行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告 使用者之後設認知策略與尋路輔助設計在互動虛擬環境之研究
計畫類別：▉個別型計畫 □整合型計畫
計畫編號：NSC 97－2221－E－011－084－MY2 執行期間：97 年 08 月 01 日至 99 年 07 月 31 日
執行機構及系所： 國立台灣科技大學工商業設計系
計畫主持人： 陳建雄
計畫參與人員： 蔡佳穎、陳詩捷、陳瑩珊、崔恩銓、蔡仁詩
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：□精簡報告 ▉完整報告
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□涉及專利或其他智慧財產權，□一年 □二年後可公開查詢
中 華 民 國 99 年 09 月 01 日
使用者之後設認知策略與尋路輔助設計在互動虛擬環境之研究
摘 要
由於虛擬技術應用之普及，使得虛擬空間認知知識之建立與尋路方式成為重要的研究議題。本研 究主要在探討虛擬環境中有關使用者尋路輔助設計型式與性別差異對於使用者尋路行為與尋路策略的 影響。本研究之目的為：(1) 探討虛擬環境所附加之「尋路輔助設計」與「性別差異」、「熟悉度高 低差異」對使用者的空間知識建立與尋路策略、尋路績效、與後設認知之影響；(2) 調查使用者於虛 擬環境中使用者的尋路能力對於空間知識建立與尋路策略的內在認知歷程之影響；(3) 探討如何應用 聲音輔助於使用者之尋路行為。實驗共分兩階段進行，第一階段實驗成果為：(1)熟悉度差異會影響使 用者尋路任務績效與空間認知。(2)男性之受測者對於尋路能力高於女性受測者，尤其在尋路任務較 難時更是如此。但女性受測者在簡單尋路任務時，若熟悉度提高則尋路表現可能可超越男性受測者。
(3)一般而言男性受測者之虛擬環境適應程度與特殊地標尋找均優於女性受測者，並在自我心智地圖 上較女性受測者有自信；(4)輔助設計較能在虛擬尋路任務中提高尋路策略之使用，而抽象化符號設計 之尋路輔助設計型式較能同時兼顧虛擬空間尋路績效與使用者內心之感受。第二階段實驗成果為：(1) 有意義的聲音種類具能夠縮短使用者的尋路判斷時間，男性在判斷路徑方向所需時間也比女性要少。
(2) 在尋找特殊地標上，聲音種類的地標說明能夠提昇地標搜尋速度，男性比女性較容易搜尋到特定 地標。(3)在虛擬環境中的聲音心理層面感受「沉悶的－活潑的」上，女性較男性認為聲音輔助在整個 虛擬環境中是較具有活潑的感覺。(4)性別對於「干擾的－助益的」主觀評量也具有顯著差異，女性較 男性認為聲音是有所助益的。
關鍵詞：尋路輔助設計、虛擬空間、性別、後設認知、策略、聲音
ABSTRACT
This research study is intended to explore how the design of users’ wayfinding supports and gender difference affect users’ wayfinding behavior and strategy use within a virtual environment. The purposes of this study are: (1) To inspect how the design of wayfinding support in a virtual environment and users’ degree of familiarity and gender difference affect their construction of spatial knowledge, wayfinding strategy, wayfinding performance, and metacognitive awareness. (2) To investigate the users’ internal metacognitive process regarding their wayfinding capability. (3) To explore how sound support can be applied in user wayfinding behavior. The experiment was counted in two stages. he results generated in the first stage revealed that: (1) Users’ degree of familiarity will affect their wayfinding performance and spatial cognition towards that virtual environment. (2) Male users possessed better wayfinding capability than female users especially when performing more difficult wayfinding task. Nonetheless, when conducting easier wayfinding task, female users with higher degree of familiarity may perform better than male users. (3) Generally speaking, male users’ virtual environment adaptability and special landmarks searching capability are better than female users. They also revealed more confidence than female users while drawing their cognitive maps.
(4) It is certain that wayfinding support designs can facilitate users’ wayfinding performance and their
strategy use. The wayfinding support design of symbolic style can better increase users’ wayfinding
performance and satisfy their psychological feelings. The results generated in the second stage showed that:
(1) Meaningful sound categories could significantly reduce user’s decision-making time in wayfinding. Male users spent less time than females. (2) When looking for a specific landmark, the sound category used for description can enhance the landmark searching performance. Male users tended to perform better than females. (3) Regarding “dull vs. lively” in a virtual environment, female users thought the sound supports were much lively than males. (4) Gender also showed significant effects in “disturbing vs. helpful” perception.
Female users thought the sound was more helpful than males.
