近在咫尺的AR新生活？淺談擴增/混合實境技術——2018春季展望

談到最近最火紅的遊戲，莫過於《Pokémon GO》了，每個人走在路上人手一機，許多人不顧天氣悶熱也要到戶外走走，台大校園內擠滿了人潮，堪稱我就讀五年來第一次看到的奇景。

但是，《Pokémon GO》會這麼火紅並不是沒有原因的。

作者按：

• 本篇文章當中所有試圖解釋《Pokémon GO》熱潮之心理學理論，皆為作者透過所學套用到該遊戲之上，並非針對《Pokémon GO》這款遊戲進行的心理學研究結果。
• 另外，由於本文作者對於神奇寶貝一詞有深厚的情誼（？），因此，在本文中大多還是採取神奇寶貝一詞而非寶可夢

為什麼爆紅的是 Pokémon GO，而不是其他遊戲？

單純曝光效果

對許多人而言，神奇寶貝是一個很熟悉的卡通，而根據心理學家塞瓊克（Zajonc）的研究發現，當我們重複接觸同一個刺激之後，我們會越來越喜歡這個刺激，無論這個刺激物是英文字、漢字（受試者為美國人）、畫作、人臉照片、聲音或是幾何圖形[1]。這樣的效應，在心理學上稱之為單純曝光效果（Mere Exposure Effect）──我們僅僅只是不斷地重複看到一個刺激，就會喜歡上這個刺激。也因為這樣，小時候就不斷被神奇寶貝「單純曝光」的我們，自然而然地就比較容易喜歡上《Pokémon GO》而非其他遊戲。

但是如果你曾看了某些教你如何追求異性的書，上面教你如何運用單純曝光效果，企圖透過製造各種巧遇來讓自己欣賞的異性（或同性）對自己產生好印象，請記得有一個例外，如果對方對自己的第一印象不好（initially dislike），那麼對方看你越多次反而會越討厭你[2]（註）。

擴增實境的設計與社會角色的認同

《Pokémon GO》透過擴增實境（Augmented Reality, AR），將虛擬的神奇寶貝結合到真實世界中，如此新奇的設計，我想是許多人會喜歡上這個遊戲的原因之一。

什麼是擴增實境呢？根據羅納德．阿祖瑪（Ronald Azuma）的定義，擴增實境包含了三大要素：將真實世界與虛擬世界結合（ Combines real and virtual）、 即時互動（Is interactive in real time）、三維度的互動環境（ Is registered in three dimensions）[3]。

透過擴增實境所塑造出來的「角色扮演」遊戲，或許讓玩家某種程度上地融入了童年卡通裡神奇寶貝訓練師這個虛擬的社會角色（social role），進入了一個全新的、半現實半虛擬的社會現實（social reality）中，並且跟著童年時的那個小智一起去收服神奇寶貝。不過，為什麼化身神奇寶貝訓練師這樣的角色扮演遊戲會如此的吸引人呢？其中一個原因，可能是角色扮演遊戲中包含了認同作用（identification）的成分。

認同作用是佛洛伊德所提出的自我防衛機轉（Self-defense Mechanism）當中的一種，最初的意思是：個體在潛意識中藉由同化他者的某部分或某特質，讓這些特質變成自己的一部分[4]；但在網路等虛擬世界出現之後，「虛擬角色」也被納入認同的對象之一，如過去就有研究者就曾經以青少年對於初音未來的角色認同進行相關研究[5]；而更進一步地，《Pokémon GO》採取了擴增實境的方式，結合了現實社會角色與虛擬角色，又將認同作用所涉及到的範疇向前推進了一步。（關於自我防衛機制，可以參考〈踢貓的故事──佛洛伊德與防衛機制〉。）

