擴增實境行動導覽系統之研製─美術館畫作鑑賞之應用

全文

(1)國立臺灣師範大學資訊教育研究所碩士論文指導教授：張國恩博士宋曜廷博士. 擴增實境行動導覽系統之研製 ─美術館畫作鑑賞之應用 Design of the Mobile Guide System with Augmented Reality ─The Application of Painting Appreciation in Art Museum. 研究生：張家慈. 撰. 中華民國一○一年七月.

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(3) 摘要根據目前擴增實境和藝術鑑賞的應用情況，本研究設計一套行動擴增實境於畫作鑑賞之導覽工具，並探討學習者在運用擴增實境導覽、語音導覽與無導覽方式(無攜帶任何輔助載具)的學習表現。研究對象為 135 位大學生，採用準實驗研究法之前後測不等組設計。自變項為不同畫作導覽方式，依變項為學習者之學習表現，包含其學習成效、神馳經驗效果和系統使用態度與接受態度。研究結果發現：(一)擴增實境導覽能夠加強學習者的學習成效；(二) 擴增實境導覽可以提升學習者的神馳經驗程度；(三) 運用行動擴增實境導覽系統，部分學習者具有正面的使用態度與接受態度；(四) 綜觀上述影響因素，可以歸納出行動擴增實境導覽系統的標準化服務。. 關鍵詞：擴增實境、行動導覽、藝術鑑賞.

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(5) Abstract According to the current application of augmented reality and art appreciation, this study is to design a set of guide tool with mobile augmented reality in painting appreciation, and compare the learning performance of students using the augmented reality guide with those using the audio guide and without any assistance devices. This research. was. adopted. the. quasi-experimental. design. with. nonequivalent. pretest-posttest design, and the participants were 135 undergraduates. The independent variables were three painting guide ways; the dependent variables included learning outcomes, flow experience and learners’ attitude on the use and acceptance of guide systems. The results showed that: (a) the augmented reality guide promoted the learning performance in painting appreciation; (b) the augmented reality guide promoted the flow experience; (c) some of the learners had positive attitudes on the use and acceptance of the mobile augmented reality guide system; (d) overview of the above factors, we could summarize standardized services of the mobile augmented reality guide system.. Keywords: augmented reality, mobile guide, art appreciation.

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(7) 致謝兩年了…… 既不長，也不短。從無到有，由少積多；在開始的難以想像直到現在的開花結果。一路上的堅持、承諾和陪伴，一切功勞實屬於助我多臂之力的貴人們：衷心感謝張國恩老師、宋曜廷老師的指導、叮嚀和支持；誠心感謝侯惠澤老師的指教、鼓勵與幫助；真心感謝張珈學長的督導、勉勵及提攜；至心感謝美術學系李振明院長、趙惠玲老師和楊淑勳學姊的協助；由衷感謝林仁傑老師、黃淑卿老師、盧瑞珽老師以及臺北市立美術館的淑宜姊和相關同仁們的支助；誠摯感謝麗華姊、娃娃、魏先生、嘉玲、于佳、佳樺、佳琳、士弘、其恩、鈺瑄、怡靜、怡萱、姵萱、夢琚和千榕的幫忙。. 所有恩情，永留心間；幸之，惜之！. 家慈敬上民國一○一年八月.

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(9) 目錄附表目錄..................................................................................................................... III 附圖目錄..................................................................................................................... IV. 第一章. 緒論................................................................................................................ 1. 第一節. 研究背景與動機........................................................................................ 1. 第二節. 研究目的.................................................................................................... 7. 第三節. 研究假設.................................................................................................... 7. 第二章. 文獻探討........................................................................................................ 8. 第一節. 擴增實境的發展........................................................................................ 8. 第二節. 藝術鑑賞的形式與原則.......................................................................... 10. 第三節. 畫作展覽與擴增實境的應用.................................................................. 16. 第三章. 系統設計...................................................................................................... 21. 第一節. 系統設計理念.......................................................................................... 21. 第二節. 系統發展架構.......................................................................................... 21. 第三節. 系統開發環境與工具.............................................................................. 22. 第四節. 系統功能.................................................................................................. 22. 第四章. 研究方法...................................................................................................... 35. 第一節. 研究對象.................................................................................................. 35. 第二節. 研究設計.................................................................................................. 35. 第三節. 研究工具.................................................................................................. 36. 第四節. 研究程序.................................................................................................. 38. 第五節. 資料收集與分析...................................................................................... 39. i.

(10) 第五章結果與討論 ..................................................................................................41 第一節參訪者學習成效分析 ..............................................................................41 第二節參訪者神馳經驗分析 ..............................................................................43 第三節參訪者專注畫作時間分析 ......................................................................46 第四節參訪者行為模式分析 ..............................................................................47 第五節訪談和意見回饋分析 ..............................................................................55 第六節討論 ..........................................................................................................63. 第六章結論與建議 ..................................................................................................67 第一節結論 ..........................................................................................................67 第二節建議 ..........................................................................................................68 第三節未來研究方向 ..........................................................................................68. 參考文獻 ......................................................................................................................71. 附錄一. 國內三十間展覽館的服務比較 ................................................................77. 附錄二. 神馳經驗量表 ............................................................................................79. 附錄三. 意見回饋 ....................................................................................................81. 附錄四. 訪談稿 ........................................................................................................82. ii.

(11) 附表目錄表 1.1. 目前館內常見的數位導覽與擴增實境導覽之比較...................................... 4. 表 2.1. 鑑賞活動設計的原則.................................................................................... 13. 表 2.2. 創造性美術導賞問題類型與發問示例........................................................ 14. 表 2.3. 藝術批評教學過程........................................................................................ 15. 表 4.1. 畫作鑑賞測驗預試信度分析結果摘要表.................................................... 36. 表 4.2. 畫作鑑賞測驗試卷例題................................................................................ 37. 表 4.3. 畫作鑑賞測驗預試信度分析結果摘要表.................................................... 37. 表 4.4. 參訪行為編碼表............................................................................................ 40. 表 4.5. 參訪行為編碼範例(以擴增實境導覽組為例) ............................................. 40. 表 5.1. 畫作鑑賞測驗之前後測成績........................................................................ 41. 表 5.2. 畫作鑑賞測驗之同質性考驗摘要表............................................................ 41. 表 5.3. 畫作鑑賞測驗之單因子共變數分析............................................................ 42. 表 5.4. 畫作鑑賞測驗之事後多重比較.................................................................... 42. 表 5.5. 神馳經驗之平均數與標準差........................................................................ 43. 表 5.6. 神馳經驗之變異數分析摘要表.................................................................... 44. 表 5.7. 神馳經驗之事後多重比較............................................................................ 45. 表 5.8. 專注畫作時間之平均數和標準差................................................................ 46. 表 5.9. 專注畫作時間之變異數分析摘要表............................................................ 46. 表 5.10. 專注畫作時間之事後多重比較.................................................................. 47. 表 5.11. 無導覽組參訪者之行為頻率變換表 .......................................................... 47. 表 5.12. 語音導覽組參訪者之行為頻率變換表...................................................... 49. 表 5.13. 擴增實境導覽組參訪者之行為頻率變換表.............................................. 52. 表 5.14. 各組參訪行為模式整理表.......................................................................... 54. 表 5.15. 導覽系統使用態度之訪談整理表.............................................................. 55. 表 5.16. 無導覽的參訪感想之訪談整理表.............................................................. 57. 表 5.17. 導覽系統接受態度之訪談整理表.............................................................. 58. 表 5.18. 擴增實境導覽系統品質之整理表.............................................................. 59. iii.

(12) 附圖目錄圖 1.1 數位導覽(左)與擴增實境導覽(右)的互動關係變化.....................................5 圖 1.2 不同導覽方式之神馳經驗效果 ......................................................................6 圖 1.3 「藝術鑑賞」與「擴增實境」的關係圖 ......................................................6 圖 2.1 真實─虛擬的連續區間 ...................................................................................8 圖 2.2 擴增實境和虛擬實境的示意圖 ......................................................................9 圖 2.3 MARKER-BASED AUGMENTED REALITY ............................................10 圖 2.4 MARKER-LESS AUGMENTED REALITY ................................................10 圖 2.5 藝術鑑賞活動歷程 ........................................................................................ 11 圖 2.6 博物館穿戴式設備示意圖 ............................................................................17 圖 2.7 拱形圓頂的現有樣貌(左)與原有樣貌(右)...................................................17 圖 2.8 祭壇雕飾與屏風壁畫的現有樣貌(左)與原有樣貌(右)...............................18 圖 2.9 使用行動擴增實境導覽於畫作鑑賞的過程 ................................................19 圖 3.1 系統發展架構圖 ............................................................................................21 圖 3.2 系統開發環境與工具 ....................................................................................22 圖 3.3 使用個案圖 ....................................................................................................23 圖 3.4 學習者活動圖 ................................................................................................24 圖 3.5 管理者活動圖 ................................................................................................25 圖 3.6 學習者強韌圖 ................................................................................................26 圖 3.7 畫作辨識 ........................................................................................................27 圖 3.8 局部解說和放大操作 ....................................................................................27 圖 3.9 管理者強韌圖 ................................................................................................28 圖 3.10 學習者之使用者介面循序圖 ........................................................................29 圖 3.11 學習者之應用程式核心循序圖 ....................................................................30 圖 3.12 導覽資料存取畫面 ........................................................................................31 圖 3.13 鑑賞內容顯示 ................................................................................................31 圖 3.14 管理者之使用者介面循序圖 ........................................................................32 圖 3.15 管理者之應用程式核心循序圖 ....................................................................33 圖 4.1 ASUS EEE PAD TRANSFORMER ..............................................................36 iv.

