視覺感知_眼動追蹤實驗

1、眼動追蹤實驗提綱1. 眼動儀原理2. 眼動應用案例3. 眼動追蹤研究4. 眼動數(shù)據(jù)分析與操作提綱1. 眼動儀原理2. 眼動應用案例3. 眼動追蹤研究4. 眼動數(shù)據(jù)分析與操作眼動儀有什么用處？ 來自外界的信息大約有8090%是通過眼睛獲取的，可以說眼睛是人心靈的窗口，通過這個窗口我們可以探究人的許多心理活動規(guī)律。另外，眼動是具有一定規(guī)律性，而這些規(guī)律性揭示了認知加工的心理機制。 因此，眼動儀能用于以下領域： 應用心理學、發(fā)展心理學、教育心理學、實驗心理學、認知心理學、工程心理學、傳媒心理學、工業(yè)設計、網(wǎng)絡教育效果評估、網(wǎng)站可用行、廣告評估、孤獨癥、自閉癥等等。 ASL公司簡介： 世界上最知名的眼

2、動儀研發(fā)廠商，三十多年的研發(fā)經(jīng)驗，世界上第一臺頭戴式眼動儀、eye/head integration頭/眼運動綜合技術、無視差光學組件以及其他很多先進技術和設備就是由其研制的。瀚翔生物醫(yī)療電子有限公司l 公司成立于1997年，總部位于深圳，在北京設有分公司，上海、成都設有辦事處，在美國設有財務結算和銷售支持公司-美國東明公司(Eastern Light,Inc)。l 在中國的醫(yī)療設備、體育設備、教育設備的專業(yè)市場上充當非常重要的角色。獨家在中國代理許多世界上非常著名公司的專業(yè)產(chǎn)品，如美國CADWELL公司、德國 h/p/cosmos公司、德國Brain Products公司等我們也是ASL公司

3、大中華區(qū)總代理，我們的許多用戶處于他們領域最領先的地位。 l 在提供先進設備的同時，提供及時和周到的技術服務。每年我們協(xié)助各領域、學科的用戶和廠家在中國進行大量的學術交流和產(chǎn)品展示，使我們的每一個用戶能夠接觸目前世界最新的學術成果和產(chǎn)品，同時我們協(xié)助許多用戶完成或正在進行世界尖端的課題的攻關，我們正在努力使自己成為我們用戶最得力的助手。 專業(yè)體育科研設備、教育科研設備、醫(yī)療設備供應服務商l頭戴式眼動系統(tǒng) l遙測式眼動系統(tǒng) l便攜式單目眼動系統(tǒng) l下頜固定式眼動系統(tǒng) l頭部跟蹤系統(tǒng) 目錄目錄頭戴式眼動系統(tǒng)（H6） ASL的H6型是一個完善的眼動系統(tǒng)，按速度分，可分為標準型眼動與高速眼動，再與單雙

4、目搭配，形成單目標準型、單目高速型與雙目高速型眼動系統(tǒng)，標準型眼動的采樣率只能為50Hz/60Hz，高速型眼動的采樣率可以有120Hz、240Hz、360Hz三個速度選擇。它們的控制單元結構緊湊，光學系統(tǒng)輕便并裝在一個可調節(jié)的頭箍上。場景由一個安裝在頭箍上或一個固定三角架上的彩色攝像頭提供，還可以不使用場景攝像頭而直接通過電腦屏幕顯示的內容作為場景，利用ASL的同步功能達到場景與數(shù)據(jù)記錄的同步。 ASL還可以將微型眼動光學模塊集成到虛擬現(xiàn)實（VR）頭戴式顯示器（HMD）里面，這些光學模塊同樣能完成像H6出色的表現(xiàn)。集成光學模塊是虛擬現(xiàn)實頭盔最理想的應用產(chǎn)品，它可以輕易的裝進任何合適的設備里，在

