【附件一】論文
擴增實境應用於自行車導航介面安排與設計之研究 作者 余孟翰* a
作者 黃臣鴻**
*大同大學工業設計學系所 研究生 **大同大學媒體設計系所 副教授 a 通訊作者：yumenghan1991@gmail.com
摘要 具規模的城市本身為空間動態複雜的巨型系統，對於自行車使用者而言，其複雜之街道巷弄易 於迷失方向，雖設置自行車專用車道，但其整體分佈的網路不完整，且專用指引標誌系統複雜缺乏 一致性，以致使用者不易掌握用路環境資訊。 擴增實境( Augemented Reality，AR)，是一個將實體環境與虛擬資訊結合的科技，提供使用者一 個全新互動體驗。本研究將探討藉由擴增實境科技將導航資訊直接顯示於真實環境中，是否能讓使 用者立即掌握資訊，並有效地提升尋路效率。主要將針對其介面視覺呈現之「資訊內容」 、 「指引圖 示樣式」 、 「字體規劃」 、 「色彩配置」 、 「透明度」 、 「資訊擺放位置」等六種不同因素以瞭解使用者對 於整體系統設計之需求。 研究結果發現，導航資訊顯示內容依需求程度前三項，分別為「方向指引圖示」 、 「道路名稱」 、 「下一步動作提醒」; 前者擺放至畫面中央的下方位置較中間位置適合；中間者之理想擺放位置為 畫面右方中間的位置；後者之理想擺放位置為畫面中央上方及右上方的位置。色彩呈現方面，圖形 資訊偏向以紅與黃兩種高彩度色系；文字資訊則是比較其他色彩，發現深灰色較不適合。
關鍵詞：擴增實境、自行車導航、介面設計、尋路標誌。 照交通部所頒發的規定實施，導致自行車騎士 與人行道的行人發生爭執，再加上也缺乏易於 清楚辨識專屬導引系統標誌，以致於騎士必須 隨時抱著可能會發生夾撞的考量，將自行車騎 乘至外圍的汽機車專用道，或是抱著可能會發 生迷路現象騎至彎曲變化多端且交錯複雜的街
一、前言 近年來，歐洲各國政府為了環境永續性， 希望打造出一個適合人宜居與環境共存的城市 以順應因人類過度使用汽機車工具所造成大量 空氣汙染的環境，便積極地鼓勵市民以自行車 為代步。
道巷弄裡。 因此，本研究期望在不改變現有自行車專 用車道及其標識系統設置之情況下，藉由擴增 實境技術，透過頭戴式顯示器之穿戴將數位化 後的指引資訊疊加至眼前所凝視的真實環境中，
而在過去幾年，此股風氣也逐漸吹向我們 身處的台北，雖然也推行一些相關政策，如 : 微笑單車的租借點、自行車專用道路等等，但 整體規劃對於以自行車作為通勤與休閒族群而 言，並不是那麼友善，比如:目前所設置的自行 車專用車道除了沒有形成一個完整路網之外， 還有其車道鋪面所採用之材質與顏色也沒有按
使自行車騎士在尋路過程中能快速憑藉著前方 顯示之導航資訊指引至正確目的地，並有效改 善其尋路方式，故本研究目的共有二，分別為 1
蒐集並整理現有擴增實境導航產品所使用之資
3. 頭戴光學投射式顯示裝置 (Optical See-
訊內容與顏色及探討哪些導航資訊內容與呈現 較符合自行車使用族群之偏好與需求。
through ) 與前兩個不同的是，一般顯示裝置與頭戴式顯 示裝置可以接將真實與虛擬資訊與物件全部整 合至同一個介面之中，而頭部光學式裝置是利 用光學投影的方式將虛擬資訊投射在真實環境 上，這樣可以減少畫面失真的問題，如圖
二、文獻 1、擴增實境之介紹與定義 擴充實境(Augmented Reality，AR)，由虛擬 實境(Visual Reality，VR)所衍生出來的，兩者最 大差異是在於擴充實境本身是將原有不存在於 真實環境的虛擬物件或資訊，利用電腦計算的 方式，疊合在手機裝置上的相機頭所取的真實 環境畫面之中，以現有的真實環境為基礎，讓 使用者能感受到身歷其境之感受，而虛擬實境 則完全依靠電腦運算去架構一個完全的虛擬環 境。 而在 Azuma (1997)研究中有提出，若要構成 一個完整的擴增實境，需要滿足以下三個必要 條件，分別為 : 1. 必須存在同一個介面與空間上，結合兩種虛 擬與真實的物件和資訊。 2. 必須有即時的互動關係。 3. 在環境的設定下，必須存在於三維的立體空 間。 2、擴增實境之呈現方式 而在 Vallino(1998)與 Milgram(1994)研究中， 有提到目前擴充實境的顯示方式共有三種，分 別為 : 1. 螢幕式顯示裝置 (Monitor-Based displays)
2.2。
圖 2.1 頭戴式顯示裝置流程圖 (Azuma，1997)
圖 2.2 頭戴光學投射式顯示裝置流程圖 (Azuma，1997)