Keywords: Wayfinding support design, Virtual space, Gender, Metacognition, Strategy, Sound
1. 前言
隨著資訊技術的進步與電腦設備的提昇，虛擬實境之應用亦日漸普及，虛擬環境為透過電腦模擬 而建構的虛構空間，因此有關空間知識與尋路研究亦從實質環境延伸到虛擬環境，使得虛擬空間認知 知識之建立與尋路成為重要的研究議題。由於尋路(Wayfinding)是每個人都會面臨到的問題。尤其是身 為一位旅行者，在面臨溝通有困難的情況下，透過地圖則是最直接的方式，以了解如何到達目的地。
然而，在尚未到達目的地之前，可以透過便利的電腦介面，使用網路或是地理資訊系統等虛擬環境 (virtual environment)互動介面以獲得當地的地理資訊。但在虛擬的環境中無法提供如同真實環境中所具 備的線索讓人參考。在真實環境中可以行走、轉身甚至轉頭，以便隨時可以了解自己在環境中的相關 位置，而虛擬環境中無法實現，因此搜尋行為相對而言則更形困難(Johns, 2003)，以及虛擬環境中視野 角度的侷限(Ruddle, Payne, & Jones, 1997)等均容易產生導覽困難。然而，有效的導航型式在虛擬環境 中更顯重要，導航任務包含：尋路與移動。並且如何藉由輔助設計提昇使用者尋路績效是發展虛擬環 境相關技術的重要議題。
本研究為探討在虛擬環境中有關使用者後設認知策略與尋路輔助設計，對於使用者空間知識之建 構與尋路策略影響。本研究之目的為： (1) 探討虛擬環境所附加之「尋路輔助設計」與「性別差異」 、 「熟 悉度高低差異」對使用者的空間知識建立與尋路策略、尋路績效、與後設認知之影響；(2) 調查使用者 於虛擬環境中使用者的尋路能力對於空間知識建立與尋路策略的內在認知歷程之影響； (3) 探討如何應 用聲音輔助於使用者之尋路行為。
2. 相關研究探討
2.1 尋路
1960 年建築師 Kevin Lynch 於所著作的「都市意象」中使用「尋路(Wayfinding)」一詞，用以陳述 一個人擁有瞭解都市環境之能力與洞察力。Gluck (1990)則是將尋路定義為「定位與操作的過程」，並 指出能夠在大尺度的環境中，個人能精確地從一個地點移動到另一個地點。而 Peponis, Zimring, and Choi (1990)則認為尋路是使用較方便的方法尋找到一個通往特定地點的路線，並且能辨認是否到達目的地的 能力。Golledge (1999)說明尋路是一種具有目標且主動的行為，是從起點到達目的地之間的路徑、方向 定位的決策過程。 Conroy (2001)則認為尋路過程不僅包含解決空間問題，也包含個人對於環境之認知。
根據研究指出尋路過程運用兩種物理過程，一為以路徑(route-based)為主的基礎物理運動，另一為則以
位置(location-based)為主，路徑為主包含在移動的過程中方向資訊之掌控、距離之判斷與路徑間的連結
等；而位置為主的則是在確認方位、判斷相對位置及地標資訊認知處理等(May, Bayer, & Tarkianen,
2003)。
人們在尋路的過程中需要運用認知地圖(Cognitive map)進行環境導覽，但是認知地圖形成的前提即 為基本空間的知識，又空間資訊是形成空間知識的基本要素(張天鳳，2005)。完整而正確的認知地圖將 決定使用者是否能順利完成尋路任務的關鍵，而為了建構完善的認知地圖概念，使用者必須先具有充 足的空間知識。空間知識具有三種類型： 地標知識(Landmark knowledge)、路徑知識(Route knowledge)、
與俯瞰知識(Survey knowledge)。而 Lynch (1960)認為城市彼此之間具有某些相似點，這些相似點可被 視為組成或分解城市的「元素」 ，首先他從環境中最突出的特徵「地標」(Landmark)開始，接著是連結 地標的「路徑」(Paths)，路徑的相會點「節點」(Nodes)，城市中被區隔開來的地域「區域」(Districts)，
及決定城市範圍的「邊界」 (Edges)，此即為認知地圖所需包含的五個元素。而 Kato and Takeuchi (2003) 的 實 驗 中 以 轉 彎 (Turns)、方向(Directions)、與地標(Landmarks) 為三個策略項目。至於後設認知 (Metacognition)的基本概念是思考使用者自身想法的意圖，自身的想法包含了個人所知(如後設知識)、
正在做的事情(如後設技巧)、或現在所認知的事物或感情的狀態(如後設經驗)(Hacker, 2005)。綜合相關 之研究，研究者可歸納出「尋路」是一種人類使用空間的能力，藉由獲取空間知識，進而建立認知地 圖並且應用於移動行為上的連續動態過程。
2.2 影響尋路因素
Ingwerron (1982)提出尋路績效主要因素可歸納為：個人能力、尋路策略與環境特徵。茲將各因素 分述如下：
2.2.1 個人因素
包含生理與心理因素。感官、大腦、年齡或性別等生理差異，均會影響個體空間資訊的處理之正 確度與效率以及後續所採取的策略。在過去的研究中，現實生活中的尋路行為在男女性別上的確有差 異，但是有好有壞(Evans, 1980; Harris, 1981)。男性在空間資訊的處理上較優於女性，男性較擅於使用 幾何空間線索(如方向與距離)，而女性則採以記憶地標線索的方式(Devlin & Bernstein, 1995; Lawton, Chrleston, & Zieles, 1996)。例如 Bryant (1982)年提出空間旋轉的能力(Mental rotation performance)與不可 視處之準確性(Accuracy in pointing to unseen locations)這兩項能力，男性受測者表現優於女性；然而 Lawton (1994)卻提出反對的看法表示，男性受測者比較喜歡使用方向定位策略。而女性受測者則較喜 歡使用路徑策略。而這兩種不同的策略正是一般地圖會給予的資訊：方向定位則是一般普通地圖會給 的資訊呈現方式，告知特定地點以及附近資訊；而路徑策略則是更進階的人工手繪地圖會給予的資訊 呈現方式，給予一連串有順序性的路線與地點及其如何改變方向與目的地。這除了告知特定地點之附 近資訊或路徑外，更是能夠依序的逐步序列的轉換地點。性別差異在虛擬環境中的尋路任務中討論較 現實生活中的尋路任務少，如抽象的空間任務後設分析(Linn & Petersen, 1985)中僅指出，男女性別是有 差異的且男性在旋轉力跟空間知覺兩方面表現較佳。至於性別差異是否會如現實生活中的尋路行為一 樣？還是在虛擬環境中的尋路任務另有其他影響(如：績效、策略使用差異或其他)，則亦是本研究此次 探討之議題。
Magliano, Cohen, Allen, and Rodrigue (1995)發現學習的目的將會影響受測者所建構的認知地圖、路
線地圖、或是俯視圖，其影響更甚於階段性的空間學習。Aginsky, Harris, Rensink, and Beaumans (1997)
則指出當受測者使用以視覺為主的尋路策略時，受測者的表現將不會與任何調查知識相整合，但是如
果使用以空間為主的尋路策略，則將會合併為高等級的知識。Coluccia, Iosue, and Brandimonte (2007)
指出性別會有不同的地圖學習策略。Siegel and White (1975)所指出的使用者在空間的學習上可能會多
方面地使用多樣的策略。而情緒、理解能力與注意力等心理因素，亦會影響思考及決策過程的正確性
