眼動儀EyeLink-II

1、 EyeLink II EyeLink II 高速眼動追蹤高速眼動追蹤系統(tǒng)及操作簡介系統(tǒng)及操作簡介 Outlines：一、眼動實驗室建設簡介： 1.產(chǎn)品簡介 2.實驗室裝配二、EyeLink II 系統(tǒng)簡介： 1.系統(tǒng)配置和要求 2.系統(tǒng)特點和概覽 3.眼動追蹤原理簡介三、EyeLink II 操作簡介： 1.實驗準備工作 2.系統(tǒng)設置 3.軟件介紹 4.分析流程四、眼動儀應用（眼動研究）簡介： 1.EyeLink的可應用領域 2.典型研究簡介一、西南師大眼動實驗室簡介1 “行動計劃”資金，整個實驗室耗資50萬RMB。其中，EyeLink II型眼動儀價值4萬美金。我系是內(nèi)地第四家購買此設備的

2、高校（北師大、首師、浙大，CUHK）；第一家從國內(nèi)直接向外商購買的。 加拿大多倫多大學的Reingold & Stamp發(fā)明， SR Research Ltd.制造，最初由德國SCL公 司代理，目前已售出200臺。第二代比第一 代速度更快。公司網(wǎng)址： 2 眼動實驗室于2001年底建成，耗資十余萬（見照片1）。實驗室采用隔音隔光設計，被試在實驗時，與外界有三層隔離。最近的是一層玻璃墻，主試可以透過墻體觀察被試。室內(nèi)配有分體式空調(diào)，環(huán)境舒適。 還裝配有攝像、錄音、投影、打印等設備，可以進行動景眼動研究。二、EyeLink II 系統(tǒng)簡介1 系統(tǒng)配置和要求：系統(tǒng)配置和要求： Host PC：

3、900 MHz 以上以上CPU；40-80 GB 硬盤硬盤 ；操作系；操作系統(tǒng)統(tǒng):Win98SE/Win2000 ；顯卡，；顯卡，1024x768以上分辨率，以上分辨率，256色色；512MB內(nèi)存內(nèi)存 ；反應板；反應板 （IBM6792-17C，1。6G） Subject PC：最快的：最快的CPU以保證信息遲滯以保證信息遲滯( 1 GHz ) ；512 MB內(nèi)存，內(nèi)存，以儲存位圖以儲存位圖 ；操作系統(tǒng)：；操作系統(tǒng)：Win2000/Win XP ；60 GB硬盤硬盤 ；高速；高速顯卡，至少顯卡，至少32 MB顯存，驅動程序支持高刷新率和顯存，驅動程序支持高刷新率和DirectX 8.；一一個個

4、19顯示器，支持高掃描頻率（垂直顯示器，支持高掃描頻率（垂直150 Hz，水平水平93 KHz）。）。 二、EyeLink II 系統(tǒng)簡介2 EyeLink II 的主要特點：的主要特點： 高速記錄雙眼位置，數(shù)據(jù)采集率高達500Hz。 優(yōu)越的空間解析度（0.005）,低噪音（0.01 RMS）。 準確度，平均注視位置誤差 0.5。 頭部自由沒有扣合帶、顎托或其他固定裝置。 兩種工作方式瞳孔或瞳孔-角膜記錄。 頭盔裝置案工效學原理設計，輕便耐用。 和大多數(shù)眼睛或隱形眼鏡兼容。 易于設置、校正和確認。 實時操作反饋。 在線數(shù)據(jù)分析，可分辨眼跳、注視、回掃等眼動模式。 強勁的應用程序界面（API）。

5、 與EyeLink其他應用軟件兼容。EyeLink II 系統(tǒng)概覽眼動追蹤原理 人們一直認為基于視頻的眼動追蹤系統(tǒng)最容易裝配和操作。但是，這種系統(tǒng)的欠缺之處在于數(shù)據(jù)采集率太低，空間分辨率不高，噪音高且容易造成數(shù)據(jù)缺失。EyeLink公司使用定制的高速相機和高敏度圖像處理技術研制的系統(tǒng)改變了這種現(xiàn)狀。第二代EyeLink系統(tǒng)擁有優(yōu)異的解析度（resolution噪音限度0.01和數(shù)據(jù)采集速度（每秒鐘500次取樣），據(jù)稱是同類產(chǎn)品中性能最優(yōu)異的。這種性能使得該系統(tǒng)的速度噪音非常低，是理想的眼跳分析（saccade analysis）和眼動追蹤工具。此外，實時的注視位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t（delay）只