5、這里直接使用電腦作為刺激設備，不再使用場景攝像頭。VR Goggles頭戴式顯示器可向HMD廠家購買或顧客自己準備（由ASL指導安裝）。頭戴式眼動系統(tǒng)各型號參數(shù)型號型號H6單目標準單目標準H6-HS單目高速單目高速H6-BN-HS雙目高速雙目高速VR6/VR6-HS頭盔內嵌式頭盔內嵌式測量模式測量模式瞳孔瞳孔-角膜反射角膜反射瞳孔瞳孔-角膜反射角膜反射瞳孔瞳孔-角膜反射角膜反射瞳孔瞳孔-角膜反射角膜反射采樣率（無分采樣率（無分辨率損失）辨率損失）50/60Hz120Hz/240Hz/360Hz120Hz/240Hz/360Hz50Hz或或60Hz/120H/240Hz系統(tǒng)精確度系統(tǒng)精確度0.5

6、度視角范圍度視角范圍0.5度視角范圍度視角范圍0.5度視角范圍度視角范圍0.5度視角范圍度視角范圍分辨率分辨率0.1度視角度視角0.1度視角度視角0.1度視角度視角0.1度視角度視角眼動捕捉范圍眼動捕捉范圍水平水平45度，垂直度，垂直35度度水平水平45度，垂直度，垂直35度度水平水平45度，垂直度，垂直35度度水平水平45度，垂直度，垂直35度度頭部運動頭部運動無限制（場景攝像機提供場無限制（場景攝像機提供場景）景）無限制（場景攝像機提無限制（場景攝像機提供場景）供場景）無限制（場景攝像機提供場無限制（場景攝像機提供場景）景）無限制無限制控制單元控制單元6000系列系列6000系列系列2個個

7、6000系列系列6000系列系列場景攝像頭場景攝像頭彩色彩色彩色彩色彩色彩色彩色彩色監(jiān)視器監(jiān)視器2個（彩色液晶）個（彩色液晶）2個（彩色液晶）個（彩色液晶）3個（彩色液晶）個（彩色液晶）2個（彩色液晶）個（彩色液晶）操作軟件操作軟件Eye-TracEye-TracEye-TracEye-Trac數(shù)據(jù)分析軟件數(shù)據(jù)分析軟件EYENAL、FixPlotEYENAL、FixPlotEYENAL、FixPlotEYENAL、FixPlot遙測眼動系統(tǒng) D6是ASL最新、完善的遠程眼動系統(tǒng)，系統(tǒng)的光學模塊固定在桌上，被試者不用戴任何東西，只需坐在鏡頭前一米左右處，觀看放在鏡頭上方的視頻監(jiān)視器所播放的畫面。

8、該系統(tǒng)鏡頭可以快速、準確地跟蹤被試者的眼睛，并記錄下眼球運動軌跡。由于不用戴頭箍，可以允許頭部在大約1平方英尺的范圍內運動，因此適用于閱讀分析、網(wǎng)頁設計等，尤其適用于兒童。它用于所提供的刺激物限于單一平面（如計算機或視頻監(jiān)視器），且被試不希望用頭戴式光學系統(tǒng)的場合。 遙測式眼動系統(tǒng)l遙測眼動系統(tǒng)（D6/D6-HS）l遙測高速固定式眼動系統(tǒng)（R-HS-S6）l遠程（核磁兼容）眼動系統(tǒng)(L6/L6-HS)D6/D6-HSR-HS-S6L6/L6-HS型號型號D6/D6-HSD6/D6-HS遙測眼動系統(tǒng)遙測眼動系統(tǒng)L6/L6-HS L6/L6-HS 遠程（核磁兼容）眼動系遠程（核磁兼容）眼動系統(tǒng)統(tǒng)R

