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一篇文章帶你全麵了解眼動儀及其應用
更新時間:2023-02-03   點擊次數:1953次

眼動追蹤是一種記錄你正在看什麽(me) 的技術。簡單來說,它記錄被試是否看過某個(ge) 給定的對象。通過更複雜的分析,它可以提供有關(guan) 被試的精神狀態和他們(men) 正在執行的任務的相關(guan) 信息。

當你閱讀一頁文字時,你不會(hui) 同時看到所有的單詞,隻會(hui) 看到當時正在閱讀的單詞。當你的眼睛從(cong) 一個(ge) 詞跳到另一個(ge) 詞時,你的大腦就會(hui) 建立起整個(ge) 場景的畫麵,一旦我們(men) 注意特定的區域,它就會(hui) 迅速聚焦。該焦點區域對應於(yu) 眼睛視網膜上的一個(ge) 小點,稱為(wei) 中央凹,眼動追蹤設備使用它來確定你正在看著什麽(me) 。我們(men) 停下來注意一個(ge) 詞的地方稱為(wei) 注視,而我們(men) 跳過的地方稱為(wei) 掃視。在掃視期間,沒有視覺信息傳(chuan) 輸到大腦。注視和掃視不僅(jin) 發生在閱讀過程中,它們(men) 一直在發生。

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兩(liang) 種眼動儀(yi)

基本上有兩(liang) 種

眼動儀(yi) :頭戴式和桌麵式。桌麵式眼動儀(yi) 通常安裝在計算機顯示器下方,以便係統可以計算出您在屏幕上看的位置。眼動儀(yi) 也可以放置在場景中的多個(ge) 攝像頭的位置進行捕捉計算,例如當研究人員對坐在汽車模擬器中的3D場景感興(xing) 趣時,通常會(hui) 使用多個(ge) 眼動追蹤相機。


如今,頭戴式眼動儀(yi) 通常采用眼動追蹤眼鏡的形式。在這種情況下,拍攝對象所看到的場景並不像相機是固定的,而是四處移動的。因此,眼動追蹤眼鏡會(hui) 記錄眼鏡前方場景的視頻,並將其與(yu) 被試的注視點結合起來。

為(wei) 了知道被試正在看的是什麽(me) ,研究人員通常必須手動標記視頻,每秒看25或30次新圖像是巨大的工作量。正在開發使用的計算機視覺和機器學習(xi) 已經可以實現自動化的新技術。

還有第三種技術,它使用附著在眼睛旁邊皮膚上的電極(眼電圖,EOG)來進行記錄。由於(yu) 它更具有侵入性,如今使用的較少。它的優(you) 點是可以測量眼瞼閉合時的眼球運動,例如檢測睡眠的REM階段。



可以在哪方麵使用眼動追蹤呢?
閱讀研究

眼動追蹤已被廣泛用於(yu) 研究閱讀。如果有人在他們(men) 正在閱讀的單詞上徘徊,很可能他們(men) 不得不更多地考慮它。這可以用來解開很多問題的答案。例如在雙語研究中,研究人員想知道兩(liang) 種語言的詞匯是否分別存儲(chu) 在大腦中。通常雙語者閱讀不那麽(me) 占主導地位的第二語言的閱讀速度會(hui) 稍慢。然而,對於(yu) 同源詞(兩(liang) 種語言中相似的詞),情況就不那麽(me) 如此了——證明存在“跨語言重疊"。



閱讀障礙

使用傳(chuan) 統方法很難診斷閱讀障礙,確診準確率通常為(wei) 70-80%,通過重複測試可提高到90%。如果使用眼動追蹤,在一次快速測試後就可以講確診準確率增加到95%。一般來說,有閱讀障礙的兒(er) 童注視單個(ge) 單詞的時間更長,掃視更短,這表明需要更大的腦力來理解單個(ge) 單詞。



人為(wei) 因素研究

眼動追蹤在人為(wei) 因素研究中也被大量使用,用於(yu) 研究人們(men) 駕駛汽車、駕駛飛機等行為(wei) 。在該領域工作的認知心理學家通常對車輛和其他機械操作員的心理負荷感興(xing) 趣。如果任務要求太高則可能會(hui) 犯錯誤,並可能導致事故。但如果任務太過容易,那麽(me) 工作就會(hui) 很無聊,也會(hui) 導致錯誤。在這些研究中,研究人員不僅(jin) 關(guan) 注注視和掃視,還關(guan) 注眼動儀(yi) 獲取的其他數據。

例如,有大量證據表明,腦力負荷越大,眨眼頻率越高,瞳孔直徑變化速度也越快。停留時間與(yu) 注視持續時間密切相關(guan) ,因為(wei) 它衡量的是某人注視特定相關(guan) 區域(例如儀(yi) 表盤)的時間。 腦力負荷越大,人們(men) 需要查看儀(yi) 器以從(cong) 中提取必要信息的時間就越長,查看不同儀(yi) 器(以及其他事物,如窗外)的模式也會(hui) 發生變化。

