眼球追蹤器、皮膚電波與易用性測試
一週一次的UX四神湯又來啦！筆者過去在北京念人機互動研究所時，實驗室的學生們經常使用各式各樣的儀器進行人因學、人機互動領域的相關實驗，這些儀器設備包含可編輯（語音）機器人、汽車駕駛模擬器、腦電波、眼球追蹤器與皮膚電波等名字聽起來很酷炫的儀器。這週的UX四神湯要介紹的是眼球追蹤器與皮膚電波的功用與使用時機。
先簡單介紹一下眼球追蹤器與皮膚電波的功用：
眼球追蹤器
顧名思義就是能夠追蹤眼球活動的儀器，又稱做為眼動儀。眼球追蹤器的原理很簡單：眼球追蹤器發出光照射到眼球以後，眼球反射，然後相機捕捉反射後的光，經過演算以後就能夠知道使用者的眼球位置了。一般常見的眼球追蹤器能夠記錄的訊息包含：眼球活動(activity)與注視(gaze)。透過眼球活動與注視的數據，通常眼球追蹤器的廠商還會提供熱點圖的功能。
有興趣想更瞭解眼球追蹤原理的讀者可以看這篇
(這不是業配，只是它真的寫的挺簡單清楚的XDDD)：
皮膚電波
皮膚電波算是比較口語的說法，比較專業且正確的叫法是膚電活動(Electrodermal Activity)。而膚電活動中又有不同的測量方式，如GSR, SSR, EDR, SCR…等。GSR (皮膚電抗, Galvanic skin resistance) 算是最常用的方法之一。皮膚電抗的原理也很容易理解，儀器發出極小的電擊到人的手指上，而人們可能因為情緒、壓力等因素導致汗液分泌，皮膚表面因為汗液而增強皮膚導電性，蒐集皮膚導電性的資料後就能夠得到反應的強烈程度。很酷的是，這個原理和測謊機的原理大致是相同的。
請注意！剛剛筆者所提到GSR能夠得到的結果是”反應的強烈程度”。GSR除了能夠測到受測者的正在承受的壓力(stress)外，GSR也經常拿來做為測量情緒的方法。可是，GSR夠測得反應的強烈程度，而反應本身卻是無法透過GSR測量的，這也是為什麼膚電活動的測試經常搭配情緒識別系統。也就是說，透過情緒識別系統，主測者能夠知道受測者的情緒種類(如，憤怒)，而透過膚電活動，主測者能夠知道受測者的反應強烈程度(如微憤怒或非常憤怒)。
一樣，想瞭解更多關於膚電活動原理的讀者可以看以下兩個資料：
表情識別系統
情緒識別系統就是能夠識別情緒的系統XDDD
情緒識別算是臉部識別的進階應用。簡單來說，臉部識別是透過測量臉部特徵點與特徵點之間的距離(如眉心之間的距離)進而判斷人臉是否相同。而表情識別就是動態的臉部識別，通過一連串的面部表情來判斷人的基本情緒。
基本情緒
美國的心理學家Ekman在1972年提出人的基本情緒有六種： 高興、悲傷、生氣、恐懼、驚訝以及噁心。而這六種基本情緒也是所有情緒識別系統都一定會包含的情緒(有的系統還能識別出更多的情緒)。
環狀情緒模型(The Circumplex Model of Affect)
美國的心理學家Russell在1980年提出了環狀情緒模型。Russell將情緒分為兩個維度，縱軸為Arousal(喚醒)、橫軸為Valence(情緒價帶)，並且將各式各樣的情緒媒合至圖譜上，而後形成了環狀情緒模型。在環狀情緒模型中，可以看到在情緒價帶軸上有分為正向情緒與負向情緒，而在喚醒軸上有分為高喚醒與低喚醒。而剛剛所說的膚電活動所測量的結果就會落在喚醒軸上。
有興趣的讀者們可以看一下這隻影片，是FaceReader的表情識別Demo影片，會更瞭解識別的過程。
其他情緒測量方式：
其他情緒測量的方式還有自主問卷與語音情緒識別。通常只要有測量情緒都還是會用到自主問卷，而語音情緒識別系統的話，從好多年前就已經開發出來，不過因為識別的準確度還有待提升，因此還沒有被廣泛使用，未來CUI更為發達以後，應該應用的程度還會再提高。
附上語音情緒識別系統的Demo影片：
眼球追蹤器、膚電活動、情緒識別系統同時使用
上圖由中間分隔線分隔左右兩邊，左邊為主試者的監控環境，右邊為受測者的儀器架設。在受測者的左手上有GSR皮膚電抗、電腦上方有臉部表情識別系統、受測者臉上配戴眼球追蹤器、而頭部配戴的是腦電波EEG的測量儀器。順帶一提，腦電波經常用來測量精神疲勞(mental fatigue,cognitive loading)。
