眼动追踪技术的应用研究进展教学内容.ppt

眼动追踪技术的应用研究进展一、眼动追踪技术的发展一、眼动追踪技术的发展眼动有一个较长的发展历程Edmund Hueys Eye Tracker(1898)Huey（1898）采用橡皮膏将一个杠杆连接在眼球上，首次记录了被试阅读过程中的眼动轨迹。Raymond Dodges Photochronograph1968年，Scientific American以眼动仪为封面，并在内文详细介绍了眼动仪。今天常见的眼动仪今天常见的眼动仪SMI系列Tobii 系列EyeLink系列ASL系列二、眼动追踪技术的应用领域二、眼动追踪技术的应用领域较成熟较成熟的领域的领域目前正处于探目前正处于探索阶段的领域索阶段的领域二、眼动追踪技术的应用领域（续）二、眼动追踪技术的应用领域（续）产品可用性研究产品可用性研究网页软件手持通讯广告效果测试广告效果测试动画、影像广告（电视广告、网络动态广告）平面广告（杂志、报纸、网络静态广告、街头广告牌）产品摆放（超市、商场）二、眼动追踪技术的应用领域（续）二、眼动追踪技术的应用领域（续）人机交互研究人机交互研究数字电视计算机游戏人因研究人因研究飞机驾驶医生手术过程消费心理研究消费心理研究心理诊断研究心理诊断研究三、应用研究常用眼动指标三、应用研究常用眼动指标在眼动技术的应用研究中，经常使用的指标主要有：基本指标：注视点、眼跳等合成指标：凝视时间、扫描路径等三、应用研究常用眼动指标（续）三、应用研究常用眼动指标（续）（一）注视点（一）注视点 对注视点意义的解释往往因研究内容的不同而不同。在编码任务中（如浏览网页），对某一特定区域的高注视率说明被试对这个区域感兴趣；或者说明这个区域包含着复杂的信息，编码比较困难（Jacob&Karn，2003；Just&Carpenter，1976）。在搜索任务中，注视点越多，表明对目标就越不能确定（Jacob&Karn，2003）。眼眼动动指指标标意意义义总注视次数 总注视次数越多，表明搜索效率越低。兴趣区内注视次数 兴趣区内注视次数越多，表明这个区域对于观察者来说更为重要，更能引起注意。注视持续时间 注视时间越长，表明提取信息越困难；或者表明这个目标更吸引人。首次注视时间对于目标的首次注视时间越短，表明它越能引起注意。眼眼动动指指标标意意义义凝视时间 凝视通常是兴趣区内所有注视时间的总和。它是比较不同目标上注意分配情况的最佳指标。在位置意识研究中，凝视时间可以作为一个期望值的指标。注视的空间密度注视点集中在一个小区域内，表明这是一个高效率的搜索过程，同时也说明这个区域是关键区域。目标的注视率目标的注视次数除以总注视次数。这个比例越低，表明搜索效率越低。三、应用研究常用眼动指标（续）三、应用研究常用眼动指标（续）（二）眼跳（二）眼跳 眼跳过程不会发生编码现象，因此眼跳指标不能反映出任何关于目标复杂性和凸现性的信息。但是，回视型眼跳可以作为编码过程中加工难度的一个指标。在文章理解中，回视表示存在疑惑。眼眼动动指指标标意意义义眼跳次数眼跳越多，表明搜索过程越长。眼跳幅度 眼跳幅度越大，表明有更多的意义线索。回视型眼跳 表明当前缺乏有意义的线索。方向改变型眼跳方向改变眼跳型意味着个体的目标发生了改变，或者表明视野中的信息与用户的期望不一致。三、应用研究常用眼动指标（续）三、应用研究常用眼动指标（续）（三）扫描路径（三）扫描路径 典型的扫描路径：注视眼跳注视眼跳注视。在搜索任务中，理想的扫描路径是一个直接朝向目标的直线。眼眼动动指指标标意意义义扫描持续时间扫描持续时间越长，表明搜索效率越低。扫描路径长度 扫描路径越长，表明搜索效率越低。空间密度 空间密度越小，表明越是直接型搜索。扫描方向 可以确定被试的搜索策略。