認同作用從青少年時期便開始影響我們的發展，而且將會持續終生[6]。一些學者整合了 Erikson 對於自我認同（self-identity）的定義，認為認同有助於我們認清自己在社會當中的角色定位，知道自己的需求、愛惡與動機，並且依照這些對自我的了解，來追尋自己的人生目標[7][8]。認同又可以包含三個不同的層面[8]，我想從這三個層面來看我們如何對《Pokémon GO》遊戲中這個半真實半虛擬的角色產生認同：

一、個人認同

反映出我們內在的心理傾向，如我們的價值體系、生涯目標等等；如果從《Pokémon GO》來看，每個人對於這個遊戲角色的認同可能並不一樣，例如有些人想要和小智一樣收服所有神奇寶貝、打敗道館館主；有些人只以抓到皮卡丘為樂；而有些人只想將之當作生活中的小消遣等等。

二、社會認同

我們和外界環境互動之後所形塑出的認同感，如個人的聲譽、受歡迎的程度等等；從《Pokémon GO》這個遊戲來看，那麼我們周邊的人對於這個遊戲的熱衷程度，和對你在 Facebook 貼上你抓到皮卡丘的文等等的反應，將影響我們對這個遊戲角色的認同感。

三、集體認同

那些對我們而言重要的人（重要他人，significant others）和重要的團體（參考團體，reference groups）對於我們的期待和規範；如果從《Pokémon GO》來看，系上同學、辦公室同事、家人、好朋友或是伴侶等等對於這個遊戲的態度，都有可能形塑與改變我們對於這個遊戲角色的認同感。

除了前面提及的初音未來角色認同研究之外，過去也曾經針對虛擬遊戲角色認同進行研究，例如國內學者陳怡安便指出，在一個虛擬遊戲中，玩家只需要扮演好自己的角色，便能夠獲得快樂，進一步達成自我實現（self-fulfillment）的滿足[9]。除此之外，透過遊戲獲得尊重與肯定[10]、擺脫既定的性別與社會角色、打造出另一個全新的自我[11]、在同盟組織中分享共同的興趣、情感和經驗，以及建立友誼等人際關係，使我們獲得社會支持（social support）與歸屬感（sense of belonging）[12]，也是這類虛擬遊戲能帶給我們的成就與滿足。尤其《Pokémon GO》採取了現實與虛擬的結合的擴增實境設計，可能會讓這樣的連結變得更加緊密。

為什麼開始玩之後，我們就停不下來了？

又是操作制約在作祟！

如果每次丟球，都能夠成功收服神奇寶貝，這個遊戲或許就會無聊許多；但是有時候抓得到，有時候抓不到，讓訓練師們更執著於能不能收服神奇寶貝這件事，有時候丟到一半，還會讓它給逃走，這就更增加了我們想收服對方的慾望。

如果你曾經看過〈為什麼好人們能如此不求回報？原來都是操作制約在作祟！〉這篇文章，那麼你就會知道，原來這又是操作制約（operant condition）在搞鬼了[13]。簡單來說呢，就是我們會對於「收服神奇寶貝」這件事情產生一種開心的感覺，而有時候抓得到，有時候抓不到的設計，正是操作制約當中的變異比率（Variable-Ratio）設計，透過這樣的方式，比起每次丟球都能成功捕獲，更能夠增強玩家們繼續玩下去的動機。

大家都在玩，也是我們想玩的動機之一

看到社會周遭的朋友都在玩，不斷地在 Facebook 上面貼文洗版，其實也是一種單純曝光效果的展現，有可能會讓我們喜歡上這個遊戲。除此之外，樂隊花車效應（Bandwagon effect）、從眾效應（Conformity）與社會比較理論（Social comparison theory）也是我們在選擇下載這個遊戲的可能原因之一，以下我就稍微介紹一下這三個理論在心理學上經典的研究結果。

