一篇文章帶你全面了解眼動儀及其應(yīng)用

眼動追蹤是一種記錄你正在看什么的技術(shù)。簡單來說，它記錄被試是否看過某個給定的對象。通過更復(fù)雜的分析，它可以提供有關(guān)被試的精神狀態(tài)和他們正在執(zhí)行的任務(wù)的相關(guān)信息。
當你閱讀一頁文字時，你不會同時看到所有的單詞，只會看到當時正在閱讀的單詞。當你的眼睛從一個詞跳到另一個詞時，你的大腦就會建立起整個場景的畫面，一旦我們注意特定的區(qū)域，它就會迅速聚焦。該焦點區(qū)域?qū)��?yīng)于眼睛視網(wǎng)膜上的一個小點，稱為中央凹，眼動追蹤設(shè)備使用它來確定你正在看著什么。我們停下來注意一個詞的地方稱為注視，而我們跳過的地方稱為掃視。在掃視期間，沒有視覺信息傳輸?shù)酱竽X。注視和掃視不僅發(fā)生在閱讀過程中，它們一直在發(fā)生。

兩種眼動儀
基本上有兩種眼動儀：頭戴式和桌面式。桌面式眼動儀通常安裝在計算機顯示器下方，以便系統(tǒng)可以計算出您在屏幕上看的位置。眼動儀也可以放置在場景中的多個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場景感興趣時，通常會使用多個眼動追蹤相機。
如今，頭戴式眼動儀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并不像相機是固定的，而是四處移動的。因此，眼動追蹤眼鏡會記錄眼鏡前方場景的視頻，并將其與被試的注視點結(jié)合起來。
為了知道被試正在看的是什么，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(fā)使用的計算機視覺和機器學(xué)習(xí)已經(jīng)可以實現(xiàn)自動化的新技術(shù)。
還有第三種技術(shù)，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。由于它更具有侵入性，如今使用的較少。它的優(yōu)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。

可以在哪方面使用眼動追蹤呢？
閱讀研究
眼動追蹤已被廣泛用于研究閱讀。如果有人在他們正在閱讀的單詞上徘徊，很可能他們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，研究人員想知道兩種語言的詞匯是否分別存儲在大腦中。通常雙語者閱讀不那么占主導(dǎo)地位的第二語言的閱讀速度會稍慢。然而，對于同源詞（兩種語言中相似的詞），情況就不那么如此了——證明存在“跨語言重疊”。

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

人為因素研究
眼動追蹤在人為因素研究中也被大量使用，用于研究人們駕駛汽車、駕駛飛機等行為。在該領(lǐng)域工作的認知心理學(xué)家通常對車輛和其他機械操作員的心理負荷感興趣。如果任務(wù)要求太高則可能會犯錯誤，并可能導(dǎo)致事故。但如果任務(wù)太過容易，那么工作就會很無聊，也會導(dǎo)致錯誤。在這些研究中，研究人員不僅關(guān)注注視和掃視，還關(guān)注眼動儀獲取的其他數(shù)據(jù)。
例如，有大量證據(jù)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。停留時間與注視持續(xù)時間密切相關(guān)，因為它衡量的是某人注視特定相關(guān)區(qū)域（例如儀表盤）的時間。 腦力負荷越大，人們需要查看儀器以從中提取必要信息的時間就越長，查看不同儀器（以及其他事物，如窗外）的模式也會發(fā)生變化。
視覺隧道也是一種眾所周知的現(xiàn)象：在高腦力工作量的情況下，注意力會變窄。例如，如果您正在開車打電話，即使是在免提狀態(tài)下，您對路上發(fā)生的事情的注意力也會減少。
一些眼動儀可以測量的另一個參數(shù)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(yīng)用程序有可能在實際汽車中用于檢測駕駛員的睡意或疲勞程度等研究。

幫助設(shè)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(shè)計師提供了啟示。例如，如果你問他們是否看過一個特定的指示盤，那么你會得到一個不可靠的答案，因為很多監(jiān)控動作是在我們沒有意識到它們的情況下自動執(zhí)行的，但是眼動追蹤可以給出更可靠的數(shù)據(jù)�？梢詫⒉僮鲉T的實際掃視路徑與設(shè)計者的想法進行比較，這可以與操作員的培訓(xùn)方式相結(jié)合。
眼動追蹤不僅用于設(shè)計復(fù)雜的駕駛艙設(shè)置，它還可以用于設(shè)計從網(wǎng)站到廣告到電腦游戲等各種其他產(chǎn)品中，以及了解消費者如何使用這些產(chǎn)品和體驗產(chǎn)品。例如最近的一項研究使用眼動追蹤和其他技術(shù)來幫助理解為什么Facebook如此吸引人。
設(shè)計師通常使用熱圖來可視化受試者查看各種元素的時間，以便計算出他們獲得了多少關(guān)注。這通常是通過比較兩種不同的設(shè)計來完成的，例如在網(wǎng)頁上以不同的方式放置橫幅，或者用于改進超市貨架的布局設(shè)計。

溝通
另一個使用眼動追蹤的重要研究領(lǐng)域是人類交流。當您與某人交談時，自然會注視他們的眼睛。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，則可能是自閉癥 (ASD) 的征兆。指示性的數(shù)據(jù)不僅是頻率，還有同步性。與人為因素研究中使用的措施不同，我們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文化的影響，并且在不同社會中有所不同。

Noldus 開發(fā)了原型軟件甚至可以使用普通相機進行這些測量。眼動儀還可用于與無法說話的患者進行交流。病人看著一個特殊的鍵盤，然后計算機使用文本轉(zhuǎn)語音的軟件幫助他們說話。

眼動追蹤不能做什么
同樣重要的是要記住，與所有測量技術(shù)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(wù)中，我們利用余光可以看到移動的物體，而不需要專注于物體來知道避免撞到它。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，他們其實是會完全接收到這些信息的。這對設(shè)計等其他研究也有影響，僅僅因為使用您網(wǎng)站的人沒有直接關(guān)注商標并不意味著他們沒有注意到它。
 
一些眼動追蹤措施也受到其他因素的影響。最明顯的是瞳孔直徑（以及較小程度上的眨眼率）會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制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。 壓力水平也會干擾用于測量腦力工作量的參數(shù)，因此很難區(qū)分兩者。

眼動追蹤新技術(shù)
眼動追蹤技術(shù)已經(jīng)存在了100多年，但仍在不斷發(fā)展。硬件越來越好，更緊湊、更便宜、更易于使用。眼動追蹤數(shù)據(jù)可以與其他數(shù)據(jù)相結(jié)合，例如與被試的情緒相結(jié)合來提供更深入的見解；或與腦電圖相結(jié)合以查看被者是否只是在看某物還是他們通過認知處理了視覺信息。

諾達思正在參與一些研究項目以在該領(lǐng)域進行創(chuàng)新。很快就可以使用普通網(wǎng)絡(luò)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(tài)的測量也會更好。諾達思還能夠為其客戶提供專業(yè)建議，為他們提供滿足其需求的最佳眼動追蹤解決方案。
 

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