(13) 圖 4.2 微攝影機.......................................................................................................... 38 圖 4.2 研究程序流程圖.............................................................................................. 39 圖 5.1 無導覽組參訪者之行為模式圖...................................................................... 48 圖 5.2 語音導覽組參訪者之行為模式圖.................................................................. 50 圖 5.3 擴增實境導覽組參訪者之行為模式圖.......................................................... 51. v.

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(15) 第一章. 緒論. 第一節研究背景與動機自 1990 年以來，擴增實境(Augmented Reality, AR)已逐漸使用於各個領域當中，是一種透過操作實體載具，呈現附加資訊的過程，讓使用者在視覺上看到真實世界與虛擬影像的結合。其應用範圍，大致可分為語文、地理歷史、數理科學、自然科學、生物醫學、藝術人文、休閒娛樂和廣告行銷等(McCall, Wetzel, Löschner, & Braun, 2010；Wang & Chen, 2009；Klopfer & Squire, 2008；Wang, Chen, Chu, & Cheng, 2009；Dunleavy, Dede, & Mitchell, 2008；郭世文，2008；張昊勻、陳菁惠， 2010)。日常生活中，人們可以藉由行動載具的擴增實境輔助導覽城市，透過鏡頭觀察被添加到現場的人物和建築物等虛擬訊息，即可自由切換進入不同歷史時代場景，一窺城市曾經擁有的多面樣貌(McCall et al., 2010)。擴增實境也可以在傳統寺廟中行動導覽，遊客可以透過相機捕捉附近具有古蹟特色的景點影像，藉由疊加在對應背景上的資訊，呈現以民間故事為背景的動畫人物與生物角色，重建古代傳說的故事內容來介紹傳統廟宇之特色(Wang et al., 2009)。Damala、Cubaud、 Bationo、Houlier 和 Marchal 等人(2008)表示擴增實境也有潛力成為替代以往博物館導覽的一種方式，藉由擴增實境詮釋展覽內容，讓參訪者更加仔細觀賞與聆聽展示作品，具有吸引新民眾前來參觀的潛在性。其中經由 3D 虛擬箭頭指標融入情境，作為引導參訪者的線索提示，促使他們在實際場所因為擴增實境的推動而輕易轉移參觀路線(Mulloni, Wagner, & Schmalstieg, 2008)。另外，為了提高城市設計的效率和生產力，試圖使用攜帶方便的擴增實境取代傳統積木來演示，解除了笨重積木無法隨處帶走的特性，其方法即將虛擬三維圖像直接覆蓋到真實環境，使得城市設計的展示空間和交流空間相互交疊在一塊，加強訊息交流的直觀感受，以便團隊合作與溝通 (Wang & Chen, 2009 ； Billinghurst, Belcher, Gupta, & Kiyokawa, 2003)。在教學方面，將擴增實境應用於英文課堂上，以圖卡所呈現的動畫與發音，對應學習單字的人或物之目標，來引導學生在故事情境中學習英語名詞、動詞和形容詞，相較於一般課堂講述方式，有效助於提升國小學童英文能力(黃梓銓， 2009)。自然科學也可以利用 EULER 學習，以 RFID 和擴增實境技術在情境感知、 1.

(16) 沉浸和無所不在模式的學習環境與教育資源，提供有效的戶外學習經驗，幫助學生吸收新的知識和解決問題，也加強了學生的創造力和探索能力(Liu, Tan, & Chu, 2009)。而環境污染議題也可套用在擴增實境的教學設計，Klopfer 與 Squire(2008) 表示利用擴增實境模擬遊戲搭配 PDA、GPS 協助尋找污染來源，讓學生在真實環境中移動的同時，引發不定時的虛擬事件和資訊來接收相關訊息和收集資料，如此一來不但能夠吸引學生的注意力，還可促進有意義的學習。Dunleavy 等人(2008) 指出透過擴增實境的遊戲角色扮演，讓學生手持行動裝置在校園到處移動位置，經由鏡頭顯示疊加在真實空間上的數位物件和虛擬人物，並觸發影片、音訊和文字檔案等資訊，來提供敘述、引導和合作的線索以及挑戰，達成中高等學校的數學、語言藝術、科學素養等技能的學習目標。從上述學生親自體驗擴增實境的過程中發現，大家都對此表示有趣、好玩、具有挑戰性以及具備全新的經驗和身歷其境的感受，老師也認為擴增實境不僅提升參與動機，還創造出逼真、新穎和虛實整合的學習環境。然而有許多相關研究報告指出，由於擴增實境擁有虛擬與真實並存的特性，擴增實境設計者為了要讓使用者在特定的視野範圍內，看到附加資訊存在真實環境，企圖吸引使用者的目光，但最後其執行結果往往卻不如預期理想，這也代表僅有這樣的想法不足以詮釋擴增實境的完善設計。像是 TimeWarp 的擴增實境玩家，到處尋找德國科隆城市任何街角可能出現的擴增虛擬物件以完成任務挑戰；因為玩家專注於遊戲活動，與虛擬對象互動比較多，導致他們的注意力集中在虛擬世界，尤其當玩家轉移目的地，換到另一地點的半途中，他們會感覺到好像從擴增實境體驗中脫離，甚至在遊戲結束後，擴增實境環境所塑造的存在感是下降的，無法持續保留(McCall et al., 2010)。 Dunleavy 等人(2008)也指出，學生在學校到處走動探索擴增實境世界的時候，為了與虛擬人物互動、收集資料與解開謎題等任務，而出現過於專注手持載具內的虛擬內容、忽略週遭真實環境的現象，甚至影響學生的安全問題，反而適得其反。此外，城市設計也在擴增實境作為教具的引導之下，透過擴增實境介面可以與虛擬建築物互動，使得參與者的注意力必須專注於擴增實境操作的演示過程；但有些人認為擴增實境並沒有幫助許多，覺得擴增實境內的建築物並不真實，反而比較喜歡可以直接看到和觸摸的實體積木；甚至大多數人建議將擴增實境和實體積木整合，將兩者的優勢互補、解決弊端，繼承優點、克服缺點(Wang & Chen, 2009； 2.

(17) Billinghurst et al., 2003)。經由這些例子可以察覺行動擴增實境於活動規劃的過程顯露出同樣的設計缺失，皆無法平衡虛擬空間和實物場景間的注意力分配，即未達到「人、機、境」互動層次之設計概念，造成參訪者專注於「人—機(導覽系統)」的互動(human-computer interaction)，而忽略了在真實情境中最重要的是「人—境 (展物和地方脈絡)」的互動(human -field/situation interaction)層次(宋曜廷、張國恩、于文正，2006)。所以如何有效解決上述問題和擴增實境活動設計的完善，避免虛擬內容物成為主要參訪的對象，這是當務之急的處理要項。為此對於擴增實境的學習活動內容應該強調提升虛擬物件與真實環境的聯結力(coupling)，加強支持與真實對象的互動性，才不至於使用者過度專注於虛擬世界裡。為了讓使用者自己主動探索週遭真實景物的意義價值，我們可以透過「藝術鑑賞」強調作品本身的重要性，引導觀眾和實物、資訊處於同一地位，加強使用者、學習對象和地方情境的相互結合，來補足擴增實境現況的共同缺失(林筆藝，2000；柳鳳儀，2007)。藝術鑑賞經由參與者的觀察、知覺、分析和判斷能力的一系列指引過程，透過對作品的解讀、評價，認識蘊藏在作品裡的深刻內涵。其中鑑賞的對象是以原創、第一手的「實物」呈現給觀眾，完全展示原有樣貌，具備了真實「物質證據」的特質，滿足人們對藝術品的分享與討論的訴求，亦提供了社會教育的功能(周功鑫，2001；教育部，2011)。近年來藝術鑑賞的教學策略已朝多樣化發展，不論數位典藏，還是網路互動平台，資訊科技融入教學逐漸成為一大趨勢，然而在擴增實境導覽應用上的研究卻是有限(Barber, Bristow, Cheng, Hedley, Kuriyama, Lien, Pollard, & Sorrell, 2001；Sparacino, 2002；Damala, Marchal, & Houlier, 2007；Damala et al., 2008；Portalés, Lerma, & Pérez, 2009；黃鳳娟，2011) 。目前國內各式各樣展覽館都有提供網路服務與現場服務的措施，不論是館內資訊、數位典藏、虛擬實境導覽以及其他學習資源等支援，在實地展覽現場也具備導覽解說、遊戲學習和影音放映等服務，其中以現場服務的導覽解說佔居最多數(詳見附錄一)。導覽解說除了人員導覽外，還有屬於非人員導覽類型的文物展示、方向指引、展示海報、導覽手冊和數位導覽等；而數位導覽更是近年來展覽館內發展最好的導覽方式，如語音導覽、影音導覽、互動多媒體資訊站以及行動載具搭配 RFID 或 QR Code 等，當中尤以語音導覽最為普遍常見(林宏熒，2006；李宜曄、林詠能，2008)。 3.