將所有真實與虛擬物件全部整合至一般螢幕顯 示器上，為簡易型擴增實境裝置，除了應用在 桌上型顯示器以外，還有一般手持式顯示器， 例如平板電腦和智慧型手機等等的，目前普遍 性使用在擴充實境系統上。
3、尋路標識系統之定義與介紹 向帆( 2009 )；肖勇、梁慶鑫( 2013 )；連雅 涵( 2018 )中描述，尋路標識系統 (WayfindingSignage System)，作為人與空間環境之間的溝 通媒介，其存在目的是為了使人們可以更有效 率地使用空間，透過符號、文字、色彩等基本
2. 頭戴式顯示裝置 (Head-Mounted displays) 是一種具有外部影像擷取和定位，且能和電腦 所產生的影像，利用畫面重疊的方式將全部的 資訊整合至顯示器中呈現，本來是普遍使用於 航空系統的輔助資訊儀器，近年來逐漸應用在 車輛顯示或是眼鏡上，比如：Google glass，如 圖 2.1。
設計元素，來減少人們在陌生空間裡所產生的 不安全感與迷路問題，協助使用者在其中能快 速地得到正確的尋路訊息，並和空間與環境產 生一定的安全與信賴感。而好的尋路標誌系統 應該考量四種面向，第一是尋路者可以透過尋 路標識系統找到自己目前所在位置，第二是如 何讓尋路者在過程中累積尋路經驗，並能更加 有效率地在空間裡自由移動，第三是協助使用
者如何在陌生環境中，順利找到到達目的地的
資訊內容與視覺呈現，首先在問卷中規劃一個
路徑與線索，並有效地解決尋路時所產生的問 題，最後則是需要考量並照顧到每位尋路者之 視力、體力、心理狀態。 4、尋路標識系統設計之視覺構成要素 陳美杏(2014)認為，圖像符號最初應用於
自行車導航模擬介面，並在其畫面中放置七項 不同導航輔助資訊，可分成圖示與文字兩者， 前者包含了「方向指引」 、 「下一步動作提醒」 、 「2D 平面地圖」 ，後者則為「道路名稱」 、 「轉 向提醒」及目的地「距離」 、 「交通時間」等內容 呈現，如圖 3.2 所示，除了找出哪些導航輔助資
人與人之間的溝通與傳遞訊息上，透過圖像色 彩之視覺刺激已達到相互瞭解之目的，在溝通 層面上為重要的傳遞媒介，隨著人類文明的進 步與發展下，長期所累績的圖像符號漸漸轉變 成文字語言，兩者在溝通層面上都具有相同功 能，都是人類運用來與他人互相傳遞訊息與呈
訊之需求度較高以外，還會藉由其資訊之造形、 色彩、字體及透明度等不同屬性等呈現變化， 如圖 3.3，進而探討其整體視覺之偏好；最後部 分則為資訊呈現位置，將其導航模擬介面之畫 面分成九個矩形區塊，並依英文字母 A 至 I 命 名，如圖 3.4 所示，再將各項導航輔助資訊安排
現個人認知、喚起過去記憶之方法。 透過圖像符號與文字的使用，再搭配適合
至其中，以了解那些區塊呈現位置較易於識認， 如圖 3.5。
之色彩輔助，為標識系統設計之視覺構成基本 要素，創造出和諧、友善的空間訊息，並能夠 正確且有效率地向各族群之使用者傳遞訊息。
三、研究方法 本研究方法將採以問卷調查方式進行，透 過前期研究之資料蒐集與整理，並作為本研究 問卷設計之參考依據。 1、前期研究之資料蒐集與整理 本資料蒐集，可分成四個部分，分別為 : 「導航資訊內容」、「色彩配置」、「文字字體 安排」、「資訊呈現位置」；前兩者透過市面上 現有擴增實境導航產品案例的蒐集與整理，參 考其中的導航資訊內容安排與色彩規劃，如圖 3.1；「文字字體配置」，則是以台灣和香港與 日本等地之街道路牌所使用的字體做為參考依 據；「資訊呈現位置」，則是參考現有對於擴 增實境虛擬資訊呈現至抬頭與頭戴式顯示器之 理想對應位置等相關研究，並作為整體版面位 置規劃之參考依據，最後整理至實驗問卷中， 並作為向使用者提問對於擴增實境用於自行車 導航系統整體介面設計之選項因子。 圖 3.1 現有擴增實境導航產品之蒐集與整理 2、問卷設計 本問卷設計之架構分為三大部分，第一部 分為基本資訊，除了個人基本資料之外，還包 含了其自行車騎乘之天數、時數、目的及個人 對於擴增實境之認知與使用經驗；第二部分為
圖 3.1 現有擴增實境導行產品蒐集與整理
圖 3.2 自行車導航模擬介面
有效 男 女 總計 遺漏系統 總計
54
28.9%
76 130
40.6% 69.5%
57 187
30.5% 100.0%
表 3.2 騎乘目的分佈 目的
圖 3.3 六種不同色彩呈現的箭頭指引圖示
圖 3.4 分割成九種不同區塊的導航顯示畫面
A.上課通勤 B.工作通勤 C.休閒運動 D.以上皆有 A+C B+C A+B 總計 遺漏系統 總計
數量
百分比
6 8 82 13 10 10 1 130 57 187