與績效。Lawton (1996)研究指出苦惱或焦慮情緒會引起迷航。人類的尋路行為會因為本身的經驗認知 程度差異與目標之有無而有三種不同的尋路狀況： (a)無經驗但有目的之尋找(naive search)：此為最徹底 的任務搜尋，因尋路者對目標物體沒有任何的資訊，所以是一個較費力的搜尋方式；(b)有經驗且有目 的之尋找(primed search or informed search)：有資訊的搜尋效率立足於有用的空間知識多寡及其正確 性；(c)探索(exploration)：此為沒有目標物的任務搜尋方式，探索式尋找的主要目標是對整體環境更加 熟悉(Darken, 1995)。此外，在個人因素之中有兩大因素對其尋路行為的影響最大，一是空間能力(spatial ability)的優劣；另一則是認知地圖(cognitive map)的建構。有關空間能力的研究範圍包含空間的記憶能 力、認知地圖的描繪能力、自我肯定的能力、及地圖的詮釋能力(Allen, 1999)。一個人空間能力的高低 差異，在尋路行為上會產生影響探索時間的差異與錯誤率的差異(Moffat, Hampson, & Hatzipantelis, 1998)。空間能力是透過感覺來察覺環境、學習環境的認知過程、及了解物體間的關係而獲得(Satalich, 1995)。Lohman (1979)認為一個人的空間能力可分為空間方位(spatial orientation)、空間視覺化(spatial visualization)、及空間關係性 spatial relations)。由於個人空間能力的差異，故需要提供給在互動虛擬環 境中具較低空間能力使用者尋路的輔助工具，使其能夠提昇空間探索的效率。認知地圖(cognitive map) 是指人們將空間相關位置之資訊加以認識、儲存、回憶和解碼，進而形成一連串心理認知與空間記憶 轉換的過程(Kitchin, 1997)。Tversky (2000)的研究指出認知地圖描述一種人與環境間的構成關係，是以 自我為中心(egocentric)，亦或是本質(intrinsic)與非本質(extrinsic)所構成的歧異中心(allocentric)為主作 為不同空間呈現的知識結構。
2.2.2 環境特徵
尋路過程之中有關於環境的複雜度、資訊是否充足、相關輔助訊息是否適當足夠均會影響個人尋 路行為的表現(王人弘，2003)。Chen and Stanney (1999)研究指出居住於良好的規劃街道中的都市居民，
能夠描繪出較精準的都市地圖。O’Neill (1991)研究也指出建築平面的複雜程度與尋路者的迷失次數有 著密切的關係，倘若樓層具有規則與對稱之性質，則尋路者較容易辨別所在位置，以能進行方向判斷。
而環境資訊可分為原生與後加兩種。原生資訊指建築物本身的可用資訊，如樓梯、窗戶、廁所等位置、
形狀、色彩或空間等特徵。後加資訊指刻意附加的設施，如地圖、指示牌、路標等裝置，協助有效辨 認方向或路徑選擇。然而缺乏完整的空間資訊將不容易進行空間認知，因此後加資訊之規劃則越顯重 要(陳格理，1999)。而地標根據使用方式分為區域性地標與全域性地標。區域性地標僅可在一小段距離 內方可具有可視性，由於區域導覽是仰賴一連串的區域性地標所定義之路徑連結，因此也稱為路徑導 覽(route navigation)。全域性地標則如高塔或山峰等地理特徵，可在極遠的距離仍被看見。Vinson (1999) 提出在虛擬環境中地標設計需要注意以下原則：(a)虛擬環境中包含地標是具有其必要性。(b)並應包含 所有種類的地標。 (c)讓地標有其特殊特徵。(d)地標應使用具體而非抽象的物體。(e)地標在任何比例下，
操作時均可被看見。(f)地標能輕易從周圍物體中被辨識。(g)地標的每一個面向都不相同。(h)地標應置 於主要道路的通道與接合處。
2.2.3 尋路策略
O’Keefe and Nadel (1978)及 Lawton (1994)指出尋路策略可分為兩種類型，一是以路徑為標準的策 略，透過連續的指令引導個人由起始點到目的地；一是以方位為標準的策略，又稱為俯瞰策略(survey)，
結合地點與一切相關資訊的環境認知地圖，引導個人由起始點到目的地。上述學者亦認為使用第一種
策略的旅行者在尋路問題的解決上較無彈性，容易因偏離習慣的路線而立刻迷路。而使用第二種策略
的旅行者則較具有彈性，容忍進入不熟悉環境的能力較高，而且常能發現新的捷徑。Lawton (1994)也
曾發展出相關的問卷來進行測量，其內容包含了 14 個問題，可用於判斷受測者所習慣使用的尋路策略。
然而學習效應亦會影響尋路績效與正確率。陳格理(1999)指出尋路的過程是一種空間學習的過程，
有人是透過環境特徵以完成尋路任務，或是參照自我的認知地圖和環境資訊進行尋路或了解空間概 念。Darken and Peterson (2002)研究發現，任務與實驗環境的熟悉程度明顯影響尋路績效。而視角亦是 另一個影響尋路因素。不同的鏡頭視覺的呈現，帶給使用者有不同的視覺範圍。依目前的技術可分為：
第一人稱視角、第三人稱視角與俯瞰視角。第一人稱視角是逼近真實視覺效果，即以鏡頭代替雙眼的 運作方式，在虛擬的環境中約能提供 30~60 度左右的視野範圍，但在現實生活中一般人的視野是 120~180 度，因此會有視角限制之缺點。第三人稱視角則如操控木偶般，從代理人身後進行對整個虛 擬環境的觀察與了解，但由於第三人稱視角射影機角度擺放位置的問題，容易造成操控者與觀察者兩 種不同身份之距離感。
從後設認知的觀點來看，由於尋路行為包含了個人的知識、認知、及經驗的結合應用，以到達目 的地為目標進行策略的修正，尋路行為本身即是一個後設認知的過程。因此，本研究透過受測者自我 評估其尋路能力，藉以探討受測者對於方向感知能力(Awareness of orientation)與一般空間行為記憶 (Memory for usual spatial behavior) 能力程度，透過問卷自我評估，即可了解受測者對於其在虛擬環境 中進行尋路的後設認知程度。並探討使用者之空間知識建立與尋路策略之關係與使用。
2.3 聲音輔助尋路
研 究 指 出 駕 駛 者 在 高 度 的 心 智 負 荷 下 ， 會 降 低 有 效 的 視 覺 範 圍 (useful field of view, UFOW)(Perryman & Fitten , 1996)。在行車時，駕駛者非常依賴視覺注意力，尤其在繁忙的交通狀況與 不良的天氣狀況(Dingus, Hulse, & Barfield, 1998)。即使在一般正常的天氣與交通狀況下，對於年長者與 到一個陌生環境下的尋路者，亦也是非常依賴視覺注意力。對於年長者而言，需要較長的反應時間對 於處理各種狀況，尤其是較複雜的環境狀況(Maquestiaux, Hartly, & Bertsch, 2004)。對於高度視覺需求 的新手與年長者駕駛容易發生交通意外(Waller, Elliott, Shope, Raghunathan, & Little, 2001; Williams &
Shabanova, 2003)。美妙的音樂型式對於一個非語音的虛擬環境中是有助益，並且音樂無庸置疑的是可 以跨越不同語言的限制(Dodiya & Alexandrov, 2007)。Davies (2000)指出音樂會干擾學生的專注力，不過 同時也說明，音樂有助於聆聽者激發興趣、且更有創造力，與深入的思考。而 Rauscher and Shaw (1993) 研究針對兒童指出，音樂是有助於提昇空間推理與圖像思維之能力。建立資訊處理過程的模式如同一 個多元的學說與理論，資訊同時共享的狀態下，不同的模式(視覺模式與聽覺模式)會比相同模式(視覺 模式與視覺模式)下的資訊處理來得更有效果(Wickens, 1991)。然而在行車同時，聲音輔助有助於減輕 視覺的負荷，以及有助於行車期間速度的維持、減輕心智負荷、以及降低迷失與尋路時間之行為 (Srinivasan & Jovanis, 1997)。
2.4 尋路績效評估
O’Neill (1991)的研究將評估尋路績效精簡成三個因素，即「後退次數」 、 「轉彎錯誤次數」以及「從 出發點到達目的地的時間」 。也就是說當使用者來到一個陌生的空間而產生尋路上的困擾或疑惑時，行 進的速度會減慢，後退、停止與觀望的次數會增加，轉彎錯誤的發生次數也會增加。若沒有尋路問題 時，這些現象會減少甚至於不會發生，因此這些動作、反應與表現可作為判斷使用者尋路問題產生與 否的依據。
3.
研究方法與實驗設計
本研究首先依循文獻與先前的相關研究探討可能之研究變項，繼而規劃實驗設計。而後以 3D 電