(18) 據 Sparacino(2002)的觀察，一般展覽上的解說海報和文字指示所佔用的空間很大，但大多數的人們不會花充分的時間閱讀、吸收海報內的敘述內容，無法好好利用文本形式所提供的資訊，其發揮的效用卻是不彰；而使用互動多媒體、解說影片的播放等設備，雖然可以引人注目，但它並不總是位於展物旁邊來描述，實際上與展示作品產生了一段距離，使得遊客無法就近親眼所見、立即比較和證實，甚至可能會併吞、佔據遊客在博物館的參觀時間。倘若將數位導覽與擴增實境導覽的特性作比較(如表 1.1)，可以明顯看出前者所引發的負面影響導致了展覽的關注重點移至螢幕中所介紹的作品，而實際的展示品則成為周圍的裝飾品，形成喧賓奪主的現象，如此一來遊客鑑賞的對象將失去原有訴求的價值，反而與藝術鑑賞所追求的理念背道而馳。此外，雖然虛擬博物館的呈現可以提升參與者藝術鑑賞的學習態度和藝術鑑賞能力，但是若只是一味的追求展覽的數位化，豈不辜負了實體展示的原本用意，這也意味著並不代表參訪者可以完全取代本人親自到現場參觀的實際經驗。因此如何將真實展覽的無法替代性與虛實資源的整合，應是我們必須重視的議題(柳鳳儀，2007)。表 1.1 目前館內常見的數位導覽與擴增實境導覽之比較優點缺點  便於攜帶(如行動載具)  展物和解說訊息的擺置不在  具有行動適地性服務同一視線範圍內(視覺無法集  即時提供解說訊息中)  豐富的多媒體資訊(除語音導覽)  容易分散遊客對展物的注意  與展示內容產生互動力數  讓遊客自由選擇參觀路線  容易混淆展覽主題  有助於提示展覽相關細節  容易佔用遊客的參觀時間位  可提供個人化的服務  設備只能滿足單一觀眾(除多導  方便預先準備導覽內容點觸控裝置)  設備易於收納管理  設備設置與維護不便(如多媒覽  展覽內容資料方便管理(如內容體資訊站) 管理系統)  嵌入式設備的規劃設計昂貴  方便隨著展品更換變動或空間 (考量展場景觀和結構) 的調整  可記錄遊客的參觀路徑  解決導覽解說的人力不足擴  包含數位導覽上述優點  需考量作業系統的相容性  需考量硬體設備的支援增  直覺感官的操作方式  虛擬物件(解說訊息)與真實世界  影像辨識的過程，需考量場地實結合燈光亮度的影響境 4.

(19) . 導覽.  . 優點清楚呈現展物內容結構與解說位置視覺集中解決展覽上解說空間的不便性. 缺點. 資料來源：林宏熒，2006；李宜曄、林詠能，2008；研究者整理. 從「人—機—境」的互動層次來看(如圖 1.1)，遊客藉由數位導覽載具、感測辨識技術所提供的圖文訊息，可以了解展物的相關資訊；然有些參訪者認為使用數位導覽無法與實地展物作為直覺的感官接觸，參觀作品和導覽畫面並不在同一視野範圍內，使之視覺無法集中，導致參訪者過於重視導覽載具內的訊息，亦與實際展物的互動不深，從而脫離對展示作品的注意力，這也顯露出如此行動導覽設計在人透過「機」與「境」的互動層面上仍有疏失。. [人]. [人]. [機]. [境]. [機]. [境] 神馳經驗. 圖 1.1 數位導覽(左)與擴增實境導覽(右)的互動關係變化. 利用擴增實境導覽的功能可以改善上述出現的問題，不但承接了數位導覽原有的優勢，還讓參訪者在導覽系統和藝術鑑賞指南的協助之下，透過鏡頭所見貼浮於畫作上的輔助說明，將導覽訊息和實際畫作擺置同一畫面；再結合載具螢幕的放大或縮小之操作功能，方便參訪者一面仔細觀察、對照原畫，一面閱讀解說、引導省思。在如此人機互動的過程中，不但使其畫作細節解說容易，亦提供了局部瀏覽的清楚和詳細，保持整體觀看的連續性(Fukaya, Mitsumine, Inoue, 2001；Pitt, Updike, & Guthrie, 2002)。 Webster、Trevino 和 Ryan 等人(1993)認為透過有趣和探索的人機體驗，可以產生一種控制、專注、好奇和內在興趣等特質的主觀心理體驗，即為神馳經驗 (flow)，它代表著享有人與機互動的順暢流程、愉悅感受以及伴隨著自我意識的. 5.

(20) 消失和自我強化的狀態(Hoffman, Novak, & Yung, 1999)。因此經由擴增實境導覽的服務能夠讓參訪者的視覺集中、注意力提升，對於實際展物的投入以及藝術層次的解讀加深，並在神馳經驗的程度上產生強弱的變化(圖 1.2)，也幫助解決導覽解說於畫作展覽空間的不便性，改變參訪者與展覽畫作、導覽載具的參觀感受，進而在「人—機—境」三方彼此之間具有更強烈的聯結關係。. 神馳程度強. 弱. 無導覽. 圖 1.2. 數位導覽. 擴增實境導覽. 導覽方式. 不同導覽方式之神馳經驗效果. 根據本研究所提出的擴增實境導覽之神馳經驗效果，運用「藝術鑑賞」與「擴增實境」的特性能夠相互彌補各別缺失，形成互補的關係(如圖 1.3)；透過前者重視實體作品的參觀引導，提升擴增實境與真實展物的互動性，以及後者的虛實結合，使得數位訊息和真實展物緊緊地相依牽絆，協助藝術鑑賞的實地觀察。本研究嘗試設計利用擴增實境於畫作鑑賞的應用，希望藉由兩者的結合，讓學習者在同一時間內、同一視野中獲得詳盡、完善的畫作導覽資訊，促進「人、機、境」的互動層次。強調實體作品. 藝術鑑賞. 神馳經驗. 擴增實境. 協助虛實整合. 圖 1.3 「藝術鑑賞」與「擴增實境」的關係圖. 6.

(21) 第二節研究目的根據目前擴增實境和藝術鑑賞的應用情況，本研究致力於設計一套行動擴增實境的系統，協助用於畫作鑑賞學習活動，並結合兩者截長補短的特性所產生的擴增實境神馳經驗效果，讓參訪者身處虛實環境裡，能夠集中注意力於觀察、認識和了解藝術作品的價值與意涵，以期許提升畫作鑑賞的學習表現。因此本研究利用藝術鑑賞和行動擴增實境的結合應用於畫作導覽的學習活動，並比較現今美術館內常用的非人員導覽服務，即語音導覽和無導覽等不同導覽方式的表現，其具體之研究目的如下：一、探討學習者在畫作鑑賞的過程，使用擴增實境導覽、語音導覽與無導覽 (無攜帶任何輔助載具)之不同畫作導覽方式的學習成效。二、探討學習者在畫作鑑賞的過程，使用擴增實境導覽、語音導覽與無導覽之不同畫作導覽方式的神馳經驗效果。三、了解學習者對於行動擴增實境導覽系統的使用態度與接受態度。. 第三節研究假設. 本研究為探討擴增實境導覽的學習表現和神馳經驗效果，對於畫作鑑賞與擴增實境的結合作為展覽導引之輔助工具所產生出的結果，提出三項研究假設：一、畫作鑑賞之導覽，使用擴增實境導覽相較於語音導覽、無導覽方式，能夠有效加強學習者的學習成效。二、畫作鑑賞之導覽，使用擴增實境導覽相較於語音導覽、無導覽方式，可以有效提升學習者的神馳經驗程度。三、畫作鑑賞之導覽，使用行動擴增實境導覽系統，可以讓學習者具有正面的使用態度與接受態度。. 7.

