眼动追踪技术的应用研究进展

眼动追踪技术的应用研究进展主要内容•眼动追踪技术的发展•眼动追踪技术的应用领域•常用眼动指标及其意义•应用研究典型案例一、眼动追踪技术的发展•眼动有一个较长的发展历程……EdmundHuey’sEyeTracker(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。RaymondDodge‘sPhotochronograph1968年，《ScientificAmerican》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SMI系列Tobii系列EyeLink系列ASL系列二、眼动追踪技术的应用领域较成熟的领域目前正处于探索阶段的领域二、眼动追踪技术的应用领域（续）•产品可用性研究–网页–软件–手持通讯•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）•人机交互研究–数字电视–计算机游戏•人因研究–飞机驾驶–医生手术过程•消费心理研究•心理诊断研究三、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）（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）。眼动指标意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。眼动指标意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）（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。眼动指标意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）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。眼动指标意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（一）国外研究现状•人机交互研究–互联网远程教学界面的效果评估（ChristianGütl，2004）–MicrosoftOffice2007界面评估（MicrosoftResearch，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）•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）•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）•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）（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）•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）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•随机选取天津市某高校本科生27名，平均年龄21.1±1.38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•TobiiT120型眼动仪，采样率120Hz，19英寸液晶显示屏，分辨率为1024×768，刷新率为75Hz。•主机为DELLD620笔记本电脑，主频2.16Hz，2G内存，256M显卡。方法实验材料•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LGShine手机广告。两段广告的时间均为30秒。方法sumsangLGShine方法实验程序•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•采用Tobiistudio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SPSSforWindows12.0进行统计。结果分析分析思路•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•总体分析不同兴趣区的平均注视时间6600680070007200740076007800手机模特兴趣区注视时间（ms）不同兴趣区的注视比例0%10%20%30%40%50%60%手机模特兴趣区注视比例注视时间注视比例结果分析——三星手机•各片段内注视时间各片段中不同兴趣区的平均注视时间0200400600800100012001400160018002000片段1片段2片段3片段4片段5片段6片断平均注视时间（ms）手机模特不同兴趣区间的差异显著，被试对手机区域的注视时间显著长于模特区域。结果分析——三星手机•各片段内注视比例各片段中不同兴趣区的注视比例0%10%20%30%40%50%60%70%80%片段1片段2片段3片段4片段5片段6片段注视比例手机模特在注视比例上，不同兴趣区间的差异显著，被试对手机区域的注视比例显著高于模特区域。结果分析——三星手机•对手机、模特与文字的注视时间不同兴趣区的注视时间0200400600800100012001400片段1片段2片断平均注视时间（ms）手机模特文字在注视时间上，不同兴趣区间的差异显著，被试对手机区域的注视时间显著长于模特区域和文字区域。结果分析——三星手机•对手机、模特与文字的注视比例不同兴趣区的注视比例0%10%20%30%40%50%60%片段1片段2片段注视比例手机模特文字在注视比例上，不同兴趣区间的差异显著，被试对手机区域的注视比例显著多于模特区域和文字区域。结果分析——LG手机•总体分析不同兴趣区的注视时间0200040006000800010000120001400016000手机模特兴趣区注视时间（ms）不同兴趣区的注视比例0%10%20%30%40%50%60%70%手机模特兴趣区注视比例注视时间注视比例结果分析——LG手机•各片段内注视时间各片段不同兴趣区的平均注视时间0500100015002000250030003500400045005000片断1片断2片断3片断4片断5片断6片断平均注视时间（ms）手机模特在注视时间上，不同兴趣区间的差异显著，被试对模特区域的注视时间显著多于手机区域。结果分析——LG手机•各片段内的注视比例各片段不同兴趣区的注视比例0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%片断1片断2片断3片断4片断5片断6片段注视比例手机模特在注视比例上，不同兴趣区间的差异显著，被试对模特区域的注视比例显著多于手机区域。结果分析——LG手机•手机、模特与文字的眼动数据分析不同兴趣区的注视时间02004006008001000120014001600手机模特文字兴趣区注视时间（ms）不同兴趣区的注视比例0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%手机模特文字兴趣区注视比例注视时间注视比例结果分析——LG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•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。问题的提出方法被试•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。方法实验仪器•T