6、有3毫秒，所以很適合注視跟隨（gaze-contingent）的顯示。 EyeLink II系統(tǒng)包括一個有皮質護墊的頭盔，頭盔上固定有三個微型攝像機。頭盔的重心較低，穩(wěn)定性好而旋轉慣性較小，使得整個系統(tǒng)輕巧便利，令被試在實驗中感覺舒適，不易疲勞。系統(tǒng)沒有使用鏡子，操作簡便。兩個分開的攝像機保證既可以進行雙眼追蹤，又能夠任意選擇被試的優(yōu)勢眼而不用像大多數(shù)頭盔式眼動儀那樣進行機械調(diào)整。每個攝像機都有嵌入式照明裝置，經(jīng)過數(shù)字校正可以滿足全視野的照明需求，同時，還可以對周圍環(huán)境的照明條件進行數(shù)字校正。這些保證了系統(tǒng)捕捉瞳孔的優(yōu)越能力。 頭盔上還整合了一個微型的光學頭部追蹤攝像機，這保證了被試在實驗中即

7、使有自然的小范圍頭部移動和說話也仍能保持對注視點的準確追蹤。這種光學鏡頭有極低的噪音水平，使得計算出的注視位置數(shù)據(jù)和真正的眼睛位置數(shù)據(jù)間只有微小誤差，從而保證這些數(shù)據(jù)可用來進行眼跳分析。相反，其他采用磁鏡頭頭部追蹤設備的頭盔式眼動儀的角度噪音太大，限制了其注視位置數(shù)據(jù)的應用。 EyeLink追蹤眼動的原理是首先利用頭鏡校正，保證面部與屏幕平行，從而視線與屏幕中央垂直。這時，屏幕四角的發(fā)射器成為視平面的原點。進一步經(jīng)過眼鏡校正，將視線和屏幕坐標一一對應起來即所看的坐標點就是記錄的坐標點。三、三、EyeLink II 操作簡介：操作簡介：EyeLink II 的圖形用戶界面（的圖形用戶界面（Gra

8、phic User Interface，GUI）該界面友好而直觀，用戶可以通過7個窗口對眼動儀進行獨立控制：鏡頭設置（Camera Setup）設置選項（Setup Options）校正窗口（Calibration Screen）確認窗口（Validation Screen）漂移修正窗口（Drift Correction Screen）輸出窗口（Output screen）數(shù)據(jù)記錄窗口（Data Recording Screen）1 實驗準備工作（實驗準備工作（Pre Ex） EL II 有一系列configuration files，通過對它們的設置可以控制眼動儀。以下將逐個分析。 在開始記

9、錄眼動之前，要正確地設置眼球和頭部鏡頭并對被試的視線和頭部位置進行校正和確認，確保瞳孔位置和屏幕位置一一對應。 設置和校正不恰當將直接影響數(shù)據(jù)的準確性。2 系統(tǒng)設置：安置頭盔（系統(tǒng)設置：安置頭盔（Headband）安置頭盔需要不斷練習才能又準又快。頭盔不能太緊，最好從后往前戴，現(xiàn)緊前螺栓，后緊頂螺栓，抵住耳朵。設置鏡頭時可以參照屏幕進行，要求前桿與面部平行，頭鏡位于額中，眼鏡不擋視線。2 系統(tǒng)設置：系統(tǒng)設置： 設置頭鏡（設置頭鏡（Head Camera）EyeLink正是利用屏幕四角固定的紅外線發(fā)射器作為坐標來保證視線和屏幕中央垂直。屏幕的刷新率為800600，因此，數(shù)據(jù)也以次坐標系標定視線位