主試者的監控環境可以看以下這隻影片 (強烈推薦觀看)：
而如果測試內容不僅限於數位(digital)內容的話，測試的狀況可能會變成以下這樣 (強烈推薦觀看)：
使用的時機？
- 互動環境複雜-多屏幕、軟硬體整合
- 安全係數要求高的互動環境
- 想做更客觀更有說服力的易用性測試時
在人因學、人機互動領域中，飛機駕駛艙與核電廠中的控制系統的易用性測試與改善算是經典議題。原因是因為這兩個互動環境綜合了第一點與第二點條件。
在飛機駕駛艙與核電廠中，互動環境複雜，工作人員長期在高壓且高警戒的環境中工作。當遇到緊急狀況時，還必須冷靜處理情況並且遵循標準作業流程(SOP)排除狀況。在這樣的互動環境中，如何讓訊息呈現更清楚、協助工作人員在緊張、焦慮、疲勞的情況下快速穩定心情並且冷靜處理問題是UXer 最重要的工作。利用眼球追蹤器、皮膚電波來協助觀察工作人員的視覺搜尋過程與情緒/壓力狀態可以讓整個觀察的過程更客觀更有參考標準。而近年來也有許多在汽車車內系統、零售空間、數位內容(APP/Web) 的使用案例，這些都算是與商業結合更密切的應用方向。
更進階版的易用性測試
事實上，在人機互動的領域中眼球追蹤器、皮膚電波的使用時機與易用性測試的使用時機幾乎是相同的。
易用性測試的規劃可以參考Stephanie的這篇文章，寫得很清楚：
關於易用性測試時的實作技巧則可以參考Wei和Sojier的文章：
因為易用性測試算是使用者研究領域中比較基礎的知識，這邊筆者就不多提了，感興趣的讀者還可以在網路上找到很多相關資料。
放聲思考法與觀察的補強工具
在Wei和Sojier的文章中都有提到放聲思考法(Think Aloud)在易用性測試中其實並不好執行(btw Sojier文章中要求用戶做的練習真的好實用噢！)，因為人們在思考或是焦慮時的自然行為是沈默的。筆者認為，透過眼球追蹤器與皮膚電波的使用其實能夠很大程度的補足放聲思考法的不足。而皮膚電波的使用也與使用者”體驗”有很直接的連結，使用起來更開心、正向情緒出現頻率越多強度越大、負向情緒出現頻率越少強度越低，也就表示”體驗”更好。
最後的最後，筆者還想囉唆兩句XDDD
當我們在執行易用性測試時，請切記學習效應對易用性測試的影響。學習效應顧名思義就是使用者在學習過後效率會大幅提昇。也就是說，在做易用性測試時如果有多個主項目，並且是連續進行的情況下，很容易會出現前一兩個測試項目的痛點特別多，但是後面的測試項目的痛點就變少了的情況。這種情況很多都是由於學習效應將後面的測試項目易用性提升的結果，而非後面的測試項目的易用性比較高。因此，介紹一個好用的工具/概念給大家使用，藉以化解學習效應所造成的偏差。
拉丁方設計
拉丁方設計的原理…很難解釋，原理是基於統計學、實驗設計的數學計算而得出來的，想看的人可以看下面的資料XDD。
這邊教大家怎麼使用就好，拉丁方設計的使用方法其實很簡單：將使用者依據測試項目的數量分組，然後將每組使用者進行測試項目的順序依序調整。透過這樣的方式，就能夠有效的解決掉因為學習效應而產生的偏差(bias)。
舉個例子：假設現在主測試項目共有4個(每個主測試項目下還會有多個子測試項目)，然後受測者的數量是12個。那麼我們可以將12個受測者分為4組，並且讓每組進行的測試項目依順序調換為：第一組測試順序為1,2,3,4，第二組測試順序為4,1,2,3 (將最後一個項目挪到最前面), 第三組測試順序為3,4,1,2，第四組測試順序為2,3,4,1。以此類推，如果主測試項目共有3個，那就將受測者分為3組，並且依據上述方法調整順序即可。由此一來，在最終的易用性實驗結果中，由於每一個主項目都有被一組受測者做為第一次測試的項目，就能夠平衡學習效應在每個主項目上所造成的偏差了。
以上，文章很長，影片和圖片很多，希望大家看得開心。
UX四神湯，我們下週再見了噢！