(22) 第二章. 文獻探討. 第一節擴增實境的發展. 「擴增實境(Augmented Reality, AR)」指的是將額外的虛擬訊息動態地覆蓋在真實世界中的特定位置或情境感知的呈現過程，它能透過數位與實體環境的銜合，幫助使用者與週遭生活的認識與互動 (Klopfer & Squire, 2008；Damala et al., 2008)。其中虛擬訊息包含了文字說明、圖像照片、語音音樂、動畫影片或 2D/3D 模型等形式。Johnson、Smith、Willis、Levine 和 Haywood 等人(2011)的報告指出擴增實境的表現顛覆了以往的視覺型態，提供簡單直覺的方式讀取地方資訊的能力。擴增實境明顯地帶來極大潛力，預計未來二到三年將會是蓬勃發展的黃金時期。擴增實境強調單一顯示虛實整合的效果，為了更了解虛擬、擴增及混合實境之間的關係，Milgram、Takemura、Utsumi 與 Kishino 等人(1994)提出「真實─虛擬連續區間(Reality-Virtuality Continuum)」的概念，將 AR 也分類於混合實境的環境其中，如圖 2.1 所示，混合實境(Mixed Reality, MR)之外的兩端分別為真實環境和虛擬環境，而在 MR 的連續之間，靠近真實環境的稱為擴增實境(Augmented Reality)，靠近虛擬環境的則是擴增虛擬(Augmented Virtuality)。. 圖 2.1 真實─虛擬的連續區間 (Milgram et al., 1994). 另外 Dunleavy 等人(2008)也有針對虛擬實境(Virtual Reality, VR)和擴增實境來區分比較。VR 提供參與者與數位物件的互動環境，透過 2D 或 3D 模型所營造出的逼真感，讓使用者幾乎處於真實的虛擬環境，一切遇到的都是虛擬形式，包括合作的夥伴；而 AR 透過真實世界的情境，結合虛擬訊息疊加在實際場景當中 (如圖 2.2)。. 8.

(23) Reality-Virtuality Continuum. 圖 2.2 擴增實境和虛擬實境的示意圖 (圖片來源：www.pcexpert.com.tw/AR/AR.htm) 起初大部分的研究透過頭戴式顯示器(Head-Mounted Display, HMD )來呈現虛實結合的效果，Azuma(1997)為此歸類出三項特點：真實與虛擬的結合、即時互動以及 3D 疊合。而近年來資訊科技的創新為廣大使用者帶來方便、可攜式手持載具和無線行動裝置，像是智慧型手機、平板電腦等，其處理能力已經大大的提升，就如 AR 應用也更容易善盡發揮自己的才能，發展更大的進步空間(Johnson, Levine, Smith, & Stone, 2010；Rose, Potter, & Newcombe, 2010)。 Mulloni 等人(2008)也提到在擴增實境的學習過程中運用穩定、小巧輕便的行動載具，可以支援使用者與實體空間(如特定的建築物或地點)的聯結，由於它不限定使用者自身能力，亦不限制社群互動，允許使用者面對面地交談，以自然且直觀的方式交流，有利導覽週遭環境，讓參與者擁有充實的體驗享受(Klopfer & Squire, 2008)。因此 Papagiannakis、Singh 與 Magnenat-Thalmann 等人(2008)針對行動擴增實境系統定義了以下四點：一、結合真實與虛擬物件在真實環境裡面。二、即時行動運算。三、真實和虛擬物件相互緊密連結。四、虛擬擴增物件以動態、3D 模型來呈現 (如互動性、可變形的虛擬角色人物)。. 在技術層面上，一般 AR 呈現的方式可以分為兩種： Marker-based 和 Marker-less 的辨識目標。前者的方法是依據 QR code 的原理，是一種二維條碼或點陣的正方形圖示，透過行動載具的鏡頭和安裝該辨識軟體來鎖定讀取標記，通常以 3D 物件或影片呈現互動模式(圖 2.3)。後者則大都透過 GPS 的功能，使用者 9.

(24) 能藉由行動載具來幫助他們尋找感興趣的事物，並且以浮動標誌或話框來呈現資訊於設備的攝影鏡頭當中(圖 2.4)。. 圖 2.3. Marker-based Augmented Reality (圖片來源：ARToolkit). 圖 2.4. Marker-less Augmented Reality (圖片來源：Layar). 經由上述整理可知，本研究在系統設計方面，可以運用擴增實境的虛實整合呈現、多媒體訊息的內容以及即時互動性和簡單直觀的操作等特性，並搭配行動載具日趨成熟的開發環境，提供使用者易於攜帶與自由行動的便利性，強化現今導覽系統需求支援的功能。. 第二節藝術鑑賞的形式與原則. 一般民眾參觀博物館或藝術館的文物，不論是直接觀賞，還是藉由手冊、語音或任何載具的輔助導覽，從最初的「欣賞」帶來主觀的知覺與情緒，品味藝術作品的美感，然而真正的審美內涵應該要進展至「鑑賞」的程度，它包含了知覺 (perception)、感情(affection)、認知(cognition)、判斷(judgement)四大層面的心智活動，是一種藝術知識與技巧的學習，也是知性與感性的歷程(蘇振明，1996；廖敦如，1998)。 10.

(25) 藝術鑑賞(Art Appreciation)的心理歷程可分為四大階段(如圖 2.5)。首先當鑑賞者面對藝術作品時所湧現的最初直觀印象、情感與認知；接著則是由情感所發展的經驗及認知所衍伸的知識和評價。第三階段就包含了經驗部份，感受出審美眼光與美感體認；知識部份則涵蓋各種美學理論、美術歷史；而評價部份則需要美術哲學的思考能力。最後歸納出三項重點，也就是藝術鑑賞是一趟快樂經驗的獲得，也是美術理論的學習，亦對藝術品提出正確評價的過程(廖敦如，1998)。情感鑑賞者. 經驗. 審美眼光、美感體認. 快樂經驗獲得. 知識. 美術史、美學理論. 理論的學習. 評價. 美術哲學思考能力. 建立正確判斷. 【第二階段】. 【第三階段】. 認知. 【第一階段】. 圖 2.5. 【第四階段】. 藝術鑑賞活動歷程 (廖敦如，1998). 資料來源：廖敦如（1998）。藝術鑑賞教學的方法與原則。台灣省高級中學教學輔導叢書。台中：省教育廳印製。. 劉坤富(2008)認為鑑賞藝術品要從形式與內容開始導入。形式包含了以下性質：一、秩序：前後關係和安排設計。二、平衡：穩定性和一貫性。三、線條：張力的縮放、方向的遷移、位置的轉換。四、明暗：製造出立體感和空間；主控明度。五、色彩：藝術裡關聯性最強的媒介；主控色相與彩度兼及明度。六、空間：呈現平面、淺近、深遠和向觀者延伸等種類。七、比例、形狀與圖地：比例是藝術形式中為重要的一環；形狀可分為幾何形狀、自然形狀；圖與地成立體與背景的關係。八、肌理（質感）：物品的觸感，是觸覺上的感受性；觸感一方面可以實際觸摸，一方面可以視覺替代。九、動態：動態即節奏，分為一致性的節奏、順序性的節奏和對比的節奏。. 11.

(26) 十、象徵：經由主觀與客觀的呈現，聯想畫中事物的內容，可以追索到其中的象徵性意義。. 內容則是與藝術作品的主題、故事、歷史背景、意義象徵、藝術家資訊和創造動機等相關說明來為參觀民眾提供有用的訊息 (Barber et al., 2001) 。而 Sparacino(2002)依「5W+1H」的原則將展示品的解說內容細分為：一、作品描述：它是什麼？什麼時候創作？ (when, where, what) 二、藝術家背景：軼事、影響藝術家重要的人物。 (who) 三、作品沿革：藝術家以前相關的作品。四、創作背景：在創作的當時，歷史上發生什麼的事情。五、創作過程：使用特定技術或發明創造藝術品。 (how) 六、創作理念：作者所認為的創造理念與學派。 (why) 七、作品形式和目的：相關的風格、形式和目的，這有助於解釋作品。八、作品關聯：該作品與其他展示藝術品有何關係。九、作品影響：評論家和一般民眾對該作品有何回應。. 另外，也有相關研究請博物館專業人員針對不同畫作歸納出一致性的五項主題來介紹畫作背景(Damala et al., 2008)：一、作品描述(Description)：提供了詳細的畫作說明。二、創作技術(Technique)：包括畫作採用的技巧或技術，以及修復干預。三、圖像/意象(Iconograph)：對於描繪的主題所強調的象徵意義，和其他畫作的相連性。四、背景/情境 (Context)：了解當代藝術和社會背景的相關資訊。五、藝術家(Artist)：包含了所有相關藝術家的資訊。. 為了瞭解藝術品的意義及價值，需要透過「藝術批評」的學習步驟來一一完成。依費德曼(E. Feldman)的鑑賞步驟程序如下(廖敦如，1998；李賢輝，2010)：一、描述：簡單地描述作品的主題、形式、內容以及所產生的感覺和印象。二、分析：利用視覺觀察，探討作品的結構、形式的性質，如分析作品中使用的素材和色彩、平衡和對比等，以便作為解釋作品的依據。. 12.