腦軟體進行虛擬環境的建構，使用桌上型電腦為硬體操作介面，邀請受測者進行實驗，本研究實際模 擬一大規模、高密度之 3D 虛擬城市以進行實驗。研究採用質性與量性並重的方式紀錄，並調查受測者 之尋路行為、策略應用、與尋路績效表現。透過實驗設計與資料分析，探討在虛擬環境中使用者內在 尋路策略擬定、修改歷程、空間知識建立與外在尋路任務績效表現間的關係。
本研究於臺灣科技大學使用者觀察研究室進行實驗。實驗所採用之硬體為 19 吋液晶螢幕、桌上型 電腦主機、鍵盤、滑鼠與耳機。使用 Windows XP Professional 作業系統，3D Studio Max 7 建構虛擬城 市環境，並使用 Virtools 軟體進行操作與控制介面撰寫。
4. 第一階段實驗設計
本研究針對尋路輔助設計型式之不同進行實驗設計。視覺化之尋路輔助設計型式共分為兩類： 「虛 擬化符號設計輔助」與「現實寫真照片輔助」兩大類別(如圖 1 及圖 2)。其中增加一控制組為不採任何 視覺尋路輔助設計，其餘兩組對照組則分別依上述兩類型之視覺尋路輔助設計。先前研究成果指出聲 音標籤(Earcon)能輔助使用者之尋路行為(Chen, Chang, & Tsai, 2008)，故本研究之實驗設計不論控制組 或對照組之特殊地標均有提供使用者聽覺輔助，採用音樂或相關音效，並隨著與該地點的距離遠近而 產生音量大小的差別，如同真實世界現況。
此外，先前研究成果指出受測者之虛擬空間有足夠之熟悉度，亦即受測者已有正確的空間認知，
在有關尋路任務績效、正確率或空間認知圖的繪製上，即無顯著差異。故本次研究亦增加另一變數為 受測者熟悉度高低，以對應比較之。其包含兩受測組別分別為「熟悉度高」與「熟悉度低」之受測組 研究進行探討。熟悉度低之受測組，在進行尋路實驗時並無時間練習，受測者依照本身尋路策略與能 力進行自我探索並完成任務；而「熟悉度高」之組別則有自我探索虛擬環境之時間，請受測者自我判 定已足夠熟悉後再進行尋路實驗。
此外，為分別探討尋路輔助設計型式與性別及熟悉度差異對使用者尋路行為與尋路策略的影響，
本研究採用 2 (熟悉度高低) x 3 (尋路輔助設計型式) x 2 (性別)三因子實驗設計，即依據所提供的尋路輔 助設計型式不同共分為 6 組，每一組又各分為男女兩小組別，共分為 12 組(如表 1)，實驗採用受測者 間(Between-subjects)方式進行。
(1) 組別 N 為控制組，此組之虛擬環境為無附加任何尋路輔助設計資訊的城市。僅提供聲音輔助協助，
並隨著與該地點的距離遠近而產生音量大小的差別，如同真實世界現況，此組並無其他額外之視 覺上的尋路輔助設計。
(3) 組別 A 為虛擬化符號設計輔助組，除聲音輔助協助外，此組之虛擬環境將城市中的特殊地標均賦 予相對應的虛擬化符號設計輔助，虛擬化符號設計以簡要符號提供輔助資訊(如圖 1)。
(4) 組別 B 為現實寫真照片輔助組，除聲音輔助協助外，此組之虛擬環境將城市中的特殊地標均賦予
相對應的現實寫真照片輔助，現實寫真照片設計以建築物外觀為設計與選擇之重要依據，選取知
名代表或明辨度高之建物以作為此組提供之尋路輔助設計(如圖 2)。
圖 1.虛擬化符號設計輔助 圖 2.現實寫真照片輔助
表 1. 實驗組別設計
控制組 實驗組
視覺尋路輔助設 計型式
性別 均提供聲音輔助
熟悉度 性別 無 虛擬化符號設計輔助 現實寫真照片輔助
高 男 HN1 HA1 HB1
高 女 HN2 HA2 HB2
低 男 LN1 LA1 LB1
低 女 LN2 LA2 LB2
根 據 認 知 心 理 學 中 的 Magic Number Seven 法則，人類的短期記憶容量介於五到九個意元 (Chunks)(Miller, 1956)，故於本實驗中，受測者所接受的尋路任務將以五至九個特殊地標為受測者建立 空間知識的基礎。在考量本實驗之虛擬環境以及尋路任務路線等等因素之後，在此虛擬環境城市中設 置八個特殊地標，包含了六座特殊建築物與兩座橋樑。
本研究之實驗情境為都市尋路，在路線設計的部份，實驗路線為連接各特殊地點之最短路徑。而 在測驗的部份，由於將測驗受測者之路徑知識，為避免選擇不同方向均能以相同之路程到達特殊地標，
特殊地標之位置必須小心設置，使路線為各個特殊地標間之唯一最短路徑，以避免測驗過程具有爭議。
特殊地標所代表之功能性建築將以一般民眾生活互動頻繁之民生設施為主，以貼近一般使用者之需 求，如飲食、教育、人文等方面之功能性建築，此部份參考網路尋路軟體 Google Earth 中所提供之各 種民生設施資訊。本實驗所設置之六個特殊地標所代表之功能性建築分別為：咖啡店、餐廳、賣場、
學校、醫院、音樂廳與兩座橋樑，共設置八個特殊地標。而虛擬環境中其他所有建築物之大小規模將 以高樓大廈為前提，規模採隨機方式設定。
4.1 實驗流程
4.1.1 自我探索與空間認知地圖建立階段
此階段乃採取 Darken (1993, 1995)與 Darken and Peterson (1999)的研究指出人類尋路行為中，主要
以探索式(Exploration)搜尋任務為主，即使用者並無目標物，主要的目標是對整體環境更加熟悉。故實
驗中受測者需與實驗所建構之虛擬環境(如圖 3 與圖 4)進行互動，受測者可於虛擬環境中自我隨意探索
空間，任意練習在虛擬環境中練習熟悉移動、轉向、轉動視野之控制，並且隨意留意特殊地標，以便
其後進行尋路之實驗任務。高熟悉度的組別 H 之第一階段之虛擬空間任務並無時間與次數限制，僅供
受測者自行判斷操作熟悉度與空間地圖建構完成程度；低熟悉度的組別 L 之實驗設計則是採一、二階
段合併進行。
圖 3. 實驗畫面 圖 4. 實驗畫面之特殊地標
4.1.2 進行尋路任務
空間知識可分為地標知識(Landmark knowledge)、路徑知識(Route knowledge)與俯瞰知識(Survey knowledge)，其中，「地標知識」為最基礎的空間知識，在透過不同的空間知識建立策略進行組織編碼 之後，提昇成為「路徑知識」或是「俯瞰知識」 ，並且進一步影響受測者在尋路任務中的表現，而使用 者內在認知歷程與這兩種空間知識的形成與應用息息相關。而本階段之尋路任務之績效則是透過「尋 路任務完成時間」與「錯誤次數」兩部份，是以客觀的方式量測並紀錄受測者完成實驗任務之後的績 效。受測者以任務完成為目標，考量目前狀況擬定策略，並且嘗試解決問題以完成任務，其任務完成 所花費的時間愈短、發生的錯誤愈少，則表示該受測者在此情境之下表現出較優的績效。
O’Neill (1991)的研究就提出以「後退次數」、「轉彎錯誤次數」、「到達終點花費時間」等三項數據 對使用者在尋路上的績效進行評估。但因本研究變項為熟悉度高低，低熟悉度之實驗組別之受測者並 無練習之時間與建立正確空間知識之機會。對於邊摸索邊進行實驗之組別，評估「後退次數」與「轉 彎錯誤次數」兩項屬於空間知識的項目較不適用，故僅探討「到達終點花費時間」之任務績效。
第二階段之尋路任務分為兩個部份，尋找兩特殊地標。任務一為尋找特殊地標餐廳，任務二為尋 找特殊地標醫院。任務一與任務二之任務設計差異乃在於尋路任務之困難度高低。此階段任務的兩個 特殊地標設計，受測者若以最短時間進行任務，均會經過 8 個方向決策點。任務一之特殊地標選擇與 設計，雖均會經過八個方向決策點，但較任務二之特殊地標設計簡單。任務一相對方向改變僅兩次，
而要完成任務二之相對方向須改變四次相對方向，難度更高一些。
4.1.3 問卷調查
在完成尋路任務之後，本研究透過填寫七階設計之李克特量表(Likert scale)問卷的方式，了解受 測者自我評估的策略使用情形與績效，虛擬尋路問卷調查包含三大部分：
(1) 基本資料，主要為電腦與虛擬實境使用經驗調查。
(2) 空間認知地圖繪製(如圖 5 與圖 6)，此部份乃在調查受測者對於該虛擬環境空間知識了解程度。並 輔以問答方式確定空間地圖之相關知識正確度而加以評分。此部分最主要則是測量受測者之空間 認知知識中俯瞰知識建立之正確度。
(3) 尋路輔助設計資訊認知問卷(僅適用於隱喻程度上有差異的「虛擬化符號設計輔助」A 組：HA1, HA2,