3.2% 4.3% 43.9% 7.0% 5.3% 5.3% 0.5% 69.5% 30.5% 100.0%
2、自行車導航資訊之偏好 為了瞭解使用者在尋路的過程中，偏好哪 些導航資訊內容輔助，因此設置七項選項因子， 經描述性統計結果發現，其顯示內容依需求程 度前三項，分別為 D、E、B，如表 3.3，再經 Mauchly 的球形檢定後發現顯著性 P=0.000<0.05， 拒絕虛無假設，不符合球形檢定，最後再事後 比較後，發現 D 因子明顯在需求程度上大於 B 與 E 兩者，如表 3.4。 圖 3.5 九個不同區塊位置放置的資訊內容 表 3.3 自行車導航資訊偏好之描述性統計
四、資料分析 1、族群分佈 本問卷數量共回收 130 份，76 人為女性， 其餘為男性，如表 3.1，而在年齡分佈上，發現 21~30 歲族群比例較高、高達 37.7%，其次有 32.3%於 41~50 歲內，而在騎乘目的上，高達有 63.1%族群以休閒運動為主，如表 3.2。 表 3.1 性別分佈
A.轉向文字資訊 B.下一步轉向提醒圖示 C.目的地交通時間資訊 D.方向指引圖示 E.道路名稱資訊 F.目的地距離資訊 G.2D 平面地圖 全體
平均數
標準差
3.73 4.15 4.03 4.37 4.18 4.08 3.98 4.08
1.048 0.902 1.311 0.789 0.775 0.850 0.948 0.976
性別 數量
百分比
表 3.4 自行車導航資訊偏好之變異數分析表 SS
df
MS
F
事 後
比 較 組 間
30.345
4.68
6.529
6.97
組內(誤差) 區
273.768
129
2.122
組 間 殘 差
561.655
599.603
全 體
865.768
733.283
0.937
B>A C>A D>A D>B D>C
間 殘 差
655.728
588.607
全 體
913.872
722.17
A.白色 B.蘋果綠色 C.紫色 D.水藍色
3.1538 3.1385 3.3615 2.8692
1.09588 1.03245 1.12066 0.97558
E.紅色 F.橙黃色 全體
3.6077 3.7923 3.3205
0.91071 1.09754 1.03880
組 間
74.272
df
4.563
MS
16.278
組內(誤差) 區 組
183.872
129
1.425
F
14.611
F>D
4、箭頭指引圖示之呈現位置偏好 經描述統計結果發現，依偏好度較高為 F、E 兩者，如表 3.7，再經 Mauchly 的球形
E>G F>A G>A
檢定後發現顯著 P=0.000<0.05，拒絕虛無假 設，不符合球形檢定，再經事後比較後發現 兩者明顯有差異性不同，確實將箭頭指引圖 示安排至 F 區塊較 E 區塊更加合適，如表 3.8。 表 3.7 箭頭指引圖呈現位置偏好之描述性統計 A 區塊 B 區塊 C 區塊 D 區塊 E 區塊 F 區塊 G 區塊 H 區塊 I 區塊 全體
平均數
標準差
2.6923 2.4923 2.6538 2.8769 3.3462 4.4538 2.8077 2.5154 2.6769 2.9461
0.92213 0.81883 0.86007 0.99624 1.14602 0.81755 1.04989 0.86477 0.92523 0.93341
表 3.8 箭頭指引圖呈現位置偏好之變異數分析
表 3.6 箭頭指引圖顏色呈現偏好之變異數分析 SS
F>B F>C
D>G E>A
表 3.5 箭頭指引圖顏色呈現偏好之描述性統計 標準差
E>D F>A
1.114
D>E D>F
3、箭頭指引圖之顏色呈現偏好 經描述性統計結果發現，依偏好度較高為 F、E 兩者，如表 3.5，再經 Mauchly 的球形檢 定後發現，其顯著性 P=0.003<0.05，拒絕虛無 假設，不符合球形檢定，最後再經事後比較後 發現 F、E 因子並不同，因此被視為同質，如 表 3.6。
平均數
E>C
事 後 比 較 A>D B>D C>D E>A E>B
組 間
SS
df
MS
F
事後 比較
399.231
4.317
92.47
80.151
A>B A>H
組內(誤差) 區 組
381.830
129
2.96
642.547
556.948
1.154
間 殘 差
C>B D>H E>A E>B E>C E>D
全
1423.608
690.265
體
E>G
5.