(27) 三、解釋：解釋作品所蘊含的意義，探討了解傳達的氣氛、情感、理念、思想。四、評價：應用前三步驟所累積的要點，判斷作品的價值於歷史、形式革新，或再創經驗方面的意義或重要性。. 而蘇振明(1996)利用藝術批評的程序，設計出引導鑑賞的教學活動之原則作為導賞策略(如表 2.1)，強調經由知識性、哲學性、技術性、生活性、創造性和互動性的學習內容，了解藝術作品的價值和內涵。. 表 2.1. 鑑賞活動設計的原則導. 賞知. 要識. 素性. (美術史的). 哲. 學. 性. (美學的). 技. 術. 性. (創作技法). 生. 活. 性. (經驗的). 創. 造. 性. (啟發性的). 互. 動. 性. (多元感覺的). 導. 賞. 策. 略. 與. 內. 涵. 1. 提拱美術流的相關知識。 2. 講述藝術家的創作故事。 3. 分析藝術品的社會背景。 1. 揭示美感的原理。 2. 分析美術品的風格。 3. 評斷藝術品的意義。 1. 說明作品的媒材類別。 2. 示範或講解創作的技法。 3. 解析創作的歷程。 1. 喚醒觀眾對作品主題的相關經驗。 2. 開拓觀眾的視覺生活領域。 3. 指引觀眾發議作品與環境的關係。 1. 引發觀眾探索藝術的好奇心。 2. 設計有趣的導賞問題。 3. 編輯富有創意的導賞文件或畫冊。 1. 提供觀眾與作家對話的機會。 2. 均用視聽與觸感的開放性展示法。 3. 引導觀眾自己動手從事延伸創作。. 資料來源：蘇振明（1996）。「美術導賞的理念與策略研究─兒童美術教育理論與實務探討」，頁 5。台灣省國民學校教師研習會。. 13.

(28) 另外，蘇振明(1996)利用「問思導賞法」的美術導賞策略，進行深度分析和提問反思來計劃提升審美能力的發展，並在其中選取「蒙娜麗莎的微笑」為畫例，列舉了鑑賞可能會思考的問題來設計實例，如表 2.2。表 2.2 創造性美術導賞問題類型與發問示例問題類型問題導向問題示例(以蒙娜麗莎微笑為例) 1. 直觀感覺. (1) 你看到的蒙娜麗莎，她是多大年紀的女人？她給你的觀感是親切？還是嚴肅？. 2. 觀察列舉. (2) 請告訴我畫人物的穿著、妝扮、姿態有何特徵？. 3. 深度觀察. (3) 移動你看畫的角度，是否發現畫中眼神一直注視著你？. 1. 材質分析. (1) 這是一幅油畫或水彩，它的筆觸有何特徵？是細膩的？或是粗獷的？. 析. 2. 色調分析. (2) 畫中的主色調是什麼？是清涼的？或是溫熱的？. 性. 3. 空間分析. (3) 畫中人物構圖占畫面 2/3 適當嗎？如果改為 1/2 或 1/3 會有何新感覺？. 4. 形態分析. (4) 請模仿蒙娜麗莎的手勢和儀態表情，說出你的感覺，如果雙手改為抱胸或插腰又會如何？. 1. 動機推測. (1) 畫者為何要將蒙娜麗莎安排在山水風景之前，而不是室內景象？. 2. 意象探索. (2) 畫中的人物「微笑」的感覺與手勢、表情、髮型、背景有關嗎？提出你的觀點？. 3. 心理分析. (3) 你覺得蒙娜麗莎此時的心情如何？她正在想什麼？有心事嗎？說說看。. 1. 觀感表示. 1.你喜歡這幅畫嗎？它讓你喜歡或不喜歡的理由何在？ 2.你覺得這是一幅好的畫像嗎？它跟紀念照有何差別？ 3.將本畫作與梵谷、馬締斯所畫的女人畫像比較，你最喜歡誰的作品，你能說出這些畫在美術史所代表的意義嗎？. 描述性問題. 分. 問題. 解釋性問題. 評價. 2. 意義評估. 性問題. 3. 價值判斷. 資料來源：蘇振明（1996）。「美術導賞的理念與策略研究─兒童美術教育理論與實務探討」，頁 7。台灣省國民學校教師研習會。. 14.

(29) 在藝術批評教學的實行方面，王秀雄(1998)指出教學者必須根據「簡單描述」、「形式分析」、「意義解釋」和「價值判斷」的四項鑑賞步驟中每一階段的特色來發展指導策略，詳細歸納出的藝術批評教學過程的要點，如表 2.3 所示：. 表 2.3. 藝術批評教學過程. 藝術批評教學過程. 簡單描述. 批評的重點和層面. 指導策略. 1. 感官可感受到的層面作為描 1. 鼓勵學生以直觀感受到的印述的起點。象、或氣氛、感覺，直率地 2. 對題材、主題、造形要素、表答出來。形式，及作品給予的氣氛、 2. 此時教師不可批評學生所言感覺作簡單粗淺的描述。的感受或見解。. 1. 探討作法製作所運用的材依據 Arnheim 所提「知覺學習的料、技法及特性。階段」，宜由 1 到 4 的種序來刺 2. 探討作品中的彩色、形狀、激和指導。線條、允理等造形要素的處 1. 觀察(個物或部份)。理方法。 2. 視覺關係的描述(部份與整體形式分析 3. 物件描的特色乃分析部分與圖與地、群化關係等)。部份、部份與整體間的關係。 3. 選擇(拾棄與強調要素的構成 4. 探討運用何種構成的原理，或組織原理)。把諸藝術要素組織為一整 4. 形式的法則化。體。 ※中國畫亦可使用「六法」來探 5. 探討作品之風格。討。 1. 探討環境、文化、社會、政 1. 探討的程序宜由外在要素(背治、經濟等背景要素與作品景層面)進行到內在要素(本的關係。質層面)。 2. 作家的個性、性格、思想、 2. 從一般性進行到個別性。藝術觀等如何反映在作品 3. 從文化背景進行到作家的性意義解釋上。格，直到作品特有的意義。 3. 探討作品的內涵，即所含的氣氛、感情、心情、主題意義、觀念、思想等。 4. 探討作品所含圖像學象徵意義。 1. 利用上述所學到的知識、概 1. 可從倫理、社會、教育、美念為基礎，對作品的優與價的結構、作家意向、作品意值作合理的判斷，並述其理義等多元觀點，下價值判斷。價值判斷由。 2. 判斷是多元的，所以沒有固 2. 參考專家對此作品的批評與定的結論(擴散性思考)。價值判斷。資料來源：王秀雄(2006) 。「藝術批評的視野」，頁 177。藝術家出版社。 15.

(30) 經由上述整理可知，本研究在教學設計方面，可以運用費德曼所提出的四項鑑賞步驟，從認識藝術作品的形式與內容、分析創作技法的形成、解釋作品背景的意義以及判斷作品價值與觀感，再以這些原則實行於藝術批判的教學過程(王秀雄，2006)，遵循指導策略引導學習者在「簡單描述」、「形式分析」、「意義解釋」和「價值判斷」的經驗當中，獲得知性與感性的學習歷程。. 第三節畫作展覽與擴增實境的應用. 至今博物館和藝術畫廊的展覽性質已明顯轉變，不單只是文物的陳列擺設，在展示說明方面，從一般指示牌、標誌和文字標籤，較為廣泛地應用在展覽空間；館內也會販賣或免費供應展覽會刊、圖錄、介紹書冊予人瀏覽外，也提供了個人、團體解說員與語音導覽，或是影音播放、投影、互動多媒體以及情境感知和擴增實境等技術呈現來幫助解說背景故事和加強觀賞對象 (Barber et al., 2001; Sparacino, 2002；Damala et al., 2007；Damala et al., 2008；Portalés et al., 2009)。其中擴增實境對於畫作展覽的幫助擁有極大的影響力。Barber 等人(2001)認為藉由擴增實境導覽藝術畫廊或博物館的作品，確實是有用的參觀方式。遊客透過微光學頭戴式顯示器(Micro Optical head-mounted display)所呈現的附加解說訊息，協助使用者在展物和說明標示兩者之間，降低反覆觀看次數，這是因為訊息顯示在作品周圍，即是虛實整合在同一視線範圍內，可以減少「搜尋」的動作。也有遊客攜帶穿戴式設備行走於博物館當中，藉由輕量化、小型電腦所組成的背包與眼鏡顯示器(eye-piece display/private-eye)連接到傳統耳機，遊客可以同時看到實體作品和擴增影音物件，成為配戴者眼中的一部分(如圖 2.6)；研究認為行動擴增實境作為畫作導覽之後，展覽可以不需要使用多量的海報和文字標示，其相對訊息可以由更具吸引力的 AR 取而代之，這也幫助展覽騰出更多的空間提供需要展示的作品。. 16.

(31) 圖 2.6 博物館穿戴式設備示意圖(Sparacino, 2002) 另外，擴增實境技術可以在文化遺產的藝術價值上發揮重要的作用，它可以用於共同顯示過去(遺產可能還現留部分或完全消失)和實際場景，讓使用者在現場觀賞、體驗到消失和現有文物同時存在的特色，讓觀眾完全沉浸其中。參觀期間，遊客配戴 HMD (head-mounted display)和附含筆記型電腦的背袋，透過 AR-Cathedral 系統重建西班牙瓦倫西亞大教堂內的當時情景，一方面讓使用者利用 AR 所呈現的視覺效果，以完全直觀的方式互動和獲得額外訊息，另一方面則是提升遊客對藝術作品的歷史淵源的了解，協助觀賞巴洛克式拱形圓頂(如圖 2.7) 和文藝復興時期的祭壇雕飾與屏風壁畫(如圖 2.8)之先前樣貌 (Portalés et al., 2009)。. 圖 2.7 拱形圓頂的現有樣貌(左)與原有樣貌(右) (Portalés et al., 2009). 17.