所謂的樂隊花車效應，指得就是「當越多人有著某些信念、想法、潮流的時候，我們越有可能跟隨這些潮流」[14] ，聽起來是一件很好理解的事情，不過跟隨潮流真的是一件好事嗎？或者它是一件壞事呢？其實這得看我們跟隨的是什麼樣的潮流。無論如何，就我自己的想法，我認為擁有自己為什麼選擇跟隨潮流，或是為什麼不跟隨潮流的理由，比起是否跟隨潮流是更為重要的事情。

心理學上有另一個和樂隊花車效應類似的名詞──從眾效應，所謂的從眾效應，指得是遵從團體規範當中的態度、信念與行為[15]。從眾效應和樂隊花車效應的差別在於，從眾的環境是一個「特定團體」，而樂隊花車效應的環境則是「整個社會潮流」。從從眾效應的觀點來看，我們可以將 Facebook 上面的朋友圈、你的實驗室夥伴、辦公室同事們視為同一個團體，那麼當這個團體當中有越多人在玩《Pokémon GO》的時候，我們跟著玩的可能性就越大。

由於從眾效應比起樂隊花車效應，更限定於一個團體之內，我們更有可能必須要表態自己的立場，也就更有可能受到團體壓力的影響，而決定跟隨其他人的意見。畢竟即使今天社會上有再多的人在玩《Pokémon GO》，你也可以做自己的事情不要管他們；但是當你班上同學都在玩，並且拉著你陪他們一起去抓怪的時候，你就得表態說「其實我沒有很想玩」；而表態這一件事情，就有可能遭受到比較多的壓力。

或許你不跟著玩《Pokémon GO》所遭受的壓力不會那麼大，但是在一些情況之下，我們不跟著團體態度，就有可能遭受極大的壓力。例如索羅門．阿希（Solomon Asch）的這個比較實驗：

索羅門安排了 6~8 個男性大學生進入實驗室裡進行一場實驗。事實上，這 6~8 個人之中，只有一個是真正的受試者，其他人都是索羅門的助手。在實驗進行的時候，所有成員會為著一個會議桌，而實驗者在每一回合裡，會出示兩張卡片，其中一張是標準線段卡，上面畫有一條直線；另一張卡片則是比較線段卡，上面畫有三條不同長度的直線（如下圖）。每個人必須依序回答比較線段卡上面的直線，哪一條和標準線段卡上的直線一樣長。而真正的受試者，總是被安排在倒數第一、倒數第二的順序回答。而其他的實驗助手，會在 18 次的實驗當中，有 12 次一致地回答出一個不正確的答案。實驗者的目的是要觀察，當其他所有人都回答明顯錯誤的答案時，受試者是否也會迫於團體壓力，而跟著回答錯誤的答案呢？結果發現，總共有 74% 的受試者，至少在一個回合當中屈服於群眾壓力；所有受試者在 37% 的回合中，屈服於其他人的答案，跟著回答了錯誤的選項[16]。

而社會比較理論，或許也可以說明我們為什麼會玩《Pokémon GO》的一部份原因。社會比較理論，是由美國的心理學家里昂．費斯汀格（Leon Festinger）所提出的[17]：在我們對於自身狀況不確定時，我們會透過和他人比較自己的能力和選擇，來確定自己在社會上的定位。而《Pokémon GO》就提供了我們這樣一個比較的平台，當我們抓到稀有的神奇寶貝時、成功成為某個道館的道長時、收集完所有神奇寶貝時、將等級練得比身旁的朋友都還要高時，我們便能夠得到一種優越感（self-enhancement）[18]，而這些成就感也是促使我們一直玩下去的可能理由之一。

致謝

• 本篇文章關於認同作用的段落，部分參考了國內學者林雅容的論文[19]改寫而成，特此感謝。

註解

1. 如何扭轉不好的第一印象，背後還有很多複雜的心理學研究，但不在本文討論的範圍；除此之外，實驗室中研究發現的單純曝光效果能否推估到實際生活情境，還是一個值得討論的問題，畢竟實際生活情境和看卡通不一樣，我們和其他人還有其他的言語與肢體互動，並不是僅僅單純地「看」對方而已。