四、眼动应用研究发展现状四、眼动应用研究发展现状（一）国外研究现状（一）国外研究现状人机交互研究人机交互研究互联网远程教学界面的效果评估（Christian Gtl，2004）Microsoft Office 2007界面评估（Microsoft Research，2007）PC人机对话研究（Qvarfordt，IBM，2005）网络搜索功能的可用性研究（Cutrell，Microsoft，2007）Baidu和Google搜索结果的差异比较四、眼动应用研究发展现状（续）四、眼动应用研究发展现状（续）工业设计效果评估工业设计效果评估手机界面设计效果的眼动评估笔记本电脑外观设计的眼动评估家用轿车外观设计的眼动评估四、眼动应用研究发展现状（续）四、眼动应用研究发展现状（续）广告效果评估和商业研究各种类型广告效果评估品牌延伸效果商场商品摆放效果四、眼动应用研究发展现状（续）四、眼动应用研究发展现状（续）心理治疗领域心理治疗领域ADHD儿童研究Schizophrenia研究网络成瘾患者研究游戏沉迷患者研究孤独症儿童的早期眼动诊断四、眼动应用研究发展现状（续）四、眼动应用研究发展现状（续）（二）国内眼动应用研究的进展（二）国内眼动应用研究的进展手机界面设计评估首都师范大学、丁锦红等，2005网络广告效果的眼动评估 华东师范大学，杨治良等，2007上海地铁导向系统的眼动研究上海交通大学，戴力农，2007四、眼动应用研究发展现状（续）四、眼动应用研究发展现状（续）家庭轿车设计模型的眼动评估上海交通大学，韩挺，2007皮鞋、西装设计的眼动评估 浙江理工大学，2006-2007打字训练的眼动研究华东师范大学，郭秀艳等，2007动画人物设计效果评估华东师范大学，刘璐等，2007飞机驾驶模拟的眼动研究浙江大学，2005-2007四、眼动应用研究发展现状（续）四、眼动应用研究发展现状（续）近年来，天津师范大学所开展的眼动应用研究近年来，天津师范大学所开展的眼动应用研究产品外观设计的眼动评估（液晶电视、MP3播放器、手机）品牌延伸认知效果的眼动研究科学类杂志目录的眼动研究广告效果的眼动评估（平面广告、网页广告、视频广告）电子告示牌呈现效果的眼动研究运动员运动过程的眼动特点（篮球、自行车）交通心理研究眼动记录技术应用研究案例案例一视频手机广告效果的眼动评估视频手机广告效果的眼动评估问题的提出调查发现，美国消费者每天主动和被动接触的广告平均有300-500份左右。商家最为关心的问题：（1）怎样的广告才能使消费者过目不忘，记住自己的商品？（2）怎样的广告才能激发消费者的购买欲望？问题的提出广告效果的评价主要采用的是事后感知调查、购买意愿调查、经济效益评估等手段。这些方法无法获得用户观看视频广告过程中的心理加工活动，而用户对广告的感知和态度都是在观看过程中形成的。了解用户观看广告过程中的心理特点，对于广告效果评估非常重要。问题的提出本研究采用眼动记录技术，实时记录用户观看视频广告过程的眼动轨迹，揭示用大学生观看不同视频广告时的心理特点与规律，探讨广告设计的优缺点，从而为广告设计提供建议。方法 被试被试随机选取天津市某高校本科生27名，平均年龄21.11.38岁。被试裸眼视力或矫正视力在1.0以上，无色盲、色弱等眼疾患者。方法实验仪器实验仪器Tobii T120型眼动仪，采样率120Hz，19英寸液晶显示屏，分辨率为1024768，刷新率为75Hz。主机为DELL D620笔记本电脑，主频2.16Hz，2G内存，256M显卡。方法实验材料实验材料两段手机视频广告，为了避免熟悉效应，所选的手机广告均为国内没有播放过的韩国手机广告，一段SUMSANG手机广告，另一段为LG Shine手机广告。两段广告的时间均为30秒。方法sumsangLG Shine方法实验程序实验程序实验是个别施测，分为两个阶段，第一阶段为眼动评估，第二阶段为问卷调查。