(32) 圖 2.8 祭壇雕飾與屏風壁畫的現有樣貌(左)與原有樣貌(右) (Portalés et al., 2009). Damala 等人 (2007)也提到擴增實境的虛實整合以意想不到的方式，改變了人、物之間的互動，從一個小小的載具螢幕擴展到周遭完整的環境空間，並幫助鑑賞作品與相對的補充訊息之間建立密切關係；不僅對遊客的位置定位 (geolocalisation)有知覺，也創造了使用者個人導向的風格。研究中對行動擴增實境導覽系統的功能歸納出四項要點元素：一、情境(contextualization)：是導覽系統中最重要的功能，它能幫助遊客站在展示品的角度，了解其背後原有的意義和內涵。二、聯繫(communication)：幫助不同的傳達需求，作為傳送消息的媒介，讓遊客和博物館、遊客和其他遊客共同創造、擴展與展覽對話的空間，從遊客參觀之前、參觀過程以及參觀之後的經驗與大家分享，相互交流，並加強博物館與遊客之間的聯繫。三、個人化(personalization)：這是行動導覽另一很大的優勢，其系統中的不同子功能可依照遊客的喜好來自己組成、運用，進而引起遊客的使用動機；而個人化的依據可以年齡層、學習型態、可用的參觀時間、參觀主題或不同遊客族群來提供多樣的服務功能。四、資料管理 (museum data management)：主要管理數位內容的儲存、傳送和數據處理。方便博物館的工作人員知道每個展示廳的遊客數量、遊客的記錄資料(logs)，位置定位等；亦可以為內容創建、內容管理和內容更 18.

(33) 新的功能成為 authoring tool，這也是目前行動導覽於畫作鑑賞上所缺乏展物內容的新增、編輯、執行和演示等一系列功能的專用創作工具之供給。. 從 Damala 等人(2008)應用在畫作鑑賞上的研究得知，遊客認為行動擴增實境導覽系統易於使用和方便觀賞藝術作品，透過 AR 系統與攝影鏡頭的辨識，當某一幅畫作被偵測到時，遊客可以根據自己的喜好或盡所能地自由瀏覽內容，其獲取影像即時顯示在 UMPC(Ultra Mobile PC)的螢幕上(如圖 2.9)，呈現的擴增物件為 2D 或 3D 的虛擬物件，遊客可以藉由使用 UMPC 的按鈕或觸碰螢幕與這些對象互動從而獲得其他的數位內容(文字、音訊、視訊、二維和三維圖像等形式)。. 圖 2.9 使用行動擴增實境導覽於畫作鑑賞的過程 (Damala et al., 2009). 在藝術鑑賞的過程中，參與者對於系統所提供的參考圖像，有一半的人覺得有幫助，另一半則會感到干擾；儘管事實上行動導覽有時容易會讓人分散注意力，但這項研究證實，遊客會非常仔細關注他們所看到、聽聞的東西，AR 也明顯成為能夠替代詮釋藝術展覽的新媒介，的確具有吸引新觀眾的潛力。整體而言，高達九成的使用者認為 AR 導覽的使用，有效提供更好的方法來幫助欣賞畫作。而令人振奮的數據是即使使用者於 6 個星期後的訪問，仍有七成五的人能夠正確記住此次導覽的作品樣數，如果有人記錯的話，至少也可以說出. 19.

(34) 一個或更多作品主題或藝術家的描述。最重要的是 AR 介面確實可以成功地讓遊客的注意，直觀地從真實世界切換到虛擬空間，反之亦然。此外，AR 是以分立式、非侵入性展覽環境的方式，展出藝術作品的完整性，除了遊客的手持載具，沒有其他特殊設備或資訊科技的設施是需要建置於博物館當中，因此這也說明了 AR 導覽系統是一項成功結合真實與虛擬的導覽、定位和互動的取向，其所必備的元素：好玩(playful)、方便使用(accessible for a larger public)、原始(original)、激勵(motivating)、互動(interactive)、好奇(curious)、令人驚訝(surprising)、主觀(subjective)與靈敏(sensitive)，讓在場遊客享受豐富多樣化的展覽功能以及詮釋內容的新樣貌。. 經由上述整理可知，擴增實境導覽系統確實能夠在畫作展覽的學習活動裡，提供正向的學習經驗，不論視覺效果、導覽指引、載具便利、內容管理和展場規劃，都有良好的服務支援，本研究應將其擴增實境導覽的特點採納吸收及繼承運用至畫作鑑賞的過程，成為參訪者欲進一步親近藝術作品的新導覽工具。. 20.

(35) 第三章. 系統設計. 第一節系統設計理念. 本系統發展根據「人—機—境」互動(human-computer-field/situation interaction) 的行動導覽設計理念(Sung, Chang, Hou, & Chen, 2010)，以及王秀雄(2006)依據費德曼(E. Feldman)在一九七○年所提出的藝術鑑賞四步驟中，著重分析藝術批評教學過程的批評重點、層面以及指導策略，其依序為「簡單描述」、「形式分析」、「意義解釋」和「價值判斷」，於每一階段幫助學習者達成畫作鑑賞之目標。透過與行動擴增實境導覽的互動，能夠幫助學習者了解畫作想要傳達的訊息，加強參訪者與展覽之間的連結性。此外可以透過後台管理系統，方便建置、修改畫作鑑賞內容，並提高導覽解說管理的工作效率。. 第二節系統發展架構. 本系統的使用依據參訪者、管理者的需求，開發兩種執行層面。如圖 3.1 所示，參訪者透過平板電腦與攝影鏡頭辨識該目標物，再經由系統呼叫伺服器內資料庫來連結相關資訊，最後呈現出擴增實境的虛實整合之效果；而管理者部分，運用雲端管理平台，建置、修改畫作鑑賞之導覽內容，並作出方便的資料管理。. 管理者. 學習者. 圖 3.1 系統發展架構圖. 21.

(36) 第三節系統開發環境與工具. 本研究根據三層式架構(3-Tier Architecture)，了解展示層(Presentation Layer) 的使用者介面、商業邏輯層(Business Logic Layer)的資料操作以及資料存取層 (Data Access Layer)的資料存取，作為行動擴增實境導覽系統的處理架構(如圖 3.2)。學習者使用平板電腦為行動載具，透過攝影鏡頭和 OpenGL 繪圖軟體所呈現的立體圖像，經由 Android 作業系統使用 JAVA 語言編輯與 MySQL Server 作為資料連結的溝通，讓學習者即時享受影像瀏覽與閱讀資訊內容的服務。在管理者方面，利用雲端系統透過 ASP.net 與 MySQL Server 的資料連結，以及網頁部分所使用的 Silverlight 和 HTML 來幫助編輯控制頁面，共同創造和提供管理者方便管理資料內容的平台服務。. 圖 3.2 系統開發環境與工具. 第四節系統功能. 本研究以物件導向之分析和設計的使用個案圖、活動圖、強韌圖、使用者介面和應用程式循序圖等來為系統功能一一分析說明，幫助了解系統運作和使用者操作等過程。. 22.

(37) 一、. 使用個案圖. 使用個案圖可以從使用者的角度描述系統提供的功能與系統內部之作業，了解行為與功能之間的關係(如圖 3.3 )，其說明如下：. 學習者畫作導覽. 畫作觀察. 管理者. 後臺管理. 圖 3.3 使用個案圖 (一) 畫作導覽。學習者藉由此功能，可瀏覽或聆聽展覽畫作的相關資訊，依照系統所提示的鑑賞原則：描述、分析、解釋、判斷等四步驟，提供如何鑑賞畫作的方法，如作品描述、創作技術、意象、背景等相關訊息。 (二) 畫作觀察。學習者可以透過載具介面上的放大和縮小之操作功能，提供畫作局部範圍的觀察來呈現部分解說的訊息。 (三) 後臺管理。管理者才有權限資格登入，並執行各項功能的管理工作。. 二、. 活動圖. 從活動圖來看，它所表達的實體、物件或系統之活動、資訊流與控制等，可以了解使用者與系統的互動行為、使用者或系統的作業行為描述的流程。以下將使用者分為學習者及管理者來進行個別探討，首先是學習者活動圖(圖 3.4)說明：. 23.

(38) 圖 3.4 學習者活動圖 (一) 學習者首先進入系統首頁，進行資料連結下載，之後開始瀏覽系統功能預備下一步驟。 (二) 進入「畫作導覽」。可以瀏覽各幅畫作的相關資料，其解說內容依照藝術鑑賞四步驟：描述、分析、解釋和評價的提示，幫助學習者認識、觀察和鑑賞所有藝術作品，包含畫作描述、創作技術、意象和背景等資訊，瀏覽完畢後，可以回到系統主畫面；或是選擇至下一系統功能「畫作觀察」。 (三) 進入「畫作觀察」。承接上述「畫作導覽」功能，在介紹整體畫作之後，同樣依照藝術鑑賞的步驟，引導學習者仔細觀察畫作的局部範圍，並從旁利用載具本身所提供的放大與縮小之操作功能，讓學習者自由觀看和. 24.