延伸閱讀

1. Zajonc, R.B. (December 2001). “Mere Exposure: A Gateway to the Subliminal”. Current Directions in Psychological Science. 10 (6): 224.
2. Swap, W. C. (1977). “Interpersonal Attraction and Repeated Exposure to Rewarders and Punishers”. Personality and Social Psychology Bulletin. 3 (2): 248–251.
3. R. Azuma, A Survey of Augmented Reality Presence: Teleoperators and Virtual Environments, pp. 355–385, August 1997.See P.356.
4. 樊雪春、樊雪梅、涂冠如、樊蓉(2009)《諮商輔導學辭典》。五南出版。p.96
5. 曾增恩(2014)青少年對虛擬偶像「初音未來」的認同歷程與迷文化之研究。國立臺北教育大學課程與教學研究所學位論文。
6. Ashford, J. B., Lecroy, C. W. ＆ Lortie, K. L.著，張宏哲、林哲立編譯， 1999，《人類行為與社會環境》，臺北：雙葉書廊。
7. 張春興（1983）《青年的認同與迷失》。臺北：臺灣東華。
8. 陳坤虎、雷庚玲、吳英璋（2005）〈不同階段青少年之自我認同內容 及危機探索之發展差異〉。《中華心理學刊》，47 卷，3 期，249-268。
9. 陳怡安（2002）〈資訊遊戲的魅力〉。《資訊社會研究》，3 期：183-214。
10. 翟本瑞（2002）《連線文化》。高雄：復文圖書出版社。
11. 陳淑惠（2000）〈網路沉迷現象的心理病理之初探：台灣大學生網路 沉迷傾向的性別差異〉。行政院國家科學委員會補助專題研究計 畫成果報告（NSC89-2511-S-002-010-N）。
12. 李君如、楊棠安（2005）〈線上遊戲玩家表現與其人格特質之研究─ 以「天堂」為例〉。《高雄師大學報》，19 期：85-104。
13. Ferster, C.B., & Skinner, B.F. (1957). Schedules of reinforcement. New York: Appleton-Century-Crofts.
14. Colman, Andrew (2003). Oxford Dictionary of Psychology. New York: Oxford University Press. p. 77.
15. Cialdini, R. B., & Goldstein, N. J. (2004).Social influence: Compliance and conformity. Annual Review of Psychology, 55, 591–621.
16. Asch, S. E. (1955). “Opinions and Social Pressure”. Scientific American. 193 (5): 31–35.
17. Festinger L (1954). “A theory of social comparison processes”. Human relations. 7 (2): 117–140.
18. Wood, J. V. (1989). “Theory and research concerning social comparisons of personal attributes.”. Psychological Bulletin. 106 (2): 231–248.
19. 林雅容(2009)自我認同形塑之初探：青少年、角色扮演與線上遊戲。亞洲大學社會工作學系。資訊社會研究(16).p.197-229

文／曹盛威 | 國立交通大學教育所科學教育組

擴增實境，指得是將虛擬物件投射至現實中的技術，像是「遊戲王」中的立體影像裝置（去年已有神人完成決鬥盤與投影系統），或是去年的 IKEA 型錄，不過這只是一部份。

擴增實境的物件不一定是 3D 立體影像（只是最多人用，也較有互動性），其原始概念是在你眼前加入現實中沒有且可以即時互動的虛擬訊息，比如上面的血量、防禦、時間，或是將準星對到隊友身上跑出隊友的相關資訊。

前些日子一度爆紅的 google glass 已能讓擴增實境在真實世界中顯示虛擬訊息，但還有一個功能並不完善，那就是直接在真實物體上顯示正確的虛擬訊息。以CS的遊戲畫面來說，就是我們還無法讓準星（鏡頭）對準隊友（真實物體）後正確顯示相關資訊（虛擬物件）。