两段广告的播放顺序在被试间进行了平衡。方法数据处理数据处理采用Tobii studio进行数据分析。在统计分析前，对眼动记录的准确性进行检查，剔除1名被试数据。兴趣区：手机区域、模特区域和文字区域。采用SPSS for Windows12.0进行统计。结果分析分析思路分析思路首先以整个视频为分析单位进行分析，从整体角度分析广告的特点；其次，根据每段广告中手机的位置，将整个视频分为更小的视频片断，即，使每个小片段中手机基本上位于一个固定的区域内，目的是为了确定兴趣区，便于分析和比较。手机或模特单独呈现的视频没有进行分析。结果分析三星手机三星手机总体分析 注视时间注视比例结果分析三星手机三星手机各片段内注视时间不同兴趣区不同兴趣区间的差异显间的差异显著，被试对著，被试对手机区域的手机区域的注视时间显注视时间显著长于模特著长于模特区域。区域。结果分析三星手机三星手机各片段内注视比例在注视比例在注视比例上，不同兴上，不同兴趣区间的差趣区间的差异显著，被异显著，被试对手机区试对手机区域的注视比域的注视比例显著高于例显著高于模特区域。模特区域。结果分析三星手机三星手机对手机、模特与文字的注视时间 在注视时间上，在注视时间上，不同兴趣区间不同兴趣区间的差异显著，的差异显著，被试对手机区被试对手机区域的注视时间域的注视时间显著长于模特显著长于模特区域和文字区区域和文字区域。域。结果分析三星手机三星手机对手机、模特与文字的注视比例对手机、模特与文字的注视比例 在注视比例上，在注视比例上，不同兴趣区间不同兴趣区间的差异显著，的差异显著，被试对手机区被试对手机区域的注视比例域的注视比例显著多于模特显著多于模特区域和文字区区域和文字区域。域。结果分析LG 手机手机总体分析注视时间注视比例结果分析LG 手机手机各片段内注视时间在注视时间上，在注视时间上，不同兴趣区间不同兴趣区间的差异显著，的差异显著，被试对模特区被试对模特区域的注视时间域的注视时间显著多于手机显著多于手机区域。区域。结果分析LG 手机手机各片段内的注视比例在注视比例上，在注视比例上，不同兴趣区间不同兴趣区间的差异显著，的差异显著，被试对模特区被试对模特区域的注视比例域的注视比例显著多于手机显著多于手机区域。区域。结果分析LG 手机手机手机、模特与文字的眼动数据分析 注视时间注视比例结果分析LG 手机手机在注视时间上，不同兴趣区间的差异显著，被试对文字区域的注视时间显著短于手机区域和文字区域。在注视比例上，不同兴趣区间的差异显著，被试对文字区域的注视时间显著少于手机区域和文字区域。结果分析问卷数据分析问卷数据分析可以看出，无论是记忆效果还是购买意愿，三星手机广告的效果比LG手机广告的效果好。三星手机广告LG手机广告记忆效果91%82%喜欢程度2.542.51购买意愿3.562.21小结对于这两段视频广告而言，三星手机广告的效果比LG手机广告的效果要好一些。本研究表明，眼动记录技术可以客观地反映出视频广告设计的特点。案例二使用手机对驾车过程影响的眼动研究使用手机对驾车过程影响的眼动研究驾驶过程中打手机是导致车祸的主要因素之一。使用手机通话增加了认知加工负荷，影响了驾驶效果。通过对模拟驾驶过程中手机使用模式的探讨，为真实驾驶过程提供一定的参考。问题的提出问题的提出方法方法被试被试根据实验设计招募26名被试，年龄在20-25岁之间，男生14人，女生12人。其中一半被试有驾驶经验，驾龄在1-3年之间；另一半被试没有驾驶经验。方法方法实验材料实验材料18个模拟驾驶场景的flash动画，每个场景30秒。根据场景中车辆数量，分为3辆、5辆和7辆三种条件。其中一半场景中路面上有障碍物，另一半则没有。