視覺在學習上扮演了重要的角色，訊息透過眼睛與大腦的傳達，讓我們得知眼前的資訊。
而在教學中，視覺學習幫助了教學者教學，亦幫助了學習者更容易、清楚地學習。
一、資料來源：
http://www.iali.com.tw/publications/fundamentals/CH3.htm
二、重點摘要：
1.視覺(vision)
角膜(cornea)是一透明薄膜，形同鏡片，負責 70% 的聚光力；虹膜(iris)根據光刺激眼睛的程度擴張與收縮瞳孔(pupil)，控制進入的光量；水晶體(crystalline lens)則提供剩餘 30% 光能的對焦能力，透過毛狀體肌肉來控制水晶體的厚、薄以分別對近及遠距離對焦；光繼續通過玻璃液(vitreous humor)折射，倒影在視網膜(retina)上(圖3-2)；視網膜上的感光細胞利用光色素(photopigment)吸收可見光，除提供清楚的影像外並轉換為神經能量，刺激視神經(optic nerve)傳遞至腦部闡釋為視覺資訊。而訊息就是透過大腦與眼睛的相互合作而產生。
(1) 錐狀細胞與明視覺(photopic vision)：人眼的錐狀細胞約有八百萬個，且半數集中於視網膜的中央稱作小窩(fovea)的區域，為眼睛對物體細部對焦呈像的部份，負責細部與色彩視覺。錐狀細胞依光色素的不同分為三種受器，分別接收光譜中的紅、綠、藍三主色。人眼所見的物體顏色即依此三受器細胞所接收光能量的相對強度，組合成吾人所能經驗的色彩範圍。色彩視覺出現在明亮的狀況下，故稱明視覺。錐狀細胞功能不良即導致色盲。
(2) 桿狀細胞與暗視覺(scotopic vision)：桿狀細胞的光色素稱為視紫質(rhodopsin)，主要負責夜晚及周邊視覺。相較於錐狀細胞，桿狀細胞對光更為敏感，較容易看到微弱的亮光，因此在極低的照度下，人眼僅依賴桿狀細胞，稱為暗視覺，其無法分辨顏色，故所有表面看起來僅有灰階明暗的差異；人眼約有一億二仟萬個桿狀細胞，僅存在於視網膜的周邊，因該處缺乏錐狀細胞，以致吾人對視野的周邊部份有辨色上的困難。桿狀細胞的損傷則導致夜盲。
(3) 中介視覺(mesopic vision)：中介視覺發生於桿狀與錐狀細胞以相同的敏感度運作，特別是照度較低的微光(twilight)情況(0.01～1 cd/㎡)。此時眼睛正處於辨色能力將喪失的邊緣，通常為明、暗視覺間的短暫過渡期。例如傍晚駕車，初期桿狀細胞較不敏感，人眼依賴錐狀與桿狀細胞共同作用來觀看，一旦桿狀細胞適應足夠，則取而代之成為主要的視覺。
貳、視覺的腦神經機制
一、資料來源：
人眼可見的光線(visible light)只佔全部波長中的一小段而已(400~700nm)。可見光進入人眼後，光線經由角膜(cornea)的折射(角膜是負責屈光功能的最主要構造)，穿過水樣液及調整光量的瞳孔(pupil)，再透過負責調節功能的水晶體(lens)、等構造後，落於視網膜(retina)上，我們的凝視點落於視網膜上的中央小窩(fovea)及其附近區域。視網膜是接收視覺刺激的第一站，由外而內包含了五層細胞：接收器(receptor，包括 rod和cone)、水平細胞(horizontal cell)、雙極細胞(bipolar cell)、無軸突細胞(amacrine cell)、以及節細胞(ganglion cell)。光訊號在接受器轉為電訊號後，經由節細胞的軸突送出眼睛至下一站─LGN，這些軸突在送出眼睛之前集結成束，形成視神經(optic nerve)，送出的那一點因為不含任何視覺接受器，是為盲點(blind spot)，見圖一。視網膜上的接受器大致可分為兩種，依其外型不同而分別命名為：錐狀細胞(cone)，桿狀細胞(rod)。在功能上這兩種接受器也有相當大的不同(見圖二)。我們的cones有三種不同的接受器(男生有時會小於三種，女生通常會大於三種)，分別對不同的波長最敏感：short-wavelength pigment對波長419nm的光最敏感；medium-wavelength pigment對波長531nm的光最敏感；long-wavelength pigment對波長558nm的光最敏感。而rods只有一種接受器，最敏感的波長為500nm。在視網膜上，cones與rods並不是均勻的分佈的。在中央小窩，只有cones，完全沒有rods；中央小窩以外的邊緣區域(peripheral)則有大量的rods和少量而均勻的cones。在數量上，rods遠多於cones，但是cones在訊息的傳遞上則比較是一對一傳遞，尤其在中央小窩處幾乎是一個cone與一個節細胞相連，而rods則是數個到十幾個和一個神經節細胞相連。所以中央小窩上視覺敏銳度好(acuity)，人們會使要注意的視覺影像投射到中央小窩以獲得比較好的視覺解析度(見圖三)。