9、-HS-S6R-HS-S6遙測高速固定眼動系統(tǒng)遙測高速固定眼動系統(tǒng)測量模式測量模式瞳孔瞳孔- -角膜反射角膜反射瞳孔瞳孔- -角膜反射角膜反射瞳孔瞳孔- -角膜反射角膜反射采樣率（無分辨采樣率（無分辨率損失）率損失）5050或或60Hz60Hz（標準）（標準）120/240/360 Hz120/240/360 Hz（高速）（高速）5050或或6060（標準）（標準）120/240 Hz120/240 Hz（高速）（高速）5050或或60Hz60Hz（標準）（標準）120/240/360 Hz120/240/360 Hz（高速）（高速）系統(tǒng)精確度系統(tǒng)精確度0.50.5度視角范圍度視角范圍0.50

10、.5度視角范圍度視角范圍0.50.5度視角范圍度視角范圍分辨率分辨率0.250.25度視角度視角0.250.25度視角度視角0.250.25度視角度視角光學系統(tǒng)距眼睛光學系統(tǒng)距眼睛最小最小/ /最大距離最大距離 20/4020/40英寸英寸NA/16NA/16英寸英寸NA/40NA/40英寸英寸眼動捕捉范圍眼動捕捉范圍水平水平5050度，垂直度，垂直4040度度水平水平5050度，垂直度，垂直4040度度水平水平4545度，垂直度，垂直3535度度控制單元控制單元60006000系列系列60006000系列系列60006000系列系列光學系統(tǒng)光學系統(tǒng)遙測單目遙測單目長距單目長距單目遙測單目遙測

11、單目場景攝像頭場景攝像頭無無中轉鏡中轉鏡遙測彩色或掃描轉換器遙測彩色或掃描轉換器監(jiān)視器監(jiān)視器2 2個（彩色液晶）個（彩色液晶）2 2個（彩色液晶）個（彩色液晶）3 3個（彩色液晶）個（彩色液晶）操作軟件操作軟件Eye-TracEye-TracEye-TracEye-TracEye-TracEye-Trac數(shù)據(jù)分析軟件數(shù)據(jù)分析軟件EYENALEYENAL、FixPlotFixPlotEYENALEYENAL、FixPlotFixPlotEYENALEYENAL、FixPlotFixPlot遙測式眼動系統(tǒng)各型號參數(shù)便攜式單目眼動系統(tǒng) 特點：u世界上最輕的重量世界上最輕的重量：頭箍及攝像頭加在一起也

12、僅有76克，被試者可以很容易地戴上它。該眼動光學系統(tǒng)絕對輕便且對人的活動沒任何影響，記錄設備也小得足以戴在綁帶上。u無分辨率損失無分辨率損失：活動的眼睛圖像和場景圖像交替存儲在一個數(shù)碼錄像機（DVCR）的錄像帶上，這樣可以保證無分辨率損失。u錄像帶長75分鐘，電池供電，電池充足時可工作130分鐘。u實時跟蹤實時跟蹤：便攜式的數(shù)碼錄像機（DVCR）可以把場景圖像與眼動數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線直接傳輸?shù)诫娔X上，進行實驗室設置下的實時跟蹤。 技術參數(shù)：控制用計算機 Pentium 4， 1GB內存以上臺式或筆記本電腦 EyeVision軟件Internal framegrabberRMU 特制的DVCR頭戴光

13、學模塊采樣和輸出比率：25Hz/30Hz測量原理：瞳孔角膜反射戶外增強模式系統(tǒng)準確性：0.5度視覺的角度分辨率：0.10度視覺的角度頭部移動：不受限制視覺范圍：水平50度，垂直40度重量：76g(包括鏡片、光學模塊、單色眼鏡和場景照相機)下頜固定式眼動系統(tǒng)l 高速下頜固定式眼動系統(tǒng)（C6-HS）l 簡易型下頜固定式眼動跟蹤系統(tǒng)（EyeStart）C6-HSEyeStartC6-HSC6-HSEyeStartEyeStart下頜固定光學系下頜固定光學系統(tǒng)統(tǒng)采樣和輸出頻率：采樣和輸出頻率：60/120/240Hz60/120/240Hz或或120/240/360Hz120/240/360Hz（可調