LA1, LA2 四小組與「現實寫真照片輔助」B 組：HB1, HB2, LB1, LB2 四小組)：此部分乃評估受測
者對於尋路輔助資訊之提供之了解程度，並藉以探討輔助資訊對於尋路之協助。
圖 5. 受測者之空間認知地圖繪製圖例一 圖 6. 受測者之空間認知地圖繪製圖例二
4.1.4 受測對象
本研究採用受測者間之實驗設計，依照自變項分為 12 組(如表 1)，受測者募集方式採用便利抽樣 法，均為設計系學生。年齡範圍從 19 歲至 36 歲(Mean=22.74, SD=3.62)，男性 36 人，女性 36 人，共 72 人，以隨機方式分配至各組。
4.1.5 結果分析與討論 4.1.5.1 尋路任務績效分析
本研究之實驗基本上共分兩階段進行，第一階段為自我探索與空間認知地圖建立階段；第二階段 則進行兩特殊地標之尋路任務。但熟悉度低之實驗組別(L 組)第一階段與第二階段合併進行。第一階段 之目的乃使受測者自我利用各種尋路策略自我探索此虛擬環境，直至受測者自我憑斷其空間知識已建 立，其熟悉度已足夠後即完成實驗之第一階段。本階段雖不限時間，受測者可自我探索直至完成，但 仍有計時以供探討尋路輔助設計型式與性別之於使用者在尋路行為上自我探索之影響。
4.1.5.2 尋路任務一：簡單尋路任務
階段附加不同資訊虛擬環境之於受測者在尋路任務中，依據三因子變異數分析 (Three-way ANOVA)結果顯示(如表 2)：
受測者在執行尋路任務的過程中，尋路任務一，依三因子變異數分析結果(如表 2)。 「尋路輔助設 計型式」(F=2.51，P=0.089>0.05)對於任務一之尋路績效均無顯著差異存在。
「熟悉度差異」之主效應 F=50.11，P=0.000<0.05，故熟悉度差異對於任務一之尋路任務績效有 顯著差異。再由敘述統計結果進行比較可知，熟悉度高的組別(Mean=58.19；SD=43.57)所花時間短於 熟悉度低的組別(Mean=177.00；SD=105.86)，表示在虛擬環境中，熟悉度高的組別比熟悉度低的組別 快。
「男女性別」之主效應 F=7.50，P=0.008<0.05，故男女性別之差異對於任務一之尋路任務績效有
顯著差異。再由敘述統計結果進行比較可知，男性在任務一尋路任務所花時間之 Mean=94.61 (SD=69.81)
小於女性組別 140.58 (SD=120.01)，表示在虛擬環境中，男性受測者對於在簡單任務中較女性受測者較
快可以完成，尋路績效高於女性受測者。
表 2. 尋路任務時間績效之三因子變異數分析結果
尋路任務一 尋路任務二 F 值 P 值 F 值 P 值 熟悉度差異 50.11 0.000* 20.891 0.000*
尋路輔助設計型式 2.51 0.089 1.371 0.262
性別 7.50
0.008*7.144 0.010*
熟悉度差異*尋路輔助設計型式 0.65 0.525 1.331 0.272 熟悉度差異*性別 8.73
0.004*0.00 0.990 尋路輔助設計型式*性別 1.59 0.213 0.492 0.614 熟悉度差異*尋路輔助設計型式*性別 2.36 0.103 1.438 0.245
N=72, *表 P<0.05，有顯著差異存在
而熟悉度差異與三種尋路輔助設計型式之表交互作用的顯著性 F=0.65，P=0.525>0.05，代表三種 尋路輔助設計型式對熟悉度差異之間是沒有影響的。
而性別與三種尋路輔助設計之表交互作用的顯著性 F=1.59，P=0.213>0.05，代表男女性別對此三 種尋路輔助設計之間是沒有影響的。
而性別與熟悉度差異之表交互作用的顯著性 F=8.73，P=0.004<0.05，代表男女性別對熟悉度差異 之間是有影響的；在對照敘述統計之標準差與平均數可以發現：一般而言男性受測者所花時間較女性 受測者快，但若提高女性受測者之熟悉度(Mean=56.39；SD=25.15)可以較提高男性受測者之熟悉度後 花更短的時間(Mean=72.00；SD=57.17)完成簡單任務一。
高 低
熟悉度
50.00 100.00 150.00 200.00 250.00
估 計 邊 緣 平 均 數
任務1
性別 男性 女性
60.00 56.39
129.22 224.78
圖 7. 簡單任務一之性別與熟悉度交互作用圖
而熟悉度差異、性別與三種尋路輔助設計之交互作用的顯著性 F=2.36，P=0.103>0.05，代表此三
組變數之間是沒有影響的。
4.1.5.3 任務二：困難尋路任務
受測者在執行尋路任務的過程中，第二階段之尋路任務二，依三因子變異數分析結果(如表 2)， 「熟 悉度差異」之主效應 F=20.89，P=0.000<0.05，故熟悉度差異對於任務二之尋路任務績效有顯著差異。
再由敘述統計結果進行比較可知，熟悉度高的組別(Mean=67.75；SD=84.84)所花時間短於熟悉度低的 組別(Mean=175.06；SD=120.25)，表示在虛擬環境中，熟悉度高的組別其尋路任務績效比熟悉度低的 組別佳。
「男女性別」之主效應 F=7.14，P=0.01<0.05，故男女性別之差異對於任務二之尋路任務績效亦 有顯著差異。再由敘述統計結果進行比較可知，男性在任務二尋路任務所花時間之 Mean=90.03 (SD=102.89)小於女性組別 152.78 (SD=122.35)，表示在虛擬環境中，男性受測者對於任務二之尋路績 效高於女性受測者。
三種尋路輔助設計對於任務二之主效應 F=1.37，P=0.262>0.05，故三種尋路輔助設計之差異對於 任務二之尋路任務績效並無影響。
而熟悉度差異、性別與三種尋路輔助設計之交互作用的顯著性 F=1.44，P=0.245>0.05，代表此三 組變數之間是沒有影響的。
任務一性別與熟悉度差異有交互作用，但任務二性別與熟悉度差異並無交互作用，更進一步比較 任務困難度後可發現：若是尋路任務困難度較低的任務(任務一)，提高女性受測者之熟悉度可提高任務 績效並超過男性受測者；但若是困難度較高的任務(任務二)，若提高女性受測者的熟悉度，其尋路績效 雖會高於熟悉度低女性受測者之尋路績效，但依舊是男性受測者有較佳的尋路績效表現。
研究者於實驗進行中觀察受測者於虛擬環境之尋路行為，發現男性與女性之受測者對於適應程度 與特殊地標之尋找有顯著的差異存在，而此差異有可能是男性與女性在尋路績效差異上的原因。實驗 進行中發現約略 75%之男性受測者可在 90 秒內適應虛擬環境行走的方式，並可自由操作行進；而女性 受測者僅約 25%可以在 90 秒內達到此適應程度，通常要到 180 秒才有相類似的適應程度。而男性與女 性的視覺注目焦點差異，對於特殊地標之尋找亦有影響。男性受測者約有 50%會採取視覺掃描的搜尋 方式；而女性受測者約僅 20%會採取此種視覺搜尋方式。
由實驗進行中觀察得知，若受測者視覺上隨移地掃描，乃是最容易發現特殊地標與其輔助設計的 方式。因其視覺焦點可放在遠處，故較不受距離之限制。許多男性受測者在虛擬環境中進行尋路任務 時，會刻意採取左右搖晃的行走方式搭配上下視覺掃描，而左右搖晃行走方式可增加廣度與深度方面 視線範圍、上下視覺掃描則可增加高度方面的視線範圍，以致於較容易發現遠方的特殊地標，再走過 去即可(如圖 8，男性受測者在 a3 處即發現特殊地標醫院)。而女性受測者多直線進行至轉彎路口時，
多會直接決定行進方向(如直接左轉或右轉，並不 360 度地多觀察該行走之方向)，或走到很接近特殊地
標時聽到聲音輔助後再尋找特殊地標，相對於男性受測者其尋路績效當然會較差(如圖 9，女性受測者
須在 c 處才發現特殊地標醫院)。
綠色：聲音輔助範圍
紅色：受測者行經路線模擬 a1->a3->b->c 黃色：視覺掃描範圍 a1->1; a2->2; a3->3
綠色：聲音輔助範圍
紅色：受測者行經路線模擬 a1->a3->b->c 黃色：視覺掃描範圍 b->1; c->2
圖 8. 男性受測者行經路徑與視覺掃描範圍
圖示說明 圖 9. 女性受測者行經路徑與視覺掃描範圍
圖示說明
4.1.5.4 空間認知地圖繪製分析