方法方法实验设计实验设计2（任务：驾驶通话、单独驾驶）2（驾驶经验：有、无）3（场景车数：3、5、7）三因素混合实验设计。方法方法实验程序实验程序模拟驾驶车速判断障碍物回忆一半被试一边模拟驾驶一边模拟手机通话，而另一半被试只是驾驶。被试任务：1 报告视野中哪一辆车最快；2 回忆并报告地平线出现的物体。方法方法实验仪器实验仪器Tobii T120型眼动仪，采样率120Hz，19英寸液晶显示屏，分辨率为1024768，刷新率75Hz。主机为DELL D620笔记本电脑。结果结果对目标车的注视次数对目标车的注视次数不同任务的差异显著；不同车数场景的差异显著。不同任务的差异显著；不同车数场景的差异显著。对目标车的注视比例对目标车的注视比例结果结果对障碍物的注视次数对障碍物的注视次数不同任务的差异显著；不同车数场景的差异显著。不同任务的差异显著；不同车数场景的差异显著。对障碍物的注视比例对障碍物的注视比例结果结果对障碍物的回忆正确率对障碍物的回忆正确率不同任务间的差异不同任务间的差异显著；显著；不同车数场景间的不同车数场景间的差异显著。差异显著。结果结果对车速的判断正确率对车速的判断正确率不同任务间的差异不同任务间的差异显著；显著；不同车数场景间的不同车数场景间的差异显著。差异显著。结果结果驾驶过程中不使用手机条件下的回忆成绩和判断成绩均好于使用手机条件。驾驶时使用手机的被试能注意到驾驶环境中信息，但是不能很好地注意地平线上的物体信息。眼动数据表明，被试都对地平线上的物体信息进行了注视，但是不能报告来。这说明他们已经看见了物体，可能足够的心理资源加工这些信息。结论结论在本研究条件下，得到以下结论：驾驶过程中使用手机影响驾驶行为。当驾驶过程中使用手机通话时，很容易忽略前方路面上的物体信息，这就容易导致事故。案例三幼儿自上而下注意控制的眼动研究幼儿自上而下注意控制的眼动研究（预备实验）（预备实验）问题的提出问题的提出注意控制主要探讨个体是以何种方式选择性地注意外界的信息。Desimone等人提出，存在两种加工方式自下而上注意控制（刺激驱动加工）自上而下注意控制（目标导向加工）问题的提出问题的提出幼儿期是认知发展的关键时期，探讨幼儿自上而下注意控制的特点，对于揭示注意控制的机制及影响因素具有重要意义。本研究以幼儿园儿童为被试，利用眼动记录技术探讨自上而下注意控制的特点。方法方法被试被试天津市某幼儿园儿童6人，平均年龄5.8岁。仪器仪器Tobii T120型眼动仪，采样率120Hz，19英寸液晶显示屏，分辨率为1024768，刷新率75Hz。主机为DELL D620笔记本电脑。方法方法程序程序单个被试进行，先进行练习，然后是正式实验。记忆任务搜索任务记忆探测方法方法数据处理数据处理反应时：反应时：剔除每个组块前2个试验上的数据；剔除反应时低于200ms和高于2000ms的数据。眼动指标：眼动指标：注视比例、注视时间结果对目标的注视比例对目标的注视比例信息性质主效应信息性质主效应显著，被试在有显著，被试在有效条件下对目标效条件下对目标的注视比例显著的注视比例显著高于无效条件。高于无效条件。结果对目标的注视时间对目标的注视时间信息性质主效应信息性质主效应显著，被试在有显著，被试在有效条件下对目标效条件下对目标的注视时间显著的注视时间显著短于无效条件。短于无效条件。结果反应时反应时信息性质主效应信息性质主效应显著，被试在有显著，被试在有效条件下对目标效条件下对目标的反应时显著短的反应时显著短于无效条件。于无效条件。结论本实验条件下得到以下结论：本实验条件下得到以下结论：信息性质影响自上而下注意控制，目标相关信息能促进对目标的搜索，而目标无关信息却会干扰对目标的搜索。谢谢大家！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