14、）（可調）采樣和輸出速率：50/60Hz、亮瞳孔技術、沒有反射鏡，直接拍攝眼睛測量原理：瞳孔測量原理：瞳孔- -角膜反射角膜反射系統(tǒng)精確度：系統(tǒng)精確度：0.50.5度視角度視角分辨率：分辨率：0.10.1度視角度視角頭部運動：固定頭部運動：固定視覺范圍：水平視覺范圍：水平5050度，垂直度，垂直4040度度包括的設備包括的設備60006000系列控制單元系列控制單元EyeStartEyeStart控制單元、控制單元、50/60Hz50/60Hz下頜固定光學系統(tǒng)、下頜固定光學系統(tǒng)、掃描轉換器、電線、掃描轉換器、電線、2 2個監(jiān)視器、個監(jiān)視器、EyeStartEyeStart接口接口程序、程序、E

15、YENALEYENAL和和FIXPLOTFIXPLOT軟件，軟件，SDKSDK開發(fā)包開發(fā)包下頜支架下頜支架下頜固定光學系統(tǒng)下頜固定光學系統(tǒng)2 2個個7 7英寸液晶顯示監(jiān)視器英寸液晶顯示監(jiān)視器Eye-TracEye-Trac操作軟件操作軟件EYENALEYENAL數(shù)據(jù)分析軟件數(shù)據(jù)分析軟件技術參數(shù)頭部跟蹤系統(tǒng)在對眼動跟蹤進行測試的時候，如果添加一個頭部跟蹤系統(tǒng)，會使眼動跟蹤儀器的功能大大地增強，使您在研究及訓練中取得更出色的結果。頭部跟蹤系統(tǒng)可以跟蹤頭部位置，使受試者在頭部運動時仍然知道在注視哪一點。在頭眼運動整合過程中ASL6000系統(tǒng)能夠同時對20個平面上（如監(jiān)視器熒屏、黑板、墻面等）的注視點

16、進行跟蹤，從而達到在3維空間中顯示注視點的效果。使用頭部跟蹤的好處：l 在真實3維環(huán)境中計算凝視變；l 使用多個平面計算凝視點；l 使用一個激光定位裝置使平面更容易定義（3點定義一個平面）；l 大多數(shù)系統(tǒng)只能將凝視點光標指針疊加到頭部固定場景攝像頭拍攝的場景上，而使用頭部跟蹤可以通過一個穩(wěn)定場景攝像頭將凝視點光標指針準確的疊加在場景上。這樣可以比頭部固定攝像頭取得更好的圖像、不用戴在頭上（以便于為受試者提供更大的自由度以及頭戴其他設備的可能性）、安裝以及調試都很簡單；l 系統(tǒng)可以長期保持準確性，不需要進行頻繁的定標提綱1. 眼動儀原理2. 眼動應用案例3. 眼動追蹤研究4. 眼動數(shù)據(jù)分析與操作

17、眼動模式與信息加工機制 注視時間表示對特定對象的加工時間 注視次數(shù)反映個體對特定對象加工的熟練程度或加工深度，次數(shù)越多可能反應認知任務越困難，或加工程度越深 掃描軌跡反應個體認知加工順序和歷程Prada: 呈現(xiàn)呈現(xiàn)5s，100 sample22完全隨機設計提綱1. 眼動儀原理2. 眼動應用案例3. 眼動追蹤研究4. 眼動數(shù)據(jù)分析與操作眼動數(shù)據(jù)分析和應用 什么是眼動分析 眼動分析法就是通過記錄和分析人的眼動數(shù)據(jù)來推斷其心理過程的方法。 眼動數(shù)據(jù)分析和應用 常用的眼動指標A興趣區(qū)興趣區(qū)(area of interest, AOI): 興趣區(qū)是指研究者感興趣的區(qū)域興趣區(qū)是指研究者感興趣的區(qū)域眼動數(shù)據(jù)