本研究於實驗完成後，請受測者進行空間認知地圖之繪製，此部份之設計乃在調查受測者對於該 虛擬環境空間知識了解程度，並輔以問答方式確定空間地圖之相關知識正確度而加以評分(如圖 5、6)。
此部分最主要則是測量受測者之空間認知知識中俯瞰知識建立之正確度。本研究依據三因子變異數分 析(Three-way ANOVA)結果如表 3 顯示：
表 3. 空間認知知識中俯瞰知識正確度之三因子變異數分析結果 俯瞰知識正確度評 分
F 值 P 值
熟悉度差異 3.75 0.058
尋路輔助設計型式 0.23 0.795
性別 0.29 0.596
熟悉度差異*尋路輔助設計型式 2.38 0.102
熟悉度差異*性別 1.07 0.304
尋路輔助設計型式*性別 0.02 0.983
熟悉度差異*尋路輔助設計型式*性別 2.07 0.136
N=72, *表 P<0.05，有顯著差異存在
受測者在執行尋路任務的過程後，再針對於空間認知圖之繪製，依三因子變異數分析結果(如表 3)。「熟悉度差異」(F=3.75，P=0.058>0.05)、「尋路輔助設計型式」(F=0.23，P=0.795>0.05)與「性別差 異」(F=0.29，P=0.596>0.05)對於空間認知圖之繪製，均無顯著差異存在。
熟悉度差異、性別與三種尋路輔助設計之彼此之間的交互作用，其 P 值均大於 0.05，表示均無顯 著差異之存在。
此三種變因均無顯著差異之存在，有可能因為本實驗設計之關係。熟悉度高之組別因其不限制熟
悉時間，故使用者有足夠時間建構其空間認知知識中俯瞰知識。而熟悉度低之組別則因任務設計並非
探討任務完成度，而是無限制時間僅需完成實驗，故熟悉度低之組別任務完成績效遠低於熟悉度高之 組別，但受測者在空間認知知識中俯瞰知識卻已建立完成。
4.1.5.5 尋路輔助設計代表性討論
本研究在問卷設計上有針對實驗組 A 虛擬化符號設計輔助與 B 現實寫真照片輔助兩大組別之受測 者，進行所提供的視覺輔助設計之代表性之調查(如表 4)。調查分為兩大部分，包含輔助設計之代表的 正確度與受測者主觀感受之代表程度(如表 5)。實驗結束後邀請受測者填寫此兩大部分，代表的正確度 乃是邀請受測者直接填寫輔助設計所代表的意義(問卷設計中並提供正確解答清單輔助填寫)；受測者主 觀感受之代表程度乃邀請受測者填寫其代表程度，記分方式由 0~100%，採自由記分方式填入。整體平 均而言，受測者主觀評量其特殊地標代表程度以實驗組別 A 組「虛擬化符號設計輔助」(HA1, HA2, LA1, LA2 四小組)優於實驗組別 B 組「現實寫真照片輔助」(HB1, HB2, LB1, LB2 四小組)，在尋路輔助設計 上協助較大。
表 4. 尋路輔助設計之特殊地標圖示
橋樑(南橋) 橋樑(北橋) 咖啡館 餐廳 虛擬化符號設計輔助組 A
(HA1, HA2, LA1, LA2) 現實寫真照片輔助組 B
(HB1, HB2,LB1, LB2)
賣場 學校 音樂廳 醫院
虛擬化符號設計輔助組 A (HA1, HA2, LA1, LA2) 現實寫真照片輔助組 B
(HB1, HB2,LB1, LB2)
表 5. 受測者主觀之感受特殊地標代表程度
橋樑(南橋) 橋樑(北橋) 咖啡館 餐廳 賣場 學校 音樂
廳 醫院 實驗組 HA
(HA1, HA2) 87.5% 87.5% 95.4% 98.3% 91.7% 90.0% 88.8% 98.8%
實驗組 HB
(HB1, HB2) 99.4% 99.4% 88.3% 89.6% 88.8% 66.7% 65.0% 67.5%
實驗組 LA
(LA1, LA2) 87.1% 87.1% 92.1% 98.3% 97.1% 96.3% 92.5% 100%
實驗組 LB
(LB1, LB2) 93.3% 93.3% 95.8% 95.0% 83.8% 84.6% 79.2% 79.6%
在正確度方面，僅實驗組 A 有兩位受測者在特殊地標：南北橋樑上答錯。實驗組 B 則全部受測者 全部題目均正確回答。虛擬化符號設計的實驗組 A，有可能因其簡化的代表性設計反到使南北標示不 甚明顯，而實驗組 B 則因真實照片輔助則使得南北標示很明確(如圖 10 與圖 11)。
圖 10. 南橋之虛擬化符號設計輔助 圖 11. 南橋之現實寫真照片輔助
由表 5 可以發現整體而言，實驗組 A 虛擬化符號設計輔助均較實驗組 B 得到較高的認同感，僅除 了橋樑(南橋與北橋)之設計外。實驗組 A 雖然提供較抽象之符號尋路輔助，但辨識度高較能得到受測 者之認同。實驗組 B 雖以知名代表或明辨度高之建物的真實照片進行輔助，但畢竟真時照片提供的資 訊較多也較為複雜，受測者不一定接受。
4.1.5.6 尋路績效自我評鑑量表 SDQS 之評量分析結果
本研究於實驗完成後，請受測者進行尋路績效自我評鑑量表 SDQS 之填寫，其內容包含方向感知 與一般空間行為兩大部分。此目的在鑑別附加不同資訊於虛擬環境之於受測者在尋路任務中的自我評 鑑，依據三因子變異數分析(Three-way ANOVA)結果顯示(如表 6)。
表 6. 尋路績效自我評鑑之三因子變異數分析結果 方向感知自我
評鑑
一般空間行為自 我評鑑 F 值 P 值 F 值 P 值 熟悉度差異 0.22 0.642 0.05 0.828 尋路輔助設計型式 0.20 0.820 1.17 0.317
性別 3.95 0.051 4.99 0.029*
熟悉度差異*尋路輔助設計型式 1.50 0.232 0.83 0.441 熟悉度差異*性別 0.45 0.504 0.24 0.626 尋路輔助設計型式*性別 0.22 0.800 1.36 0.264 熟悉度差異*尋路輔助設計型式*性
別 0.21 0.815 0.21 0.812
N=72, *表 P<0.05，有顯著差異存在
本研究於實驗完成後，請受測者進行尋路績效自我評鑑量表之填寫，依三因子變異數分析結果(如 表 6)。
在使用者一般空間行為自我評鑑方面可發現「熟悉度差異」(F=0.05，P=0.828>0.05)、「尋路輔助
設計型式」(F=1.17，P=0.317>0.05)對於使用者一般空間行為自我評鑑，均無顯著差異存在。
「性別差異」之主效應 F=4.99，P=0.029<0.05，故性別差異對於使用者心智地圖自我評鑑有顯著 差異。再由敘述統計結果進行比較可知，男性受測者(Mean=4.68；SD=1.02)之心智地圖自我評鑑高於 女性受測者(Mean=4.11；SD=1.10)，代表男性受測者在自我評估心智地圖方面相較於女性受測者有自 信，男性受測者自我評估覺得比較能夠將空間中的相關位置的資訊與屬性加以利用來理解及協助尋路 任務之進行。
熟悉度差異、性別與三種尋路輔助設計之在使用者一般空間行為自我評鑑方面，彼此之間的交互 作用，其 P 值均大於 0.05，代表無顯著差異之存在。
至於尋路績效自我評鑑量表其他的評估特點，包含「方向感知自我評鑑」的部份，依三因子變異 數分析結果，均無顯著差異存在。並且「熟悉度差異」、「尋路輔助設計型式」或「性別差異」亦無對 於此方面產生交互作用之影響。
5. 第二階段實驗設計
由於音樂無庸置疑的是可以跨越不同語言的限制，研究指出音樂有助於訊息溝通與傳達，以及減 輕視覺與心智上的負荷。第二階段實驗探討不同的聲音種類、是否提供聲音預示以及性別等變項，對 於尋路之績效與心理層面感受之影響。為了不讓受測者有學習效應，實驗虛擬環境之設計是參考電腦 遊戲某場景中的城市地圖，並且依照實驗需求進行細部修改。本實驗使用 8 個地標，此 8 個地標則是 參考 Google Earth 中所提供的各種民生設施資訊，分別為：咖啡廳、餐廳、賣場、學校、診所、音樂 廳、南方大橋與北方大橋等。圖 12 與圖 13 為實驗測試之畫面。
圖 12. 實驗測試之路徑判斷畫面 圖 13. 實驗測試之一般路徑畫面
聲音變項一為使用單純輕音樂、語音地標說明指示與有意義的環境音效等，單純的音樂採用鋼琴 伴奏之輕音樂，語音說明則是說出地標名稱，最後有意義的聲音則是根據地標所聯想到的聲音進行使 用，如學校是採用英文教學的環境音效，音樂廳則是演奏的音效。變項二為使用是否預示的聲音，即 快接近地標時會有漸強的聲音，離開時會有漸弱的聲音，與相同音量大小的聲音之設計。總共為六組 實驗，表 7 為實驗組別。並採用受測者間(between-subjects)方式進行實驗設計。