(39) 聆聽導覽解說。瀏覽完畢後，可以回到系統主畫面；或是選擇結束瀏覽。 (四) 學習者瀏覽系統完後，即結束離開整個流程。. 而管理者之活動圖(圖 3.5)的說明：. 圖 3.5 管理者活動圖 (一) 管理者進入後臺管理系統後，依權限資格先登入確認身份，進行以下工作。 (二) 進入「管理畫作導覽」，可到導覽管理介面修改畫作圖像的對應資料，以及鑑賞步驟的相關解說內容，並隨時更新，如：鑑賞內容和導覽資料的新增、更改、刪除。 (三) 進入「管理畫作觀察」，主要進行畫作圖像局部範圍的資料維護，以及相關解說內容的管理並隨時更新，如：觀察解說和導覽資料的新增、更改、刪除。. 25.

(40) (四) 管理者修改系統內容完後，即結束離開整個流程。. 三、. 強韌圖. 由使用個案圖和活動圖的描述，找出系統的使用者、使用者介面、控制行為與實體資料等三種不同型態的物件與關係，進而進行強韌分析，並依互動規則建構成強韌圖，幫助釐清、修正系統需求之分析的正確性和完整性。如圖 3.6，說明了學習者的行為與物件間之關係：. 學習者. 系統首頁. 下載. 導覽資料. 畫作導覽介面. 顯示 I. 鑑賞內容. 畫作觀察介面. 辨識查詢. 觀察解說. 圖 3.6 學習者強韌圖 (一) 學習者先進入系統首頁，在下載導覽資料後，便可瀏覽系統功能：畫作導覽和畫作觀察。 (二) 進入畫作導覽介面，學習者先於畫作面前，運用載具的鏡頭辨識作品整體範圍(如圖 3.7)，即可瀏覽對應畫作的鑑賞內容，如：作品描述、作品沿革、創作技術和創作背景。 (三) 進入畫作觀察介面，可引導學習者辨識畫作的局部範圍，並透過載具介面的放大與縮小之操作功能，輔助導覽的解說閱讀，如圖 3.8。. 26.

(41) 圖 3.7 畫作辨識. 圖 3.8 局部解說和放大操作. 同樣地，管理者的強韌圖(圖 3.9 )也確保了管理物件之間的穩定關係，如下所示：. (一) 管理者先進入後臺管理介面，並登入驗證是否與管理者的資料符合。如果資料符合，即可進入以下介面而執行工作。 (二) 進入「管理畫作導覽」，可到導覽管理介面修改畫作圖像的對應資料，以及鑑賞步驟的相關解說內容，如：鑑賞內容和導覽資料的新增、更改、刪除。 (三) 進入「管理畫作觀察」，畫作圖像局部範圍的資料維護，以及相關解說內容的管理，如：觀察解說和導覽資料的新增、更改、刪除。. 27.

(42) 後臺管理介面. 登入. 身份資料. 鑑賞內容管理者. 導覽管理介面. 顯示 II. 觀察解說觀察管理介面. 修改導覽資料. 圖 3.9 管理者強韌圖. 四、. 循序圖. 透過循序圖的描述，我們可以清楚了解使用個案圖中的參與物件及物件之間的互動行為、訊息傳遞與處理程序，並強調以時間發生的前後順序表達執行工作的資訊。循序圖又可分成兩個部分探討：使用者介面(User Interface, UI)與應用程式核心(Application Core, AC)。前者表示每個 UI 物件及 UI 物件之間與 AC 物件之間的互動；後者則是每個 AC 物件之間與 UI 物件之間的互動行為。首先介紹學習者 UI 循序圖的互動情形，如圖 3.10 所示：. 28.

(43) : 學習者. : 系統首頁. 1: 進入首頁(). : 畫作導覽介面. : 畫作觀察介面. Application Core. 2: 資料下載() 3: 系統首頁(). 4: 瀏覽畫作導覽(). 5: 畫作導覽介面(). 6: 瀏覽畫作觀察() 7: 畫作觀察介面(). 圖 3.10. 學習者之使用者介面循序圖. (一) 學習者透過「系統首頁」進入首頁。 (二) 呼叫應用程式核心的資料下載。 (三) 返回系統首頁介面，學習者可以開啟系統畫面。 (四) 呼叫應用程式核心的瀏覽畫作導覽。 (五) 到畫作導覽介面，學習者可再回系統主畫面。 (六) 呼叫應用程式核心的瀏覽畫作觀察。 (七) 到畫作觀察介面，學習者可再回系統主畫面。. 從另一個學習者的應用程式核心循序圖來看，其說明如下(圖 3.11 )：. 29.

(44) : 學習者. 使用者介面. : 下載. : 顯示 I. : 導覽資料. : 辨識查詢. : 鑑賞內容. 1: 進入首頁() 2: 資料聯結() 3: 讀取導覽資料() 4: 5: 系統首頁(). 6: 顯示畫作導覽(). 7: 辨識整幅畫作() 8: 讀取鑑賞內容() 9:. 10: 畫作導覽介面(). 11: 顯示畫作觀察() 12: 辨識局部圖像() 13: 讀取觀察解說(). 14: 15: 畫作觀察介面(). 圖 3.11 學習者之應用程式核心循序圖 (一) 學習者進入系統首頁。 (二) 進行資料連結並下載。 (三) 系統會開始讀取導覽資料。 (四) 顯示導覽資料存取完畢，如圖 3.12。 (五) 確認後即回到系統首頁。 (六) 進行顯示畫作導覽。 (七) 辨識整幅畫作。 (八) 讀取鑑賞內容。 (九) 顯示鑑賞內容，如圖 3.13。 (十) 到畫作導覽介面，可回系統首頁。 (十一). 進行顯示畫作觀察。. (十二). 辨識局部圖像。. 30. : 觀察解說.

(45) (十三). 讀取觀察解說。. (十四). 顯示觀察解說。. (十五). 到畫作觀察介面，可回系統首頁。. 圖 3.12 導覽資料存取畫面. 圖 3.13 鑑賞內容顯示. 接下來介紹管理者的 UI 循序圖，以得知使用者與系統執行工作的互動關係，如圖 3.14：. 31.

(46) : 管理者. : 後臺管理介面 1: 登入系統(). : 導覽管理介面. : 觀察管理介面. Application Core. 2: 驗證() 3: 後臺管理介面. 4: 管理鑑賞內容() 5: 管理鑑賞內容() 6: 導覽管理介面(). 7: 管理觀察解說() 8: 管理觀察解說() 9: 觀察管理介面(). 圖 3.14 管理者之使用者介面循序圖 (一) 管理者首先在後臺管理介面登入系統。 (二) 呼叫應用程式核心的驗證，檢查是否為正確身份。 (三) 回到後臺管理介面後，開始選擇欲管理的系統功能項目。 (四) 管理者可在導覽管理介面進行鑑賞內容的管理工作，如：鑑賞內容新增、鑑賞內容更改、鑑賞內容刪除。 (五) 呼叫應用程式核心的管理鑑賞內容。 (六) 回到導覽管理介面顯示結果，也可繼續工作。 (七) 管理者可在觀察管理介面進行觀察解說的管理工作，如：觀察解說新增、觀察解說更改、觀察解說刪除。 (八) 呼叫 Application Core 的觀察管理介面，更新觀察解說。 (九)回到觀察管理介面顯示結果，也可繼續工作。. 而管理者之應用程式核心循序圖(圖 3.15)的說明如下：. 32.

(47) : 管理者. 使用者介面. 1: 登入系統(). : 登入. : 顯示 II. : 修改. : 身份資料. : 鑑賞內容. : 觀察解說. : 導覽資料. 2: 驗證() 3: 確認身份資料() 4: 5: 後臺管理介面(). 6: 管理鑑賞內容() 7: 修改鑑賞內容() 8: 修改導覽資料() 9: 10: 修改鑑賞內容() 11: 12: 導覽管理介面(). 13: 管理觀察解說() 14: 修改觀察解說() 15: 修改導覽資料() 16: 17: 修改觀察解說() 18: 19: 觀察管理介面(). 圖 3.15 管理者之應用程式核心循序圖 (一) 管理者進入後臺管理系統。 (二) 登入帳號密碼並驗證。 (三) 系統會確認管理者之身份資料。 (四) 系統會顯示並比對是否符合管理者的身份資料。 (五) 確認符合身份後即進入後臺管理介面。 (六) 管理者要修改畫作鑑賞內容。 (七) 選擇欲修改的鑑賞內容，如：鑑賞內容新增、鑑賞內容更改、鑑賞內容刪除。 (八) 系統先進行修改導覽資料的工作。 (九) 更正導覽資料。 (十) 再執行修改鑑賞內容的工作。 33.