18、分析和應用B注視（注視（fixation）：注視是指將眼睛的中央注視是指將眼睛的中央窩對準某一物體的過程。窩對準某一物體的過程。C首次注視時間（首次注視時間（first fixation duration）：落在興趣區(qū)的第一個注視點的持續(xù)時間眼動數(shù)據(jù)分析和應用D第一遍加工時間（第一遍加工時間（first pass time）：從注視點第一次落入興趣區(qū)開始，到離開該區(qū)域為止這段時間內，被試對該區(qū)域的注視時間的總和。E總注視時間（總注視時間（total time）：落入興趣區(qū)內所有注視點的持續(xù)時間的總和。F平均注視時間（平均注視時間（average fixation duration）：總注視時間

19、除以總注視點個數(shù)。G注視軌跡注視軌跡(fixation tracker) ：用線將所有注釋點的位置連接起來。眼動數(shù)據(jù)分析和應用H回視次數(shù)（回視次數(shù)（ refixation times）：再次落入興趣去內的次數(shù)總和。I眼跳距離（眼跳距離（jump distance）：前一個注釋點與下一個注釋點的距離。J眼跳時間（眼跳時間（jump time）：前一個注釋點結束到后一個注釋點開始的時間間隔。K眼跳速度（眼跳速度（jump speed） ：眼跳距離除以眼跳時間。L瞳孔直徑（瞳孔直徑（pupil diameter）：表示愛、喜歡或興奮，瞳孔就會放大，表示消極、戒備與憤怒，瞳孔就會縮小 眼動數(shù)據(jù)分析和應

20、用 針對閱讀領域的分析 在文字閱讀中。由于文字常常是分行排列的，一般有著從左向右、從上到下的閱讀習慣，在眼動上也會表現(xiàn)也如下特點：眼動的形式從總體上是從左向右、從上到下的；重點的地方會注視較多；與全文內容不符的地方會注視較多；如果后面的內容與前面的內容聯(lián)系時會有回視。眼動數(shù)據(jù)分析和應用 針對圖片領域的分析 在圖片觀看中。由于圖片不像文字一樣有著特定的閱讀習慣，所以沒有固定的眼動軌跡，但是也有一些共同的特點：如顏色鮮艷的會較早地較多地被注視、被試關注的會較多注視，被試的經(jīng)驗會影響到注視。 眼動數(shù)據(jù)分析和應用 針對真實場景領域的分析 在觀察真實場景時，不象文字和圖片具有相對于人眼不動的特性。所以無

21、法畫出注釋軌跡。眼動數(shù)據(jù)分析和應用圖片和文字分析實例（下圖是用ASL Eyenal和Fixplot）分析的眼動數(shù)據(jù)分析和應用 真實場景分析實例分析方法：.GazeTracker軟件.繪聲繪影軟件眼動數(shù)據(jù)分析和應用 眼動儀的應用運動分析：如球類、射擊、技擊等項目運動員注視分 析。人機工程：如汽車和飛行器駕駛等。界面設計：如網(wǎng)頁設計、櫥窗設計等。其他應用心理學研究虛擬現(xiàn)實ASL眼動產(chǎn)品的分類和選擇 按被視物體相對頭是否動分為: 靜態(tài)分析產(chǎn)品(觀察視頻、文字、圖片和靜態(tài)真實場景) 動態(tài)分析產(chǎn)品(動態(tài)真實場景)注：動態(tài)和靜態(tài)是相對與人眼而言的。 視頻歸為靜態(tài)是因為顯示器平面相對于人眼不動n按儀器使用環(huán)

22、境分為:室內使用室外使用核磁兼容虛擬現(xiàn)實ASL眼動產(chǎn)品的分類和選擇 靜態(tài)分析產(chǎn)品(觀察視頻、文字和圖片) ASL D6（僅觀察視頻、文字、圖片）（僅觀察視頻、文字、圖片） ASL H6加頭動跟蹤裝置和穩(wěn)定場景視頻加頭動跟蹤裝置和穩(wěn)定場景視頻 （可以觀察視頻、文字、圖片、和靜態(tài)真實場景）（可以觀察視頻、文字、圖片、和靜態(tài)真實場景）ASL眼動產(chǎn)品的分類和選擇ASL D6 （僅觀察視頻、文字、圖片）（僅觀察視頻、文字、圖片）ASL眼動產(chǎn)品的分類和選擇ASL H6加頭動跟蹤裝置和穩(wěn)定場景視頻加頭動跟蹤裝置和穩(wěn)定場景視頻 (下圖頭動為磁跟蹤下圖頭動為磁跟蹤) （可以觀察視頻、文字、圖片、和靜態(tài)真實場景）