為了確認所有受測者可以順利的透過介面與實驗的虛擬環境互動，降低受測者的負擔，受測者在 進行正式實驗之前，先進行操作練習。實驗者說明整個虛擬環境，並如何控制視野與操作虛擬環境，
確認受測者能順利操作無誤後，使進入正式實驗。
表 7. 實驗組別設計
提供預示聲音(聲音有遠近) 無提供預示聲音(聲音無遠近)
單純音樂 實驗組一 實驗組二
地標說明 實驗組三 實驗組四
環境音效 實驗組五 實驗組六
環境自動導覽後，進入正式實驗，任務為路徑知識尋路測試，在部份決策點設立決策關卡，要求 受測者選擇正確方向，記錄受測者思考時間與錯誤次數。任務完成後請受測者填寫問卷，以了解受測 者的尋路策略，與使用 7 階段之李克特尺度(Likert scale)設計主觀感受之程度。
5.2 結果與討論
共 60 位受測者進行實驗，30 位女性與 30 位男性。年齡主要分布為 19~24 歲，有 53 人(為 88.33%)。
以聲音種類、聽覺預示與性別之三因子變異數分析尋路測試路徑判斷時間。表 8 為尋路測試路徑判斷 時間之敘述統計，表 9 為三因子變異數分析，結果顯示尋路績效在聲音種類(F=8.66, P=0.000<0.05)與性 別(F=17.66, P=0.000<0.05)有顯著差異。由 scheffe 事後檢定(post hoc comparison)得知地標說明與環境音 效在路徑判斷所花費的時間具有相同績效，都比輕音樂有較好的表現績效。男性比女性有較好的表現 績效。
表 8. 尋路測試路徑判斷時間之敘述統計
聲音種類 聽覺預示 性別 平均數 標準差 人數
輕音樂 總合 總合 29.97 10.71 20
地標說明 總合 總合 22.14 7.73 20
環境音效 總合 總合 20.91 6.03 20
男 20.29 5.45 30
總合 總合
女 28.39 10.38 30
表 9. 尋路測試路徑判斷時間之三因子變異數分析
來源 型III平方和
自由 度
平均平方 和
F 檢 定
顯著 性 聲音種類 965.11 2 482.55 8.66 0.00*
聽覺預示 88.52 1 88.52 1.59 0.21 性別 984.14 1 984.14 17.66 0.00*
聲音種類 * 聽覺預示 64.76 2 32.38 0.58 0.56 聲音種類 * 性別 154.03 2 77.01 1.38 0.26 聽覺預示 * 性別 38.65 1 38.65 0.69 0.41 聲音種類 * 聽覺預示* 性別 1.10 2 0.55 0.01 0.99
誤差 2675.54 48 55.74
總和 40522.71 60
校正後的總數 4971.85 59
* 表 P<0.05, 有顯著差異
表 10 為尋路測試路徑判斷錯誤次數之敘述統計，表 11 為分析尋路錯誤次數之三因子變異數分析。
結果顯示在性別(F=4.78, P=0.03<0.05)有顯著差異。男性平均錯誤次數為 1.43(SD=0.90)，女性為 2.00(SD=1.02)，男生在尋路路徑判斷有較佳的表現。
10. 尋路測試路徑判斷錯誤次數之敘述統計
聲音種類 聽覺預示 性別 平均數 標準差 人數
輕音樂 總合 總合 1.95 1.00 20
地標說明 總合 總合 1.65 0.99 20
環境音效 總合 總合 1.55 1.00 20
男 1.43 0.90 30
總合 總合
女 2.00 1.02 30
表 11. 尋路測試路徑判斷時間之三因子變異數分析
來源 型III平方和
自由 度
平均平方 和
F 檢
定 顯著性 聲音種類 1.73 2 0.87 0.86 0.43 聽覺預示 0.02 1 0.02 0.02 0.90
性別 4.82 1 4.82 4.78 0.03*
聲音種類 * 聽覺預示 2.13 2 1.07 1.06 0.36 聲音種類 * 性別 0.13 2 0.07 0.07 0.94 聽覺預示 * 性別 0.42 1 0.42 0.41 0.52 聲音種類 * 聽覺預示* 性別 0.53 2 0.27 0.26 0.77
誤差 48.40 48 1.01
總和 235.00 60
校正後的總數 58.18 59
* 表P<0.05, 有顯著差異
表 12 為分析找尋特殊地標之敘述統計。表 13 為分析找尋特殊地標之三因子變異數分析。結果顯 示在聲音的種類(F=3.48, P=0.04<0.05)與性別(F=4.78, P=0.03<0.05)有顯著差異。由 scheffe 事後檢定得 知地標說明能夠在找尋特殊地標上有明顯的幫助，男性比女性有較好的表現績效。
表 12. 尋路測試尋找特殊地標之敘述統計
聲音種類 聽覺預示 性別 平均數 標準差 人數 輕音樂 總合 總合 179.89 105.32 20 地標說明 總合 總合 112.16 45.34 20 環境音效 總合 總合 198.39 157.64 20
男 127.46 103.66 30
總合 總合
女 199.51 119.61 30
表 13. 尋路測試尋找特殊地標之三因子變異數分析
來源 型III平方和
自由 度
平均平方 和
F 檢
定 顯著性 聲音種類 82425.78 2 41212.89 3.48 0.04*
聽覺預示 5314.28 1 5314.28 0.45 0.51 性別 77872.22 1 77872.22 6.58 0.01*
聲音種類 * 聽覺預示 31007.75 2 15503.87 1.31 0.28 聲音種類 * 性別 14718.64 2 7359.32 0.62 0.54 聽覺預示 * 性別 9752.17 1 9752.17 0.82 0.37 聲音種類 * 聽覺預示* 性別 14950.50 2 7475.25 0.63 0.54 誤差 568350.31 48 11840.63
總和 2407959.77 60
校正後的總數 804391.64 59
* 表P<0.05, 有顯著差異
調查「受測者對於此次導覽中聲音特徵有很深刻的印象」之主觀評估，表 14 為受測者表示對此次 導覽中的聲音特徵有很深刻的印象主觀評量之敘述統計，表 15 為由三因子變異數分析結果顯示在聲音 種類(F=18.72, P=0.00<0.05)與性別(F=24.07, P=0.00<0.05)有顯著差異。由 scheffe 事後檢定(post hoc comparison)得知地標說明與環境音效兩者均較輕音樂能夠給予受測者深刻的印象。女性較男性更能注 意到聲音的特徵。
表 14. 受測者表示對此次導覽中的聲音特徵有很深刻的印象主觀評量之敘述統計
聲音種類 聽覺預示 性別 平均數 標準差 人數
輕音樂 總合 總合 3.05 1.67 20
地標說明 總合 總合 4.70 1.72 20
環境音效 總合 總合 4.75 1.48 20
男 3.53 1.74 30
總合 總合
女 4.80 1.63 30
表 15. 受測者表示對此次導覽中的聲音特徵有很深刻的印象主觀評量之三因子變異數分析
來源 型III平方和
自由 度
平均平方 和
F 檢
定 顯著性 聲音種類 37.43 2 18.72 8.17 0.00*
聽覺預示 1.07 1 1.07 0.47 0.50
性別 24.07 1 24.07 10.50 0.00*
聲音種類 * 聽覺預示 8.23 2 4.12 1.80 0.18 聲音種類 * 性別 0.23 2 0.12 0.05 0.95 聽覺預示 * 性別 4.27 1 4.27 1.86 0.18 聲音種類 * 聽覺預示* 性別 3.03 2 1.52 0.66 0.52
誤差 110.00 48 2.29
總和 1230.00 60
校正後的總數 188.33 59
* 表 P<0.05, 有顯著差異
