Биология

Биология - Айтрекинг

Шаблон:More footnotes Айтрекинг — процесс определения координат взора. Айтрекер устройство, используемое для определения ориентации оптической оси глазного яблока в пространстве. Айтрекеры используются в исследованиях зрительной системы, психологии, когнитивной лингвистике и юзабилити исследованиях. Для айтрекинга используются несколько методов. Самый популярный — покадровый анализ видеосъемки глаза, также используются контактные методы, такие как электроокулаграфия.

История

В девятнадцатом веке все исследования в области айтрекинга и гейзтрекинга проводились исключительно методом наблюдения.

В 1879 в Париже, Луи Эмиль Жаваль обнаружил, что в процессе чтения напечатанного текста глазные яблоки не движутся монотонно, как предполагали ранее. В место этого они совершают короткие остановки, которые Жаваль назвал фиксациями, и резкие передвижения — саккады Данное наблюдение привело к возникновению важных вопросов о природе процесса чтения, которые были решены уже в двадцатом веке: На каких словах концентрирует своё внимание человек? Как долго это происходит? Зачем нужен возврат взгляда к словам, которые испытуемый уже видел?

Пример появления фиксаций и саккад. На рисунке типичная траектория движения глаз по тексту. Глаза никогда не движутся равномерно по тексту.

Эдмунд Хью создал первое устройство для айтрекинга. Устройство представляло собой некоторое подобие контактной линзы с отверстием для зрачка. Устройство соединялось с алюминиевой указкой, которая двигалась синхронно с глазным яблоком. Хью использовал квантованные регрессии.

Первый неинвазивный айтрекер был создан Ги Томасом Бушвеллом в Чикаго. Бушвелл использовал отражения световых лучей от глазного яблока на светочувствительную пленку. Таким образом он проводил исследования процессов чтения и изучения статических изображений.

В 50-х годах двадцатого века в Москве русский ученый Альфред Ярбус проделал важные исследования в области айтрекинга и его монография 1967 года крайне высоко была оценена мировым научным сообществом. Он показал, что формальная задача, поставленная испытуемому, имеет огромное влияние на результат эксперимента по айтрекингу.

Он также писал о взаимосвязи между мотивацией испытуемого и фиксациях его взгляда: «Проведенные исследования… показывают, что характер движения глаз либо совсем независим, либо крайне мало зависим от содержимого зрительного стимула». Серия экспериментов показала, что результат эксперимента зависим не только от визуального стимула, но и от задачи, поставленной испытуемому, а также от информации, которую испытуемый рассчитывает получить из визуального стимула.

This study by Yarbus is often referred to as evidence on how the task given to a person influences his or her eye movement.

Записи экспериментов по оценке движения глаз показали, что только небольшая часть элементов изображения привлекает внимание испытуемого и его глаза совершают фиксации на этих элементах. Процесс движения глаз отражает процесс мышления человека. Взгляд с некоторым отставанием следует за точкой, куда направлено внимание испытуемого. Таким образом, достаточно просто, определить какие элементы изображения привлекают внимание испытуемого, в каком порядке и как часто.

Часто внимание испытуемого привлекали элементы, которые не могут дать важной информации, но по его личному мнению могут это сделать. Часто глаз испытуемого фиксируется на элементах, которые просто напросто необычны в данной обстановке.

Двигаясь от одной точки фиксации к другой, глаз испытуемого часто возвращается к тем элементам изображения, которые он уже видел, то есть дополнительное время используется на вторичный осмотр наиболее важных элементов вместо осмотра менее важных элементов.

This study by Hunziker on eye tracking in problem solving used simple 8 mm film to track eye movement by filming the subject through a glass plate on which the visual problem was displayed.

В 70-е годы 20 века исследования по айтрекингу резко ускорились, особенно в области теории чтения. Хороший обзор этих исследований был проведён Райнером.

В 1980 году Джаст и Карпентер сформулировали гипотезу о взаимосвязи визуальной системы и сознания человека. «Не существует значительного расхождения между тем, на чем фиксирует свой взгляд человек и тем, что он пытается осмыслить». Если эта гипотеза верна, то когда испытуемый смотрит на слово или на объект, он или она думает о нём, причем данный процесс сопоставим по длительности с записанной длительностью фиксации. На данную гипотезу часто ссылаются современные исследователи в области айтрекинга.

В 80-е года данная гипотеза развивалась в свете проблемы скрытого внимания. Вопрос скрытого внимании расшифровывается таким образом, что люди не всегда смотрят на то, что на самом деле вызывает их внимание. Скрытое внимание часто видно на записях движения глаз, на которых след взгляда и точки фиксации часто проходят мимо объектов, к которым реально привлекалось внимание и только иногда показывают непродолжительные по времени фиксации. Из этого следует, что не во всех случаях существует однозначная взаимосвязь между результатами эксперимента по айтрекингу и когнитивным процессом.

В соответствии с работой Хофмана точка, к которой привязано внимание испытуемого всегда слегка опережает движение глаз. Однако, непременно, при смене точки внимания при её передвижении на новую позицию глаза будут пытаться следовать за ней.

Все ещё невозможно установить механизм протекания когнитивных процессов напрямую из результатов экспериментов по айтрекингу. Например, фиксация взгляда на лице или картинке может показывать попытку изучения, может показывать то, что лицо или картинка нравится или не нравится испытуемому. Это является причиной того, что технология айтрекинга часто используется вместе с такими методами как интроспективный вербальный протокол.