人電腦，負責呈現刺激與實驗控制，同時監看眼 動型態與紀錄眼動資料，個人電腦的螢幕皆 17 吋的 LCD。本實驗的取 樣率為 180Hz（即每秒取樣 180 次），計算眼動資料的方式是直接將眼球 運動位移量換算為對螢幕之座標。另外，為了使眼動資料更為穩定，減 少因頭部晃動所造成的誤差，使用下巴架固定受試者頭部位置，受試者 眼睛的位置與螢幕的距離為 60 公分。因為觀看的是影片，為使眼動數據 更精細，我們採用 80msec 當為 fixation 的判斷依據，比一般閱讀文章的 150~280msec 更細緻的判斷。
圖 3-5 EyeNTNU-180 眼球追蹤系統
資料來源：何宏發（2013）。低價眼動儀硬體與軟體之開發與研究。
教育部邁向頂尖大學計畫研究成果報告，未出版。
貳、刺激材料影片
採用生活化的刺激材料，以降低受試者的困擾與疑惑變項，並提出建 基於 Klin、 Jones、 Schultz 與 Volkmar (2003) 發現的現象差異之新的演算
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法，希望進一步提高自閉症初步診斷的準確率與效率。
生活化的刺激材料影片設計方面，因為自閉症者在社交互動方面有障 礙，擬以高職學生的舊經驗為主題內容，並以兩人或以上談論身旁某些物 品的影片為主，有社交、溝通、聲音、影片、劇情…等要素。獨立變項有：
刺激材料影片中的人數（採用 2 人、4 人，兩個值）、對話中每一個角色發 言的長度（採用 2 句以內、4 句以內、6 句以內、6 句以上，四個等級）、
場景中談論的物品數量（採用 1 個、2 個，兩個值）、及材料中各場景的 Regions of Interest (ROI) 數量（各場景不同，且為時變的）；相依變項有：
眼動行為中的各 ROI 總凝視次數、凝視總時間、熱區 (hot-zone)、視線軌 跡 (scan-path) 。
參、刺激材料影片內容問卷
根據上述之實驗刺激材料影片，編列實驗刺激材料影片內容問卷，問 卷除受試者基本資料外，還包括對影片中演員、交談話題及卡通人物的喜 歡程度，以及對卡通人物的熟悉程度。其中喜歡程度採用五點量表，熟悉 程度則採用是否量表，詳如附錄一。藉以了解受試者在影片角色、談論內 容及卡通人物之認知與喜好的差異程度，以確保實驗所用的刺激材料影片 內容不會受到受試者排斥而不觀看影片，提高實驗的信度與效度。
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