10、置。為避免噪音，一般會盡量避免實驗環(huán)境中特別是被試后方的光源，眼鏡旁各附有兩個光源，可以滿足給眼睛供光的需求。2 系統(tǒng)設置：系統(tǒng)設置： 設置眼鏡（設置眼鏡（Eyes Camera） 一看距離，二看高度，三看偏斜，四看中心，五看焦距。2 系統(tǒng)設置：系統(tǒng)設置： 設置鏡頭感光度（設置鏡頭感光度（Thresholding the Cameras）實際上就是瞳孔的透光度，它可以自動或手動調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時只需按鍵盤上下箭頭鍵，非常方便。過低的閾限會造成陰影，而過高的閾限會增加噪音量。2 系統(tǒng)設置：鏡頭設置窗口系統(tǒng)設置：鏡頭設置窗口選項的設置可以通過主機或被試機鍵盤的功能鍵隨意操作，非常方便。比如，C表示校正，

11、V表示確認，D表示漂移校正，L、R分別選擇兩只眼睛，等等。2 系統(tǒng)設置系統(tǒng)設置： GUI 設置選項？設置選項？2 系統(tǒng)設置：系統(tǒng)設置： 設置鏡頭感光度（設置鏡頭感光度（Thresholding the Cameras）實際上就是瞳孔的透光度，它可以自動或手動調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時只需按鍵盤上下箭頭鍵，非常方便。過低的閾限會造成陰影，而過高的閾限會增加噪音量。2 系統(tǒng)設置：鏡頭設置窗口系統(tǒng)設置：鏡頭設置窗口選項的設置可以通過主機或被試機鍵盤的功能鍵隨意操作，非常方便。比如，C表示校正，V表示確認，D表示漂移校正，L、R分別選擇兩只眼睛，等等。2 系統(tǒng)設置系統(tǒng)設置： GUI 設置選項？設置選項？2 系統(tǒng)設置

12、：系統(tǒng)設置： Calibration Screen2 系統(tǒng)設置：系統(tǒng)設置： Validation Screen2 系統(tǒng)設置：系統(tǒng)設置： Drift Correction Screen2 系統(tǒng)設置：系統(tǒng)設置： Output Screen2 系統(tǒng)設置：系統(tǒng)設置： Data Recording Screen3 軟件介紹：軟件介紹： Windows SPC 軟件結構軟件結構3 軟件介紹軟件介紹： 程序導向的模板層級結構程序導向的模板層級結構 所有模板都基于“simple“。 每一模塊完成某個特殊功能。3 軟件介紹：軟件介紹： Programming Oriented Templates Simple:

13、 基礎的實驗模板，引導其他所有模板的結構。 Text: 引導位圖的使用。它顯示包括源代碼在內(nèi)的四個版面的文本。 Picture: 類似于Text，但只顯示兩張圖片(BMP files) ，從硬盤裝載。 Eyedata: 引導實時聯(lián)線數(shù)據(jù)的使用，顯示眼動位置指針的同時進行記錄，然后從試驗中回放數(shù)據(jù)。 Gcwindow: 運行一個快速注視跟隨窗口（gaze-contingent window），可以用圖片也可以用文本作為材料。 Control: 使用注視點數(shù)據(jù)對窗口中的特定項目進行選擇，可用來開發(fā)眼控計算機界面。 3 軟件介紹：模板主程序軟件介紹：模板主程序(win32_demo_main.c)

14、初始化（Initialization） 打開一個EDF文件 EyeLink 眼動儀設置 運行實驗 轉化EDF文件成為ASCII文件 結束分析 Win32_ simple_ trial.c 執(zhí)行Drift Correction（可省項） 開始記錄 設計顯示刺激(將自己的實驗代碼替換插入到模板中的該節(jié)) 記錄 報告實驗結果Source Files for ”Simple” w32_demo.h: Declarations to link together the template experiment files. w32_demo_main.c: WinMain() function, setu

15、p and shutdown link and graphics, open EDF file. w32_demo_window.c: Implements the full-screen window used for calibration, validation and presentation. w32_simple_trials.c: Runs a block of trials. Performs system setup at the start of each block, then runs the trials.Handles standard return codes f

16、rom trials to allow trial skip,repeat, and experiment abort. Can be modified for your experiments, by replacing the trial instance code. w32_simple_trial.c: Implements a trial with simple graphics. You should be able to use this by replacing the drawing code, etc. w32_text_support.c: Implements a simple interface for font creation and printing. This is a support module that you can link into your experiments.4 分析流程分析流程 瀏覽EDF文件:執(zhí)行EDFVIEW程序,該程序是一個標準的DOS程序，其記錄數(shù)據(jù)的上限是2分鐘；EDFVIEW