為什麼不行？人與機器在辨識物體上的差異

心理學將人辨識物體的方式分為「由下至上」與「從上到下」這兩種模式（注意，接下來的敘述富有無聊的哲學意味）。

「由下至上」指的是我們先是辨認出各種「特徵」，根據這些特徵進行辨認，這是一種被動的處理方式（也可以說，較為客觀）。例如：看到一個有著四條腿、毛茸茸還搖著尾巴又汪汪叫的東西，我們便能說這是一條狗。

「從上到下」則反過來，透過「情境」採取主動詮釋的方式（較為主觀），依據內心的期望來對接受的訊息進行解釋。比如在吧台上，擺著兩大罐開過的高粱以及一整排裝滿透明液體的 shot glass，你馬上認定這透明液體就是高粱，但實際上你並沒有足夠多的資訊來辨認；如果把 shot glass 換成平常的玻璃杯，旁邊也沒有任何高粱酒瓶，你或許就會認為這只是一杯白開水。

辨認就是識別出「特徵」與「情境」這兩件事。對人來說，辨識是兩種過程交互進行的結果，但對機器就不是這麼一回事了，機器只有識別「特徵」的能力。因此同一物體只要看起來不一樣（換個角度或是光源不一樣），機器就會有判別上的困難。

解決方法－識別碼與機器學習

在 IKEA 的型錄影片中，我們可以看到使用者將 IKEA 型錄放在地上，device 偵測型錄並顯示相對應的虛擬物件，這就是「識別碼」的概念（QR Code、二維條碼、RFID 等技術）。既然機器只能辨識「特徵」，就為現實物體安上一個機器能夠明確辨識的識別碼，這樣問題就迎刃而解了！

不過這樣的方法治標不治本，主因是「想要在哪裡顯示虛擬物件，就要在那裡找到 QR Code」，想一下賽亞人偵測戰鬥力時，還要跟對方說「抱歉我找不到你的 QR Code」，實在是很不直覺又不帥氣阿！

但識別碼仍當前是解決辨識問題最常使用的方法，不只是電腦容易判讀，對人來說也容易製作。識別碼的相關技術也還在持續發展中，比如用紅外線感應的隱形識別碼，可以讓真實物體不會再有醜醜的條碼。

而另一個方法是讓機器也能搞懂複雜情境的能力，這涉及到已經被科幻小說寫到爛的人工智慧。而在工程領域，「機器學習」正是嘗試讓機器也能玩閱讀空氣的跨領域學科，但不要忘了機器基本上還是只有辨識「特徵」的能力，機器學習只是將複雜的真實情境簡化成機器能辨識的特徵。

所以該如何讓機器進行學習？其實跟人的學習一樣，不外乎是從經驗中（數據）找出共通點，並作為之後判斷的標準。比如說你跟朋友約見面，朋友經常晚十分鐘才到，那下次約見面時你就會去衡量自己要不要準時赴約，如果把他寫成機器邏輯，那會是「跟別人約見面要準時，但如果是你朋友的話，可能要晚十分鐘才對。」（如果對這部分有興趣，可以參考深度學習──人工智能的現在與未來）。

是最後一哩路？還是走不完的一哩路？

Microsoft HoloLens。圖／flickr @Microsoft Sweden

擴增實境從提出至今也過了二十年，許多成像與體感操作技術都在突飛猛進，但在辨識技術上卻沒飛的那麼快，這也使得擴增實境的運用大多還是在娛樂媒介上面，像今年 E3 展上，Microsoft 開發的 hololens，把 Minecraft 的世界直接投影在會場上並用體感進行操作；但在日常生活中，辨識技術的不足將使得擴增實境的便利性不佳，如果帶 google glass 還要找商品條碼才能看到價格，我為什麼不直接看櫃子上的價格告示牌呢？

