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認(rèn)識(shí)眼動(dòng)

來源：北京榮通達(dá)科技有限公司 2023年08月04日 16:05

眼動(dòng)的早期歷史

眼動(dòng)發(fā)展距今已有200多年。目前眼動(dòng)廣泛應(yīng)用于心理學(xué)和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)，發(fā)展心理學(xué)，計(jì)算機(jī)科學(xué)，駕駛和模擬用戶體驗(yàn)，消費(fèi)者和商業(yè)研究等多種領(lǐng)域。目前已經(jīng)有15萬余篇眼動(dòng)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表。新世紀(jì)開始，特別是13年以后，論文發(fā)表速度每年以5000余篇的增速上升(圖1)。

想要了解一個(gè)領(lǐng)域的方法是了解他的發(fā)展歷史。

眼動(dòng)設(shè)備歷史看似與實(shí)驗(yàn)無關(guān)，但是只有了解設(shè)備才能更好的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。工具的歷史同時(shí)也是技術(shù)的歷史，更是思想發(fā)展的歷史。掌握眼動(dòng)發(fā)展歷史能更好的幫助我們掌握眼動(dòng)儀器運(yùn)行的原理，讓我們能更游刃有余的開展實(shí)驗(yàn)。

早期的眼動(dòng)觀察方法主要以觀察法和機(jī)械記錄法為主。本期主要介紹觀察法。

觀察法-鏡子折射法

1879年，法國眼科醫(yī)生路易斯·埃米爾·賈瓦爾(Louis émile Javal)在默讀中使用頁面一側(cè)的鏡子觀察眼球運(yùn)動(dòng)，他把鏡子放在正在閱讀的人的正前方和右側(cè)，然后站在讀者身后看讀者臉的鏡像，發(fā)現(xiàn)閱讀涉及一系列不連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，他是用科學(xué)方法記錄這些停頓的人，創(chuàng)造了掃視一詞解釋這一現(xiàn)象。

Landolt在他對(duì)不同語言中句子和單個(gè)單詞的閱讀研究中也基本上使用了相同的方法。

而在1916年Freeman設(shè)計(jì)并描述了一個(gè)小的頭部裝置，用于將鏡子固定在適當(dāng)?shù)奈恢茫员銓?shí)驗(yàn)人員從后面觀察。具體如下：

鏡子安裝在一個(gè)可調(diào)節(jié)的框架中，以便它可以調(diào)節(jié)到被試眼睛附近。當(dāng)頭部保持直立時(shí)，鏡子的頂部與眼睛瞳孔的下邊緣在同一水平線上。通過這種方式，被試可以透過鏡子閱讀與眼睛保持在同一水平面上的材料，同時(shí)實(shí)驗(yàn)者可以看到足夠的眼睛來觀察它的運(yùn)動(dòng)。閱讀對(duì)象應(yīng)朝向窗戶或其他光源，而要閱讀的文本應(yīng)放置在眼睛的水平線上。閱讀速度通過被試手中的秒表來測量。主試在不離開被試眼睛的情況下，用鉛筆和紙記下被試閱讀每一行時(shí)注視的次數(shù)。

鏡面觀察法邏輯和操作簡單，但是該方法不夠客觀。同時(shí)主試在被試后方或者側(cè)方觀察鏡面上的眼動(dòng)，這導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析十分復(fù)雜。

觀察法-窺視孔法

1928年，Miles在斯坦福發(fā)現(xiàn)了一種直接觀察方法。它只需要在將閱讀的紙張中間位置打一個(gè)的洞。實(shí)驗(yàn)者拿著書，坐在椅子前面的凳子上。同時(shí)讓讀者坐在椅子上，他把那頁紙舉到面前對(duì)著讀者，使用小孔觀察被試眼動(dòng)的反應(yīng)。

窺視孔法解決了鏡像眼動(dòng)復(fù)雜的問題。但是受方式限制，這種方法仍然只能簡單的觀察人眼的移動(dòng)，無法深入的進(jìn)行分析。

觀察法-顯微鏡法

在Miles發(fā)明窺視孔方法的同年，Ohrwall發(fā)現(xiàn)可以將顯微鏡放置在離受試者眼睛很近的地方，聚焦在一根小血管上，他通過這種方法觀察被試快速連續(xù)的注視。

如下圖，被試在S處觀察在R處的視覺刺激，主試在E處通過T處的顯微鏡觀察被試的右眼球。

顯微鏡法能夠詳細(xì)的觀察被試的大部分常規(guī)眼動(dòng)情況，但是這種方法需要被試佩戴顎托，咬壓舌板等額外固定設(shè)備。被試無法在這種強(qiáng)控制條件下進(jìn)行過長的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)也無法保證實(shí)驗(yàn)的生態(tài)效度。

觀察法-后像法

也有實(shí)驗(yàn)者另辟蹊徑，利用后像研究眼球運(yùn)動(dòng)時(shí)注視點(diǎn)變化的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中除了一小束光外，被試的視野是黑暗的。當(dāng)被試的眼睛從一個(gè)點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)點(diǎn)時(shí)，一道白光同時(shí)沿著眼睛移動(dòng)的方向移動(dòng)。光刺激是間歇性的，每秒閃爍120次，那么后像中的光帶就會(huì)變成一系列白點(diǎn)，每個(gè)白點(diǎn)代表1/120秒。使用這種方法可以獲得相對(duì)準(zhǔn)確的眼動(dòng)速度。后像法需要被試在暗室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)光的刺激導(dǎo)致被試無法長時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。全憑被試主觀報(bào)告眼動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡，過于主觀。

結(jié)語

本期簡單的介紹眼動(dòng)中觀察法的發(fā)展歷史。可以感受到眼動(dòng)觀測從粗淺到深入的過程，這也是眼動(dòng)研究不斷深入的過程。其實(shí)在眼動(dòng)發(fā)展中僅僅只是初步的觀測是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足的，人們很快就發(fā)明了各種設(shè)備對(duì)眼動(dòng)進(jìn)行深入的了解。關(guān)于這部分的歷史發(fā)展會(huì)在今后的內(nèi)容中詳細(xì)敘述。

參考文獻(xiàn)

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Javal, E. (1878). Essai sur la physiologie de la lecture. Annales d'Ocilistique, 80, 97-117.

Landolt, E. (1891). Nouvelles recherches sur la physiologie des mouvements des yeux. Achives d’ophthalmologie, 11, 385-395.

Freeman, F. N. (1916). Experimental Education: Laboratory Manual and Typical Results. Houghton Mifflin.

Miles, Walter (1928). The Peep-Hole Method for Observing Eye Movements in Reading. The Journal of General Psychology, 1(2), 373–374. doi:10.1080/00221309.1928.9920134

閆國利，白學(xué)軍. (2018). 眼動(dòng)分析技術(shù)的基礎(chǔ)與應(yīng)用. 北京：北京師范大學(xué)出版社.

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Lamansky, S. (1869). Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit der Blickbewegung, respective Augenbewegung. Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere, 2(1), 418-422.

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