圖一：http://retina.umh.es/Webvision/imageswv/Sagschem.jpeg
圖二：http://retina.umh.es/Webvision/imageswv/schem.jpeg
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| 視網膜接收到訊息後經過視交叉(optic chiasm)有兩個不同的通路，90％的神經，會經過側膝核(Lateral Geniculate Nucleus)再傳到視覺皮質；還有10％的神經會傳到上丘核(superior colliculus，之後再講眼動生理結構會再介紹)(見圖四)。側膝核位於丘腦(Thalamus)，是視覺訊息傳導的中介站，主要是把網膜來的訊息加以調節、組織，繼續送至大腦的V1。視覺訊息在V1被處理之後，大腦如何進一步區分處理許多更複雜的訊息處理？Ungerleider和Mishkin(1982)讓猴子做兩種作業，發現被移去temporal lobe的猴子無法做物體區辨的作業；而移去parietal lobe的猴子無法做地標位置的區辨作業(見圖五)，而所以他們認為，有兩條路徑處理不同的訊息，ventral pathway負責物體的辨識；dorsal pathway負責物體的位置訊息。Milner和Goodale(1995)發現，ventral pathway壞掉的病人，無法做線段方向判斷作業，但是她卻可以採正確的方向將信放入小小的郵筒隙縫中；另外有一種dorsal pathway壞掉的病人，可以做線段方向判斷作業，但是無法將卡片放成特定方向。根據神經心理學的double dissociation 原則，ventral pathway與dorsal pathway可以視為分別獨立處理物體特徵與動作的機制。與之前觀點不同的是，他們認為dorsal pathway似乎不只是處理物體位置訊息，還進一步牽涉到如何做一個動作，所以他們認為應該是What和How pathway。 | |
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| 眼動基本現象與生理結構 前面有提到視網膜上中央小窩的視覺解析度最好，為了使需要注意的影像投射到中央小窩，gaze system經由oculomotor system移動眼球或head movement system移動頭部來達成這個目的。在講不同眼球移動前要先提到fixation system的重要性，它使得當我們在持續凝視時眼球不會移動，而此系統受損眼球無法凝視不動。 一般說來有五種眼球移動方式使得目標會持續投射到中央小窩上(Kandel, 2000)：1.眼球的迅速移動－saccade，在不同凝視點之間通常的移動方式，移動速度可達800°/s。2.為了追蹤某個正在移動物體的追蹤移動(smooth pursuit movement)，移動速度不會超過100°/s。3.使眼睛聚焦在不同遠近的物體上的輻奏運動(vergence movement)。4.接受半規管傳來的刺激之調整運動，其作用在使頭部移動時，使視覺影像仍在網膜上的vestibulo-ocular movements。5.在頭部持續的移動中使影像仍落在中央小窩上的optokinetic movements。 除了這幾種眼球移動外，還有三種比較小的移動：眼球震顫(nystagmus)，drifts，microsaccades。雖然研究者關心的是fixation的持續時間，但是fixation其實有一點誤導，眼球在這段時間並非完全不動，它還是會有一些小抖動稱為眼球震顫，為何會有眼球震顫原因還不是很清楚，但一般認為它可能目的是使視網膜上的細胞持續作用。而drifts和microsaccades是比較大的移動，雖然確實的原因還不清楚，但一般認為偶爾出現的drift是因為眼球控制系統並非完美的，所以會有一些誤差，而當這發生時就會有小的microsaccades，使眼睛回到正確的位置上。