眼動指標與選擇

眼動指標對應的英文翻譯應該是eye movement measures,還是英文解釋看起來直觀些。眼動指標有很多,主要包含when和where這兩個傢伙,我姑且以Fixation為核心進行簡單介紹。

Fixation就是注視點,這個注視點並不是我們的眼睛真的像眼動數據分析時,所看到的圈圈一樣的點。Fixation是通過軟體內在的演算法來算出來的點,這個點可能包含了許多採樣點。先理解一下採樣率,眼動儀的採樣率是每秒記錄眼動數據的次數,譬如1000Hz,表示的是每秒鐘能像照相機一樣,拍照1000次,也就形成了1000次的採樣。這些採樣點在屏幕上的位置是主要收集的東西,用x,y坐標來表示,而眼動數據的EDF文件也是記錄的這些東西。

那麼,注視點如何計算呢?譬如1000Hz的眼動儀,在1s內,我們的眼睛並不是靜止不動或者持續大幅度運動,而是有內在的規律。譬如有些採樣點之間加速度或速度特別大,距離比較遠,而有些距離比較近。這些採樣點經過分析軟體的內在演算法來統計。如果速度非常大,那麼在短時間內移動的距離就會更長,在最後的數據轉換時就把這些採樣點就可能歸結為不同的注視點。簡單類比一下聚類的思想,一堆採樣點被聚類為注視點A,另一堆則被聚類為注視點B。

理解了注視點,我們看一下以注視點為核心的眼動指標。When和where這是常用的分類。When指代的是注視點的時間相關的指標,表示注視多久。Where指代的是注視點的位置相關的指標,表示注視哪裡。When在閱讀中有很多指標,譬如首次注視時間first fixation duration, 凝視時間gaze duration, 總時間total time等,這些指標由前向後表示注視加工的早期和晚期的指標,當然這些指標都是相對於興趣區來說的,表示的是興趣區內的加工時間。Where指標也有很多,譬如落點位置landing position,眼跳長度saccade length等。此外,when和where還有一些計數指標,譬如多少個注視點,多少次眼跳等。這些指標是非常基礎的眼動指標。

分析以上基礎的眼動指標有兩種方式,一是整體分析,二是局部分析。整體分析,可以表示trial水平的when和where,譬如整個句子、圖片注視多久、注視多少次等等。局部分析則是基於興趣區的分析,譬如句子中的某個關鍵詞、圖片中的某個面孔注視多久、注視多少次等。在分析的時候可以根據自己的需要選擇整體分析和局部分析的指標。

除了上述基礎指標之外,有時候也會考慮其它指標,譬如:瞳孔大小、注視軌跡、眼跳角度等。瞳孔大小的測量在工效學研究中較多,譬如駕駛行為中,瞳孔大小可能反應疲勞、認知負荷等問題。而注視軌跡多應用在探討完成不同任務的眼動模式的比較,也比較常見。眼跳角度多是探討注意問題,譬如眼跳受到異常刺激的影響而改變眼跳角度的問題。

在自己的研究中如何選擇眼動指標,是每一個研究者都關注的問題。這裡有如下原則:

  1. 遵循傳統原則。你的研究一定有文獻基礎,從文獻基礎上找慣用的眼動指標,這是最保險的方式。
  2. 避免單一原則。盡量不要只用一個指標說事,雖然多個指標可能說明同一個問題,但是多個指標得出相似的結果,可以增加大眾對你研究的信心。

  3. 有理有據原則。這個不僅適用於使用哪些慣用的指標,也適用於開創性的使用一些新的指標,只要做到有理有據,確實能用某個新指標說明你的研究問題,那就放心的發揮想像力吧。

同學們找閱讀中的眼動指標以及界定,可以參考Keith Rayner 1998年的綜述,當然最近也有一些別的綜述可以參考,搜索一下eye movement measures限定為搜索綜述,很容易找到。


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