調查「受測者對於此次導覽中，主要是記憶環境中的聲音特徵」之主觀評估，下表 16 為尋路測試 路徑判斷時間之敘述統計，表 17 為由三因子變異數分析結果顯示在聲音種類(F=13.72, P=0.01<0.05)有 顯著差異。由 scheffe 事後檢定(post hoc comparison)得知進行環境音效實驗之受測者較輕音樂實驗之受 測者採用記憶聲音特徵之策略協助尋路。
表 16. 受測者表示對此次導覽中，主要是記憶環境中的聲音特徵主觀評量之敘述統計
聲音種類 聽覺預示 性別 平均數 標準差 人數
輕音樂 總合 總合 2.80 1.77 20
地標說明 總合 總合 3.50 1.61 20
環境音效 總合 總合 4.45 1.73 20
表 17. 受測者表示對此次導覽中，主要是記憶環境中的聲音特徵主觀評量之三因子變異數分析
來源 型III平方和
自由 度
平均平方 和
F 檢
定 顯著性 聲音種類 27.43 2 13.72 4.73 0.01*
聽覺預示 2.02 1 2.02 0.70 0.41
性別 10.42 1 10.42 3.59 0.06
聲音種類 * 聽覺預示 5.63 2 2.82 0.97 0.39 聲音種類 * 性別 0.23 2 0.12 0.04 0.96 聽覺預示 * 性別 2.02 1 2.02 0.70 0.41 聲音種類 * 聽覺預示* 性別 5.63 2 2.82 0.97 0.39
誤差 139.20 48 2.90
總和 963.00 60
校正後的總數 192.58 59
* 表 P<0.05, 有顯著差異
受測者進行任務後，研究亦調查主觀評估，包含「整體虛擬環境感受」與「虛擬環境聲音感受」
兩大部份， 「整體虛擬環境感受」包含「呆板的－生動的」 、 「無聊的－有趣的」 、 「不舒服的－舒服的」、
「沮喪的－開心的」、「沉悶的－活潑的」、「挫折的－滿意的」，「虛擬環境聲音感受」包含「困惑的與 清晰的」 、 「無用的與有用的」 、 「干擾的與助益的」以及「吵雜的與舒適的」等 10 個主觀感受調查。表 18 為各組詞對對於三種不同聲音種類的敘述統計。表 19 為各組詞對對於性別的敘述統計。
由三因子變異數分析結果顯示各組詞對的主效應是否造成影響，結果如表 20。 「沉悶的－活潑的」
在性別(F=4.23, P=0.05≦0.05)的主效應有顯著差異，女性較男性認為聲音輔助在整個虛擬環境中是較具 有活潑的感覺。 「困惑的與清晰的」在聲音種類(F=5.26, P=0.01<0.05)的主效應有顯著差異，由 scheffe 事後檢定(post hoc comparison)得知地標說明比輕音樂有較清晰的感覺，清楚了解地標不會產生困惑。
「無用的與有用的」在聲音種類(F=7.7, P=0.00<0.05)與性別(F=17.53, P=0.00<0.05)的主效應有顯著差
異，由 scheffe 事後檢定(post hoc comparison)得知地標說明與環境音效有相同的感覺，相較於輕音樂受
測者認為此兩種聲音種類是有用的，且女性受測者比起男性受測者認為聲音是有用的。 「干擾的與助益
的」在性別(F=4.47, P=0.04<0.05)的主效應有顯著差異，女性較男性認為聲音是有所助益的。
表 18. 為各組詞對對於三種不同聲音種類的敘述統計
輕音樂 地標說明 環境音效
此虛擬環境的整體感受 平均數 標準差 平均數 標準差 平均數 標準差 呆板的－生動的 3..70 1.34 3.70 1.34 4.00 1.62 無聊的－有趣的 3..70 1.34 4.10 1.33 4.30 1.35 不舒服的－舒服的 3.85 1.31 4.15 1.53 4.40 1.50 沮喪的－開心的 3.75 1.21 4.15 0.99 4.05 1.57 沉悶的－活潑的 3.90 1.52 3.55 1.28 3.95 1.43 挫折的－滿意的 3.20 1.28 3.85 1.18 3.65 1.76 此虛擬環境中聲音感受
困惑的－清晰的 4.05 1.82 5.60 1.54 4.90 1.33 無用的－有用的 3.45 1.76 5.10 1.55 4.70 1.49 干擾的－助益的 4.55 1.32 5.20 0.95 5.05 1.00 吵雜的－舒適的 4.85 1.14 5.20 1.47 4.85 1.42
表 19. 為各組詞對對於性別的敘述統計
男 女
此虛擬環境的整體感受 平均數 標準差 平均數 標準差
呆板的－生動的 3..50 1.63 4.10 1.12
無聊的－有趣的 3..77 1.52 4.30 1.18
不舒服的－舒服的 4.03 1.56 4.23 1.33
沮喪的－開心的 3.93 1.28 4.03 1.27
沉悶的－活潑的 3.43 1.57 4.17 1.12
挫折的－滿意的 3.73 1.39 3.40 1.48
此虛擬環境中聲音感受
困惑的－清晰的 4.47 1.76 5.23 1.52
無用的－有用的 3.67 1.58 5.17 1.56
干擾的－助益的 4.63 1.19 5.23 0.97
吵雜的－舒適的 4.63 1.56 5.30 0.99
表 20. 三因子變異數分析結果顯示各組詞對的主效應
聲音種類 聽覺預示 性別
此虛擬環境的整體感受 F 檢定 顯著性 F 檢定 顯著性 F 檢定 顯著性 呆板的－生動的 0.29 0.75 1.58 0.22 2.61 0.11 無聊的－有趣的 1.00 0.38 2.28 0.14 2.28 0.14 不舒服的－舒服的 0.71 0.50 1.99 0.17 0.28 0.60 沮喪的－開心的 0.55 0.58 3.80 0.06 0.10 0.76 沉悶的－活潑的 0.50 0.61 0.14 0.71 4.23 0.05*
挫折的－滿意的 0.94 0.39 0.26 0.61 0.73 0.40
此虛擬環境中聲音感受
困惑的－清晰的 5.26 0.01* 3.21 0.08 3.85 0.06 無用的－有用的 7.70 0.00* 0.70 0.41 17.53 0.00*
干擾的－助益的 1.92 0.16 0.55 0.82 4.47 0.04*
吵雜的－舒適的 0.44 0.65 2.28 0.14 3.56 0.07
6. 結論與建議
6.1 第一階段實驗
本實驗為分別探討尋路輔助設計型式與性別及熟悉度差異對使用者尋路行為與尋路策略的影響，
本研究採用 2(熟悉度高低) x 3(尋路輔助設計型式) x 2 (性別)三因子實驗設計，視覺尋路輔助設計型式 共分為三類： 「無輔助」 、 「虛擬化符號設計輔助」與「現實寫真照片輔助」共三大類別，實驗總包含十 二組模擬環境，所獲結果說明如下：
(1) 在虛擬環境中，熟悉度高的組別較比熟悉度低的組別在任務績效上有較佳表現，並且可建構較完善 之空間認知與其相關知識。
(2) 尋路任務中，不同性別在任務績效上有差異。一般而言，男性之受測者較女性受測者有較佳尋路績 效。但若是尋路任務困難度較低的任務(任務一)，提高女性受測者之熟悉度可提高任務績效並超過 男性受測者；但若是困難度較高的任務(任務二)，若提高女性受測者的熟悉度，其尋路績效雖會高 於熟悉度低女性受測者之尋路績效，但依舊是男性受測者有較佳的尋路績效表現。
(3) 男性與女性之受測者對於適應程度與特殊地標之尋找有顯著的差異存在，而此差異有可能是男性與 女性在尋路績效差異上的原因。且男性受測者在自我評估一般空間行為方面相較於女性受測者有自 信，男性受測者自我評估覺得比較能夠將空間中的相關位置的資訊與屬性加以利用來理解及協助尋 路任務之進行。
(4) 虛擬化符號設計之尋路輔助設計型式較能同時兼顧虛擬空間尋路績效與使用者感受，並且較能在虛 擬環境尋路任務上提供使用者協助，使使用者之「決定點策略使用程度」 、 「地標策略使用程度」與
「相對方向策略使用程度」較高，進而減少虛擬環境之尋路困難度。而視覺上的兩種尋路輔助設計，
以虛擬化符號設計輔助最佳，不但能提供足夠之資訊給予受測者，並能給予受測者最佳之內心感 受；而現實寫真照片輔助組雖以實際照片表示，但對受測者而言仍是提供過多資訊，在虛擬環境中 進行尋路任務反而對使用者造成較大負擔。
6.2 第二階段實驗