眼球可分為內和外在兩部份肌肉，內在的肌肉是虹彩和睫狀肌，其功用是調整瞳孔的大小和水晶體的焦距。而外在的肌肉有六條，可利用這六條的肌肉達到控制眼球的轉動。 在一般的認知作業，如閱讀時。眼睛並非平滑的在句子中移動(pursuit movement)，也不會停留在每個字上，而是在某個文字上短暫停留後，再快速的移到下一個位置(saccade)，根據這種眼球運動的特性，而把短暫停留和快速移動分別稱為凝視(fixation)和移動(saccade)，而用眼球凝視的時間(fixation duration)與移動的距離(saccade length)為主要指標，來探討閱讀內在的認知歷程(見圖六)。以英文為閱讀材料的研究發現(Rayner, 1998)，一般凝視時間在150毫秒至500毫秒之間，平均為250毫秒左右，而移動的距離平均約7至9個字母，移動的時間為20至35毫秒。此外根據文字書寫走向和眼動方向，把眼球移動分為順向移動(forward saccade)與逆向移動(regressive saccade)兩種；閱讀句子或文章時，約有10至15％的移動為逆向移動，通常在對閱讀內容感到困惑不解時，眼睛會逆向移動擷取更多的訊息。當眼睛連續二次的移動都凝視在同一個詞上時，我們稱第二次移動的凝視為再凝視(refixation)。 | |
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| 眼球移動時所傳遞的訊號，必須要包括眼球在每個時間點眼睛的位置與速度，到底這些參數是如何被決定的？研究發現這些訊號是藉由在brain stem reticular formation中的inter neurons處理，而眼球中垂直和水平的移動是由不同的大腦結構控制，眼球中垂直的移動是由paramedian pontine reticular formation和rostral medulla控制；水平的移動是由mesencephalic reticular formation控制。然而眼球運動可以反映許多的認知歷程，所以一定有更高層的大腦控制，上丘核有收到從皮質投射來的訊息，特別是一些與眼球控制相關的區域額葉眼動區frontal eye field(FEF)和supplemental eye field(SEF)的間接投射，也有直接收到從視網膜傳來的訊息，和直接到產生眼球移動腦幹(brainstem)的投射，所以皮質也藉由上丘核來控制眼動系統(見圖七)。從生理的研究發現SC可以分成三層：superficial，intermediate和deep structure。Superficial layer有收到視網膜和主要視覺皮質傳來的訊息，當眼球移動到某視覺目標時，神經會有反應；若只是注意而眼球沒有移動神經並不會有反應。而在intermediate這一層有一些不同特性的premotor cells：在頂端有一種細胞，只有在凝視的時間它才會激發所以又被稱為fixation neurons。在尾端有一種細胞，只有在saccade時它才會激發所以又被稱為burst neurons。尾端有另一種細胞稱做buildup neurons，在凝視快結束它就開始激發，一直到開始saccade(見圖八)。 圖七：http://psych.utoronto.ca/~reingold/publications/Reingold_&_Stampe_press/figure5.html 圖八：http://psych.utoronto.ca/~reingold/publications/Reingold_&_Stampe_press/figure7.html 測量眼動的方式 一般認知神經科學領域用來測量眼球移動的方法有四種： 1.Video-Based Eye Tracker： 利用攝影機實際拍攝眼球的位置，來測量眼球的運動。給受試者帶一個帽子，上面有兩個攝影機分別拍攝兩隻眼睛的位置，帽子有一個攝影機對應螢幕上四個點來校正頭的位置(見圖九)。偵測眼睛的攝影機，測量瞳孔的移動來計算眼球的移動。優點是此方式是非侵入式(non-invasive)的方法，且有很好的時間(2毫秒)空間(0.01°)解析度，缺點戴久了會不舒服(超過1-2小時)。 圖九：http://www.eyelinkinfo.com/mount_main.php 2.Scleral Search Coil(圖十)： 利用電磁感應的原理來測量眼睛的移動。