Reality. In Presence : Teleoperators and Virtual Enviroments 6, 355-385.
E>H E>I F>A F>B
6.
Vallino, J. R. (1998). Interactive Augmented Reality.Unpublished doctoral dissertation, University of Rochester, New York.
7.
Milgram, P., Takemura, H., Utsumi, A., Kishino, F. (1994). Augmented Reality : A class of Displays on the reality virtuality continuum. Telemanipulator and Telepresence Technologies, SPIE Vol.2351,282-292.
8.
經濟部商業司 (1997)。公共標識設計手
F>C F>D F>E F>G F>H F>I G>B G>H I>B I>H
Azuma, R.T. (1997). A Survey of Augmented
冊。P28-31。
五、結論與建議 目前的前期研究，只是利用問卷調查方式 來得知，假如未來的擴增實境技術已經很完善 的情況之下，使用者對於自行車導航介面的整 體呈現偏好而已，然而這樣的整體呈現規劃是 否能真正有效地改善自行車尋路方法，其實還 不能夠完全確定，未來希望能夠藉由目前的頭 戴式顯示器裝置來進行實際模擬與探討這個偏 好假設是否成立。
9.
Blokša, J.(2017). Design Guidelines for User Interface for Augmented Reality (Master thesis , Faculty of Informatics , Masaryk University).
10.
Tanuma, K., Sato, T., Nomura, M., Nakanishi, M.(2011). Comfortable Design of TaskRelated Information Displayed Using Optical See-Through Head-Mounted Display. Proceedings of the Human Interface and the Management of Information. Interacting with Information : Symposium on Human Interface
參考文獻 1.
2.
陳美杏 (2014)。尋路標識系統在空間中 發展的應用-以亞洲國際機場與大眾運輸 為例。嶺東科技大學視覺傳達設計系所 碩士論文，台中市。 連雅涵，(2018)。夜市空間之尋路標識系 統研究-以台北市觀光夜市為例，國立台
2011 .Part II, 419-429. doi :10.1007/978-3642-21669-5_50 11.
灣藝術大學視覺傳達設計學系所碩士論 文，台北市。 3.
向帆 (2009)。導向標識系統設計。江西美 術出版社。
4.
肖勇、梁慶鑫 (2015)。用「看」的語言 : 標誌和導視系統設計。上奇資訊。
Tanaka, K., Kishino, Y., Miyamae, M.,Terada, T.,and Nishio, S. (2008). An Information layout method for an optical see-through head mounted display fo cusing on the viewability. Proceedings of the 2008 7th IEEE/ACM International Symposium on Mixed and Augmented Reality, Cambridge, pp. 139-142..doi : 1109/ISMAR.2008.4637340.
12.
Pauzie, A. (2015).Head Up Display AutomoTive : A New Reality for the Driver. ProceedIngs of the DUXU 2015 : Design,User Experi-
ence, and Usability : Interactive Experience Design.pp.505-516.doi:10.1007/978-3-319-2088 9-3_47 13. Kim, S., Dey, A.K. (2009).Simulated augmented reality windshield display as a cognitive mapping aid for elder driver navigation. Proceeding of the 27th International Conference on Human Factors in Computing Systems,pp133142
8