23、（可以觀察視頻、文字、圖片、和靜態(tài)真實場景）ASL眼動產(chǎn)品的分類和選擇ASL頭動跟蹤裝置頭動跟蹤裝置(可以抵消受實者頭動對數(shù)據(jù)精度的影響可以抵消受實者頭動對數(shù)據(jù)精度的影響)Ascension Flock Of Birds (Magnetic)Ascension Laser Bird (Optical)Polhemus Fast Track (Magnetic)Intersense IS900 (Accoustic Inertial)NDI OptoTrack (Optical)ASL允許對最多20個平面進行頭動跟蹤（例如顯示器屏幕、鍵盤等）注:對頭動跟蹤裝置的選擇要根據(jù)實驗室環(huán)境ASL眼動產(chǎn)品

24、的分類和選擇ASL穩(wěn)定場景視頻穩(wěn)定場景視頻 在配上頭動跟蹤裝置后,再加上穩(wěn)定場景視頻。受試者就可以觀察真實場景中的靜態(tài)物體，同樣可以畫出注釋軌跡。使用分析靜態(tài)圖片和文字的分析軟件進行分析。Eyenal和Fixplot。ASL眼動產(chǎn)品的分類和選擇 動態(tài)分析產(chǎn)品(動態(tài)真實場景) ASL Mobile Eye（僅觀察動態(tài)真實場景）（僅觀察動態(tài)真實場景） ASL H6(僅觀察動態(tài)真實場景）僅觀察動態(tài)真實場景）ASL眼動產(chǎn)品的分類和選擇 室內使用產(chǎn)品D6、H6、Mobile Eye等n室外使用產(chǎn)品Mobile Eye（具有三個角膜反射點）n核磁兼容產(chǎn)品L6n虛擬現(xiàn)實下使用產(chǎn)品VR GogglesASL眼

25、動控制單元ASL除Mobile Eye外所有產(chǎn)品都有一個相同的控制單元您可以購買一個控制單元多個瞳孔攝像頭來構建一個整合系統(tǒng)，例如H6和D6整合。 ASL眼動接口n ASL的SDK是開放的，而且具有遠程控制Xdat端口,很方面的實驗與E-Prime、presentation、腦電等同步。nASL控制單元有serial out端口，可以實時將眼動記錄的數(shù)據(jù)輸出。通過這個端口我們可以寫眼動反應程序，例如視頻鍵盤。頭戴式系統(tǒng)H6單目標準H6單目高速H6雙目高速VR頭盔內嵌式型號H6H6-HS H6-BN-HSVR6/VR6-HS測量模式瞳孔-角膜反射瞳孔-角膜反射瞳孔-角膜反射瞳孔-角膜反射光學系統(tǒng)

26、采樣率（無分辨率損失）50/60Hz120Hz/240Hz/360Hz120Hz/240Hz/360Hz50Hz/60Hz或120H/240Hz系統(tǒng)精確度0.5度視角范圍0.5度視角范圍0.5度視角范圍0.5度視角范圍分辨率0.1度視角0.1度視角0.1度視角0.1度視角眼動捕捉范圍水平45度，垂直35度水平45度，垂直35度水平45度，垂直35度水平方向45度，垂直方向35度頭部運動無限制（場景攝像機提供場景）無限制（場景攝像機提供場景）無限制（場景攝像機提供場景）無限制組件包括控制單元6000系列6000系列2個6000系列6000系列頭戴式光學系統(tǒng)單目單目雙目VR頭盔頭戴式攝像頭彩色彩色彩色監(jiān)視器2個（彩色液晶