此種眼球追蹤技術是將幾個感應線圈包在矽膠製成的軟式鏡片中，讓受測者配戴這種特殊設計的鏡片，並且事先在眼球四周圍加上固定磁場，當受測者眼球運動時，同時會牽動軟式鏡片，使鏡片中的感應線圈因為磁通量的變化，而產生不同的感應電動勢，感應電動勢之大小即代表眼球偏轉之角度，將訊號放大後即可記錄眼球運動狀況。此方法的優點是有很好的空間(1°)和時間(1毫秒)解析度，缺點是量測方式很容易受到受測者當時眼球狀況的影響，如眼球之分泌物等，並不適合於長期配戴(通常不能長於30分鐘)，而且軟式鏡片具有雙層架構，會影響使用者的視力，且是侵入式(invasive)的方式。 圖十：http://neurology.med.upenn.edu/~solomon/NewFiles/Frames/pictures/p_eyecage.html 3.Dual Purkinje Image Tracker(圖十一)： 當光源進入眼球時，因為眼球各組織的折射率不同，所以反射出來的影像也會不同，光源在角膜前後方與水晶體前後方所反射出來的四組影像稱為Purkinje-images，如圖十二所示。第一組Purkinje-image是光源反射在角膜前方與空氣接觸之表面；第四組Purkinje-image是反射於水晶體與眼球內部的表面；其他第二與第三組Purkinje-image因為反射量太小，通常不易觀測到。所以利用第一及第四個Purkinje-image來偵測眼球運動的方向。若系統採用紅外線或是近紅外線之光源來照射眼部時，則因為瞳孔對紅外線的反射性低，而虹彩對紅外線的反射性較高，會造成影像中瞳孔與虹彩的亮度差異變大，而虹彩與眼白之間的亮度差異變小。此與一般白色光源不同的特點，可使我們較易取出瞳孔的輪廓外圍。這種利用檢測瞳孔位置來判斷視線方向之追蹤技術稱為瞳位追蹤(Pupil Tracking)。由於虹彩內圍(即瞳孔輪廓)較虹彩外圍來的清晰明確，且較不易被眼瞼遮蔽到，因此瞳位追蹤相較於異色邊界追蹤有較高的解析度。此優點是量測方法的特點精確，且是非侵入式的方法；缺點是水晶體在眼球開始移動時會有延宕時間，不能和眼球同步作反應，而當眼球移動已經停止時，它會有overshoot，所以在要算眼球移動時間時會比較不精準。 圖十一：http://www.pitt.edu/~reichle/EyeTracker.html | |
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| 4.Infra-red Oculography(圖十三)： IROG是將一排紅外線光源LED及紅外線接收器架構在鏡架上，然後以固定角度照射在虹膜四周。由於紅外線在黑色瞳孔與虹彩的反射效果低，而在白色鞏膜的部份幾乎會完全反射，因此利用紅外線光源在眼角膜邊緣的反射差異，紅外線光接收器會將反射出之紅外線光轉換成電流訊號，經差動放大上下及左右信號之後，便可藉此信號的大小來判斷眼球轉動之角度。此優點是有非常好的空間解析度且測量範圍很廣，是非侵入式的方法。 圖十三：http://www.crsltd.com/catalog/skalar/iris/ | |
叁、視覺設計
一、資料來源：
近年來政府大力提倡「一鄉鎮一景觀一特產」觀念，藉由各地方所獨具之傳統文化特性，經產業文化活動的推動及行銷，達到經濟效益及提高生活的品質之目的，且能強化地方文化的深度及廣度，孕育出地方未來發展的優勢。順應目前周休二日的趨勢，產業文化逐步結合了休閒文化產業，而地方特產則扮演著地方產業文化推廣的要角，同時為了滿足消費者之需求，精緻包裝漸躍昇為產品行銷不可或缺之一環。以地方文化特色素材結合精美的包裝設計，不僅能提升產品附加價值，亦能呈現出地方文化的傳統及特性。
本研究探討台中縣市傳統百年糕餅老店地方特產包裝視覺素材應用與地方文化之關聯性，透過文獻探討、田野調查、比較分析、問卷調查及深度訪談等方法，進行包裝視覺設計要素探討與分析，以設計人員與非設計人員各50名，進行糕餅餅禮盒包裝設計問卷調查，再針對市場、產品、包裝設計…等面向與包裝設計設計師進行深度訪談。同時蒐集台中縣市地方文化特色相關資料，經彙整與歸納分類後，進行問卷調查，以瞭解具代表性之台中縣市地方文化特色。其研究結果摘要如下：
