視覺注意力和訊息處理

本節中研究者將針對視覺注意力與訊息處理分為兩個部份進行文獻探討。首 先在第一部份先針對視覺注意力和訊息處理的關聯，以及訊息處理的理論進行文 獻上的探討；第二部份則將眼睛、眼球追蹤技術與視覺注意力的關係進行探討，

並且敘述眼球追蹤技術應該注意的資料。

一、視覺注意力與訊息處理的關係

注意力是一種可以將有限的心理資源在某一個時間點上專注於某個訊息的 能力，其中視覺注意力是專指當眼睛自主移動時，將注意力集中於視野中出現的 物體上 (Findlay & Gilchrist, 2003) 。雖然知識與資訊傳遞的型式並非只能由眼睛 接收，但是日常生活中我們通常以視覺閱讀資訊佔較大的訊息接收。當我們在閱 讀的時候，視覺的資訊必須由眼睛接收而進入大腦，再由大腦進一步的做資訊的 處理。Hoffman & Subramaniam (1995) 認為當我們要執行眼球運動時，注意力其 實已經早眼球運動一步，到達特定位置，以促進對該事件的知覺，因此在閱讀時

眼球運動和注意力有密切相關性。此外，Krauzlis (2005) 指出，眼睛正在看什麼 的同時，也決定了之後要注視的目標。先前眼睛所看的東西經過大腦一連串的內 在認知系統（包含注意力、知覺、記憶…等）處理，會形成一種選擇（decision making）或者是驅動力，靠著這樣的機制，大腦控制著眼睛進行自主式的眼球運 動－掃視（saccade）與追看（pursuit），來使眼球運動以看到所選擇看到的下一 個目標物。圖 2-1.1 透漏訊息輸入與眼球運動的關係。

圖 2-1.1：大腦控制的自主性眼球運動假設模型。（譯自 Krauzlis, R. J.(2005).

p.134.）

而根據 Atkinson 和 Shiffrin 所提出的訊息處理論 (1986) ，當外界訊息的輸 入時，首先經感官登錄－也就是被各種生物學所稱的「受器」接收，接著會傳入 短期記憶。訊息在短期記憶中短暫停留，此時資訊會與從長期記憶中所提取、搜 尋出來的訊息在運作記憶運作處理。如果長期記憶裡的資訊和新進資訊相似，這 個新資訊就會和原本長期記憶中搜尋出的相似資訊一起被輸出並儲存到長期記 憶中。長期記憶裡沒有的新訊息便會被遺忘。心不在焉時，感官往往會忽視訊息 而不予登錄，造成「視而不見，聽而不聞」的現象。

Land (2007) 認為視覺注意力和訊息處理的關係有兩個重點：其一為視覺注 意力會專注於所欲處理的物件；另一為當視覺注意力專注於某一物件上時，也同 時監控我們對此物件的操弄。這兩個重點可以用 Land、Mennie 以及 Rusted (1999) 對泡茶工作中的視覺注意力研究來清楚解釋。他們這項研究主要在觀察當一個人 執行「泡一壺茶」的工作時的視覺注意力所在，結果發現，視覺注意力的所在，

幾乎只專注於被處理的物件上，例如當要打開水槽旁水龍頭，以便在茶壺中加入 水時，視覺注意力幾乎只會落在水龍頭的開關上，而不會落在水槽邊、窗台前，

水槽下的櫃子上等其他地方，甚至極少落在茶壺上或水龍頭的出水口上。當水龍 頭的水打開後，視覺注意力才會接著注意水龍頭的出水口和茶壺壺口。這解釋了 Land (2007) 提到的第一個重點：視覺注意力會專注於所欲處理的物件上。而泡 茶工作的研究中同時也觀察到，當視覺注意力在水龍頭開關上時，同時可以觀察 到手對水龍頭開關的操弄動作，例如扭開水龍頭或扭緊水龍頭；當視覺注意力在 茶壺上時，也可觀查到手對茶壺的操弄動作，例如傾斜茶壺以便將茶壺口對準水 龍頭出水口流出的的水。這也解釋了 Land (2007) 提到的第二個重點：當視覺注 意力專注於某一物件上時，也同時監控我們對此物件的操弄動作。因此，我們可 以知道，當我們的視覺注意力集中於某一物件上時，通常可以象徵著我們正在處 理著這一個物件的資訊。