人類技術能不能突破機器辨識上的落差，成為這最後一哩路最重要的關鍵，究竟這真的是最後一哩路，還是走不完的一哩路，還有待那些資料科學家們來為我們解答。

（本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫－智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿）

責任編輯：鄭國威
審校：陳妤寧

文／劉珈均

隨著科技進步，車輛配備的輔助系統愈來愈多，如導航、行車紀錄器、倒車顯示等等，但琳瑯滿目的資訊與大小螢幕充斥駕駛座附近，有時此起彼落的嗶嗶聲提醒反而使駕駛容易分心。車輛研究測試中心研發「擴增實境式抬頭顯示系統」（Augmented Reality Head Up Display, AR HUD），整合車道偏移、前方防撞、駕駛狀態偵測、儀表板等多項行車資訊，透過光學鏡片投影到眼前的擋風玻璃上，讓駕駛更舒適、直覺地判讀重要資訊，同時兼顧實境路況。

車電系統發展處光學設計中心、負責光學系統開發的鄭舜文說，據研究，未注意車前狀況而發生事故的比例達18%，而駕駛的視線偏移前方超過2秒，發生事故的機率便會大幅提高，而HUD將資訊投影在眼前，可減低駕駛的視覺分心。

車輛中心團隊研發的HUD可裝設於儀表板的上方及遮陽板下方，以高顯色、低耗能的雷射投影機作為影像來源，將重要的資訊經HUD鏡組投射至特殊玻璃上，而影像將呈現於擋風玻璃前方，虛像畫面距離駕駛約2.5公尺，大小約26吋。系統會根據人眼的位置自動校正影像，讓成像位於駕駛開車時的平視角度。資訊內容涵蓋車身基礎資訊，並偵測車道是否偏移、與前方安全距離、駕駛視線是否轉移太久（例如轉頭超過30度，久於5秒）。

此技術亮點之一在於虛像光學，團隊透過光學技術把虛像距離拉到遠處，讓資訊圖表具有「景深」，「我們開車時，焦點是放在遠處的。」鄭舜文說，將成像拉遠可讓駕駛判讀時更貼近直覺。另一個技術核心在於系統會計算、結合人眼與前方道路座標，將資訊與前方道路實景疊合，例如道路偏移偵測系統，在屏幕上呈現為宛如鐵路般向前延伸的平行線，線條貼齊實景道路的車道線，呈現相同的距離感，讀取資訊無視差。此前瞻技術獲得2011紐倫堡發明展金牌獎。

為了整合眾多資訊，而軟體也運算順暢，研究團隊設想了各種駕駛情境以及所需的輔助影像，依據該情境的主要與次要需求設定啟動條件，例如車速達時速50公里才會啟動駕駛狀態偵測、車速達60公里，系統才會觸發前方防撞偵測。

研發始於四年前，當時HUD還只是概念性產品，尚不普及，團隊認為HUD對車用安全幫助很大，加上車輛中心自有影像與車用安全資訊技術，因此結合影像顯示與車用安全系統，開發了AR HUD。現今舉目所見市場上的HUD產品則功能有限，日本車用電子大廠Pioneer的上置式HUD首重導航；目前國內常見的HUD顯示器資訊不多，大致只將儀表板的資訊搬到眼前的擋風玻璃上。

研發過程也曾有小插曲，一開始團隊並未考量體積，只著重於大畫面顯示及整合多功能，結果成品體積龐大，鄭舜文笑著說：「車輛驗證測試時還必須把儀表板挖空才能擺進HUD系統。」而要在兼顧功能完整的條件下縮小HUD的體積以符合車內空間，正是技術的困難處，考驗光路設計能力。

人類對資訊的接受度有限，團隊事前曾與大學合作人因研究，在受試者眼前模擬行車畫面，投影不同型態的資訊，研究人對資訊的接受情況，據此設計HUD投影的資訊內容。未來，團隊預計繼續整合幾項車用安全資訊，例如導航、盲點偵測系統，讓系統更完備。

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