一、台中縣市傳統糕餅老店地方特產市場現今狀況調查，依據包裝視覺色彩、型式、圖案歸類統計結果(1)包裝色彩應用，過半比例偏向於暖色系「慣用色」用色，其中又以二成比例是帶有吉祥的紅色系配色居冠，其次為帶有溫潤意象的褐色系配色(2)禮盒包裝形式以上下蓋包裝形式最多，其次為單向開啟盒型(3)傳統老店禮盒包裝視覺設計素材使用類形依序為西畫技法圖案、花草圖案、寫實圖形與幾何構成。
二、消費者問卷調查傳統糕餅老店的禮盒相關探討，統計結果(1)消費者購買傳統糕餅老店的行銷構面優先順序為品牌、價格、包裝(2)地方文化資訊融入包裝設計認同調查76%的受測人認為重要，只有5%認為不重要(3)傳統糕餅老店的包裝圖案設計適合性調查選項中，依優先順序為西畫技法圖案、寫實圖形、花草圖案(4)包裝影響購買意願因素調查結果89%消費者表示會影響購買意願，79%則認同合理價格情況下願意多花些小額費用購買較精緻的包裝禮盒(5)本研究蒐集了台中縣市41處的文化特色地點及活動經過問卷調查統計後，共有9個文化特色認知度100%，分別為大甲鎮瀾宮、科博館、國美館、逢甲商圈、清水休息站、一中商圈、大坑風景區、谷關風景區、媽祖文化節等文化特色地點及活動。
三、設計師訪談彙整結果(1)市場通路應由地方區域轉戰為全台性行銷通路，並樹立地方特產第一品牌形象的標竿(2)認同包裝視覺設計融入地方文化特色，具有提升包裝深度的意義(3)包裝設計重點優先順序為商標Logo其次才是底圖插畫、色彩、材質等表現(4)地方特產包裝視覺設計，最重要的是能讓消費者能迅速辨識地方特色形象才是優質的包裝設計(5)環保議題的限制雖造成材質、容積的限制，但並不會造成包裝成本的影響，反之將降低成本轉移製作更精緻的包裝形式。
本研究探討台中縣市傳統百年糕餅老店地方特產包裝視覺素材應用與地方文化之關聯性，透過文獻探討、田野調查、比較分析、問卷調查及深度訪談等方法，進行包裝視覺設計要素探討與分析，以設計人員與非設計人員各50名，進行糕餅餅禮盒包裝設計問卷調查，再針對市場、產品、包裝設計…等面向與包裝設計設計師進行深度訪談。同時蒐集台中縣市地方文化特色相關資料，經彙整與歸納分類後，進行問卷調查，以瞭解具代表性之台中縣市地方文化特色。其研究結果摘要如下：
一、台中縣市傳統糕餅老店地方特產市場現今狀況調查，依據包裝視覺色彩、型式、圖案歸類統計結果(1)包裝色彩應用，過半比例偏向於暖色系「慣用色」用色，其中又以二成比例是帶有吉祥的紅色系配色居冠，其次為帶有溫潤意象的褐色系配色(2)禮盒包裝形式以上下蓋包裝形式最多，其次為單向開啟盒型(3)傳統老店禮盒包裝視覺設計素材使用類形依序為西畫技法圖案、花草圖案、寫實圖形與幾何構成。
二、消費者問卷調查傳統糕餅老店的禮盒相關探討，統計結果(1)消費者購買傳統糕餅老店的行銷構面優先順序為品牌、價格、包裝(2)地方文化資訊融入包裝設計認同調查76%的受測人認為重要，只有5%認為不重要(3)傳統糕餅老店的包裝圖案設計適合性調查選項中，依優先順序為西畫技法圖案、寫實圖形、花草圖案(4)包裝影響購買意願因素調查結果89%消費者表示會影響購買意願，79%則認同合理價格情況下願意多花些小額費用購買較精緻的包裝禮盒(5)本研究蒐集了台中縣市41處的文化特色地點及活動經過問卷調查統計後，共有9個文化特色認知度100%，分別為大甲鎮瀾宮、科博館、國美館、逢甲商圈、清水休息站、一中商圈、大坑風景區、谷關風景區、媽祖文化節等文化特色地點及活動。
三、設計師訪談彙整結果(1)市場通路應由地方區域轉戰為全台性行銷通路，並樹立地方特產第一品牌形象的標竿(2)認同包裝視覺設計融入地方文化特色，具有提升包裝深度的意義(3)包裝設計重點優先順序為商標Logo其次才是底圖插畫、色彩、材質等表現(4)地方特產包裝視覺設計，最重要的是能讓消費者能迅速辨識地方特色形象才是優質的包裝設計(5)環保議題的限制雖造成材質、容積的限制，但並不會造成包裝成本的影響，反之將降低成本轉移製作更精緻的包裝形式。
肆、個人省思與心得
大部分所有的學習都必須經由視覺來傳遞訊息，相較之下，視覺和大腦就扮演了重要的角色！
日常生活中，許多資訊都可以透過視覺來得知訊息，如收看電視、新聞，商品廣告與推銷，甚至是我們的教育與知識來源，因此，經由視覺與大腦的協助，我們可以瞭解世界上更多的人、事、物以及新知！所以，我們必須好好珍惜自己的眼睛！
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