視覺隧道也是一種現象:在高腦力工作量的情況下,注意力會(hui) 變窄。例如,如果您正在開車打電話,即使是在免提狀態下,您對路上發生的事情的注意力也會(hui) 減少。

一些眼動儀(yi) 可以測量的另一個(ge) 參數是眼瞼閉合的程度。眼瞼閉合 80% 的時間百分比可用作疲勞指標。這種應用程序有可能在實際汽車中用於(yu) 檢測駕駛員的睡意或疲勞程度等研究。




幫助設計

駕駛員或操作員的目光所及之處也向汽車、駕駛艙等的設計師提供了啟示。例如,如果你問他們(men) 是否看過一個(ge) 特定的指示盤,那麽(me) 你會(hui) 得到一個(ge) 不可靠的答案,因為(wei) 很多監控動作是在我們(men) 沒有意識到它們(men) 的情況下自動執行的,但是眼動追蹤可以給出更可靠的數據。可以將操作員的實際掃視路徑與(yu) 設計者的想法進行比較,這可以與(yu) 操作員的培訓方式相結合。

眼動追蹤不僅(jin) 用於(yu) 設計複雜的駕駛艙設置,它還可以用於(yu) 設計從(cong) 網站到廣告到電腦遊戲等各種其他產(chan) 品中,以及了解消費者如何使用這些產(chan) 品和體(ti) 驗產(chan) 品。例如最近的一項研究使用眼動追蹤和其他技術來幫助理解為(wei) 什麽(me) Facebook如此吸引人。

設計師通常使用熱圖來可視化受試者查看各種元素的時間,以便計算出他們(men) 獲得了多少關(guan) 注。這通常是通過比較兩(liang) 種不同的設計來完成的,例如在網頁上以不同的方式放置橫幅,或者用於(yu) 改進超市貨架的布局設計。

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溝通

另一個(ge) 使用眼動追蹤的重要研究領域是人類交流。當您與(yu) 某人交談時,自然會(hui) 注視他們(men) 的眼睛。但是如果這種情況比正常情況更頻繁,則可能給人以恐嚇的印象,如果頻率較低,則可能是自閉症 (ASD) 的征兆。指示性的數據不僅(jin) 是頻率,還有同步性。與(yu) 人為(wei) 因素研究中使用的措施不同,我們(men) 在交流過程中進行眼神交流的方式在很大程度上受到我們(men) 文化的影響,並且在不同社會(hui) 中有所不同。

Noldus 開發了原型軟件甚至可以使用普通相機進行這些測量。眼動儀(yi) 還可用於(yu) 與(yu) 無法說話的患者進行交流。病人看著一個(ge) 特殊的鍵盤,然後計算機使用文本轉語音的軟件幫助他們(men) 說話。



眼動追蹤不能做什麽(me)

同樣重要的是要記住,與(yu) 所有測量技術一樣,眼動追蹤也有其局限性。它可以測量眼睛聚焦的位置,但無法測量周邊視覺。


在駕駛等許多任務中,我們(men) 利用餘(yu) 光可以看到移動的物體(ti) ,而不需要專(zhuan) 注於(yu) 物體(ti) 來知道避免撞到它。例如,一項研究表明,如果在飛行員的周邊視野中展示空速信息,他們(men) 其實是會(hui) 接收到這些信息的。這對設計等其他研究也有影響,僅(jin) 僅(jin) 因為(wei) 使用您網站的人沒有直接關(guan) 注商標並不意味著他們(men) 沒有注意到它。


一些眼動追蹤措施也受到其他因素的影響

。較明顯的是瞳孔直徑(以及較小程度上的眨眼率)會(hui) 隨著光照水平的變化而變化。這在像駕駛模擬器一樣一切都在控製之下的情況下十分理想,但在真正的汽車中,燈光一直在變化。 壓力水平也會(hui) 幹擾用於(yu) 測量腦力工作量的參數,因此很難區分兩(liang) 者。


眼動追蹤新技術

眼動追蹤技術已經存在了100多年,但仍在不斷發展。硬件越來越好,更緊湊、更便宜、更易於(yu) 使用。眼動追蹤數據可以與(yu) 其他數據相結合,例如與(yu) 被試的情緒相結合來提供更深入的見解;或與(yu) 腦電圖相結合以查看被者是否隻是在看某物還是他們(men) 通過認知處理了視覺信息。


諾達思正在參與(yu) 一些研究項目以在該領域進行創新。很快就可以

使用普通網絡攝像頭進行基本的眼動追蹤。未來對疲勞和精神負荷等精神狀態的測量也會(hui) 更好。諾達思還能夠為(wei) 其客戶提供專(zhuan) 業(ye) 建議,為(wei) 他們(men) 提供滿足其需求的最佳眼動追蹤解決(jue) 方案







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