(48) (十一). 更正鑑賞內容。. (十二). 透過導覽管理介面顯示修改結果。. (十三). 管理者要修改畫作觀察解說。. (十四). 選擇欲修改的觀察解說，如：觀察解說新增、觀察解說更改、觀察解說刪除。. (十五). 系統先進行修改導覽資料的工作。. (十六). 更正導覽資料。. (十七). 再執行修改觀察解說的工作。. (十八). 更正觀察解說。. (十九). 透過觀察管理介面顯示修改結果。. 34.

(49) 第四章. 研究方法. 為瞭解以行動擴增實境應用於畫作鑑賞之導覽作為輔助教學工具，透過藝術鑑賞指引的學習過程，對於學習者的參觀經驗有何影響，並探討使用擴增實境導覽、語音導覽與無導覽方式(無攜帶任何輔助載具)其學習動機、學習成效以及使用行動擴增實境導覽(此章節之後簡稱擴增實境導覽)系統對於學習者的使用態度與接受態度。. 第一節研究對象本研究以三個班級之大學生為實驗對象，實驗組部分是擴增實境導覽組的 46 人和語音導覽組的 44 人，另對照組有 45 人，各自接受不同觀賞畫作的導覽形式。. 第二節研究設計本研究採用準實驗研究法之前後測不等組設計。在實驗處理方面，對照組採用無導覽方式，直接觀賞畫作，無攜帶任何載具的輔助；實驗一組為採用擴增實境導覽系統，實驗組二則是現今展覽常用的數位導覽方式，即借用臺北市立美術館所提供的現場導覽服務之語音導覽，皆用來協助參觀 2012 年的「行過江南— 陳澄波藝術探索歷程」畫作展覽。各變項如下：一、自變項─畫作導覽方式 (一) 無導覽 (無攜帶任何輔助載具) (二) 語音導覽 (三) 擴增實境導覽. 二、依變項─學習表現 (一) 學習成效 (二) 神馳經驗效果 (三) 系統使用態度與接受態度. 三、控制變項─導覽內容擴增實境導覽內容以臺北市立美術館的語音導覽解說內容作為學習程度的標準，並經由美術專家的認可。. 35.

(50) 第三節研究工具一、擴增實境導覽載具採用 ASUS Eee Pad Transformer TF101 和 Android 3.2 (Honeycomb)作業系統，機身厚度僅 12.98mm、重量為 680g，隨機內建 500 萬畫素鏡頭，並搭配行動擴增實境導覽系統(請參考第三章)。. 圖 4.1 ASUS Eee Pad Transformer (圖片來源：tw.asus.com). 二、畫作鑑賞測驗試卷以畫作鑑賞測驗作為紙筆前後測工具，目的在於了解受試者經由無導覽、語音導覽和擴增實境導覽等不同畫作鑑賞導覽方式後，對於展覽畫作的藝術鑑賞能力有無提升，進而得知學習者的學習成效。測驗試卷題目內容依照臺北市立美術館的「行過江南—陳澄波藝術探索歷程」展覽中展示作品的相關知識，並由專家檢核題目其適合度，作為專家效度。前、後試卷內容相同，為同一份複本試卷進行預試，預試對象為兩校之大學生共 50 人。經信度分析結果顯示(表 4.1)，本試題的內部一致性 Cronbach's Alpha 值為.802。. 表 4.1 畫作鑑賞測驗預試信度分析結果摘要表 Cronbach's Alpha 值. 項目的個數. .802. 15. 36.

(51) 表 4.2. 畫作鑑賞測驗試卷例題題目 (附圖) 此幅《夏日街景》畫中運用最多何種色彩？. 答案選項第 13 題 (A) 藍白的冷色調 (B) 紅黃橘的暖色調 (C) 墨綠色暗色調 (D) 橘藍強烈對比色調第 14 題承上題，在《夏日街景》這幅作 (A) 艷陽下的乾爽炎熱品的運筆、用色傳達出何種氣 (B) 早晨的涼爽靜謐息? (C) 城市中的喧囂苦悶 (D) 雨後的寧靜悠閒第 20 題 (附圖) 1930 年的《自畫像》融 (A) 孟克畫風 (附圖) 入多種畫風的元素，下列何者並 (B) 馬蒂斯畫風 (附圖) 非包含在內？ (C) 梵谷畫風 (附圖) (D) 高更畫風 (附圖) 補充說明：為維護畫作版權，僅於正式預試和前後測試卷附圖參考。. 三、神馳經驗量表根據 Wu、Weng、Chang、Lan 和 Sung(2009)所提出的神馳經驗量表，依神馳前提、神馳特性和神馳結果來探討受試者在畫作鑑賞的過程中，其無導覽、語音導覽和擴增實境導覽是否具有神馳強弱的差異以及達到神馳效果。神馳經驗分為三個面向，其一「神馳前提」可以了解受試者依憑環境特性和自身條件，是否準備進入神馳狀態；其二「神馳特性」顯示在學習活動期間，受試者是否有專注、愉悅的神馳現象；第三「神馳結果」則是受試者對於活動的進行是否產生神馳經驗的效果。. 經預試的信度分析結果顯示(表 4.3)，本量表的內部一致性，神馳前提面向的 Cronbach's Alpha 值為 .735、神馳特性面向的 Cronbach's Alpha 值為.905；神馳結果面向的 Cronbach's Alpha 值為 .860。表 4.3. 畫作鑑賞測驗預試信度分析結果摘要表. 面向. 題目編號. Cronbach's Alpha 值. 項目的個數. 神馳前提. 1、2、3、4、5、6、7. .735. 7. 神馳特性. 8、9、10、11、12、13、14. .905. 7. 神馳結果. 15、16、17、18、19、20、21. .860. 7. 37.

(52) 四、微攝影機為了觀察參訪者於畫作鑑賞的互動行為，在參觀過程中，每位參訪者皆頭戴微攝影機，記錄每一項行為所發生的時間，之後再進一步地探討參訪者專注於畫作的時間以及其參訪行為模式。. 圖 4.2 微攝影機 (圖片來源：www.sening.com.tw). 圖 4.3. 學習行為紀錄. 五、意見回饋表和訪談透過意見回饋表了解受試者使用不同畫作導覽方式的使用態度與接受態度，且經由深度訪談可以幫助釐清參訪者在活動進行過程中所遇到的任何情況之影響。此外，訪談者必須保持中立用語，不可干擾受訪者的意見與想法。. 第四節研究程序本研究分實驗組和對照組進行，其流程如圖 4.2。活動進行前，已先將展覽畫作相關資料建置完備。兩組受試者在實驗前都必須先接受畫作鑑賞試卷之前測；其中實驗組的受試者會另外進行該教學方式的操作訓練與設備調適，確保科技障礙因素在本研究影響大幅降低。接著進行展覽參觀活動，實驗一組利用行動擴增實境導覽系統，提供藝術鑑賞步驟引導參訪者探索實體畫作的價值意涵；實驗二組則透過現今展覽常用的數位導覽，即語音導覽協助學習者獲得參觀展覽畫作的相關訊息；而對照組則採用無導覽方式，不需藉由任何載具輔助。參觀期間要求受試者學習鑑賞十六幅指定畫作，其中八幅有導覽解說、八幅無導覽解說(對無導覽組受試者而言，共有十六幅無導覽解說的畫作)。在參觀活 38.

(53) 動結束後，所有組別受試者須均填寫畫作鑑賞測驗、神馳經驗量表以及意見回饋表，並隨機每組抽樣出十位參訪者來接受進一步的訪談。. 實驗組一學生 (擴增實境導覽). 實驗組二學生 (語音導覽). 對照組學生 (無導覽). 前測：畫作鑑賞測驗. 30 分鐘. 操作訓練與設備調適. 透過行動擴增實境導覽系統探索實體畫作的價值意涵. 透過語音導覽協助獲得參觀展覽畫作的相關訊息. 直接參觀展覽畫作無需任何載具輔助. 後測：畫作鑑賞測驗和神馳經驗量表. 30 至 60 分鐘. 30 分鐘. 填寫意見回饋表和接受訪談. 圖 4.2 研究程序流程圖. 第五節. 資料收集與分析. 本研究所收集資料包括畫作鑑賞測驗之前後測、神馳經驗量表，以及參訪影像紀錄、意見回饋表和訪談，其中量化資料的部分運用電腦統計分析套裝軟體 SPSS，並利用單因子共變數分析不同畫作鑑賞導覽形式的受試者在學習表現上的差異情形。在質性資料部分，先將參訪者的影像紀錄依不同參訪行為分類(表 4.4)，並以編碼方式按照時間順序分列，如表 4.5。其中 B1(操作載具)和 B2(聽看載具)部分僅適合語音導覽組和擴增實境導覽組的編碼類別；而 B3(操作放大/縮小功能)為擴增實境導覽組的特別行為。此外為提高編碼的信度，由兩位皆有參與本研究實驗活動的編碼者共同編碼作業，並在之後進行 Kappa 一致性分析，其值為.825，具有顯著的一致性關係。 39.