二、眼球追蹤技術與視覺注意力

眼球軌跡追蹤技術是透過眼動儀來蒐集受試者眼睛凝視點（fixation），代表 訊息處理，以及掃視（saccade），代表眼球活動與計畫擇取訊息位置的資料。

Reichle (1998) 等人整理視覺在閱讀過程裡的角色發現，眼睛會利用短暫的注意 力停留時間接受外界訊息，並且不斷移動以掌握完整的視覺資訊。蔡介立（2006）

在其研究中指出從眼球凝視的位置和停留時間，大致可以反映出大腦對資訊的選 擇與處理的時間。因此，經由眼動資料的蒐集，我們可以瞭解受試者在閱讀歷程 中注意力集中點位置與時間的變化，也就是說，透過眼動儀蒐集的凝視點移動與

變化，也就是凝視的軌跡，我們可以瞭解受試者的整個閱讀歷程與可能的訊息處 理模式。Cook(2006)等人在一項比較專家與生手對DNA複製過程視覺表徵的研究 指出，眼動儀所紀錄的眼球軌跡與研究者對受試者進行的事後訪談資料十分吻 合，這個研究證明了眼動儀所蒐集的資料在研究上的可信度。

一般而言，當眼動儀紀錄到穩定的靜態視線表現時，會紀錄成凝視點

（fixation）。凝視點的時間根據工作的不同，如打字、看樂譜、閱讀都會有不同 的凝視點時間 (Rayner, 1984) 。一般的凝視點大概會在同一字內五到九個不同點 上持續 100 到 500 ms，閱讀中對文字的大部分凝視點時間會在約 200 到 350 ms 之間（Reichle, E. D. et al, 1998），而閱讀中對圖片的凝視點時間則落在 250 到 330 毫秒之間 (Rayner, 1984) 。由於中文與英文的文字結構不同，閱讀文字在中文與 英文間也存在著差異，蔡介立（2000）的針對中文的閱讀做出研究，發現中文的 文字閱讀平均擬視時間約為 220 到 230 毫秒。平均凝視時間可反應出閱讀內容對 閱讀者的難易程度，越困難的閱讀內容平均凝視時間就愈長，Rayner (1998) 對 於以眼動儀資料研究視覺注意力與訊息處理方面做了更進一步的探討。他的研究 指出，在我們的閱讀過程中，對於一些艱澀的字詞 (Rayner & Duffy, 1986) 以及 一些不連貫的文句 (Ehrlich & Rayner, 1981) 會有較長的凝視時間（fixation duration）。因此 Rayner 認為較長的凝視時間可能暗示了閱讀過程中較大量的閱 讀處理過程。另外，從發展的方面來看也可以發現，相對於成人，幼童的平均凝 視時間較長 (Kowler & Martins, 1985) 。至於眼動儀紀錄在閱讀時出現的不穩定 動態視線表現會紀錄為掃視（Saccade）。掃視一般被認為是視線由前一個凝視點 移動到下一個凝視點之間的動態過程，在掃視的過程中幾乎沒有任何資訊會被擷 取 (Wolverton & Zola, 1983) ，但先前已進行的訊息處理仍會繼續。因此，一般 在利用眼動儀資料審視閱讀歷程時主要著重於凝視點的資料。Rayner (1998) 建 議眼動研究者在利用眼動追蹤技術研究閱讀時，凝視點數（number of fixations）、 平均凝視時間（mean fixation duration）與總視時間（total inspection time）等眼 動參數都應該被探討。

綜合以上的研究，我們可以知道眼動儀所紀錄的眼球軌跡具有研究上的可信 度，一般而言，在探索閱讀歷程中資訊與閱讀的關係時，通常以凝視點為主要需 要注意的資料。