認識眼動

時間：2023/8/4閱讀：1483

眼動的早期歷史

眼動發展距今已有200多年。目前眼動廣泛應用于心理學和認知神經科學，發展心理學，計算機科學，駕駛和模擬用戶體驗，消費者和商業研究等多種領域。目前已經有15萬余篇眼動相關文獻發表。新世紀開始，特別是13年以后，論文發表速度每年以5000余篇的增速上升(圖1)。

想要了解一個領域的方法是了解他的發展歷史。

眼動設備歷史看似與實驗無關，但是只有了解設備才能更好的進行實驗。工具的歷史同時也是技術的歷史，更是思想發展的歷史。掌握眼動發展歷史能更好的幫助我們掌握眼動儀器運行的原理，讓我們能更游刃有余的開展實驗。

早期的眼動觀察方法主要以觀察法和機械記錄法為主。本期主要介紹觀察法。

觀察法-鏡子折射法

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

Landolt在他對不同語言中句子和單個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設計并描述了一個小的頭部裝置，用于將鏡子固定在適當的位置，以便實驗人員從后面觀察。具體如下：

鏡子安裝在一個可調節的框架中，以便它可以調節到被試眼睛附近。當頭部保持直立時，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，同時實驗者可以看到足夠的眼睛來觀察它的運動。閱讀對象應朝向窗戶或其他光源，而要閱讀的文本應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注視的次數。

鏡面觀察法邏輯和操作簡單，但是該方法不夠客觀。同時主試在被試后方或者側方觀察鏡面上的眼動，這導致數據分析十分復雜。

觀察法-窺視孔法

1928年，Miles在斯坦福發現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的洞。實驗者拿著書，坐在椅子前面的凳子上。同時讓讀者坐在椅子上，他把那頁紙舉到面前對著讀者，使用小孔觀察被試眼動的反應。

窺視孔法解決了鏡像眼動復雜的問題。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，無法深入的進行分析。

觀察法-顯微鏡法

在Miles發明窺視孔方法的同年，Ohrwall發現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。

顯微鏡法能夠詳細的觀察被試的大部分常規眼動情況，但是這種方法需要被試佩戴顎托，咬壓舌板等額外固定設備。被試無法在這種強控制條件下進行過長的實驗。同時也無法保證實驗的生態效度。

觀察法-后像法

也有實驗者另辟蹊徑，利用后像研究眼球運動時注視點變化的實驗。在實驗中除了一小束光外，被試的視野是黑暗的。當被試的眼睛從一個點移動到另一個點時，一道白光同時沿著眼睛移動的方向移動。光刺激是間歇性的，每秒閃爍120次，那么后像中的光帶就會變成一系列白點，每個白點代表1/120秒。使用這種方法可以獲得相對準確的眼動速度。后像法需要被試在暗室中進行實驗，強光的刺激導致被試無法長時間進行實驗。全憑被試主觀報告眼動運動軌跡，過于主觀。

結語

本期簡單的介紹眼動中觀察法的發展歷史。可以感受到眼動觀測從粗淺到深入的過程，這也是眼動研究不斷深入的過程。其實在眼動發展中僅僅只是初步的觀測是遠遠不足的，人們很快就發明了各種設備對眼動進行深入的了解。關于這部分的歷史發展會在今后的內容中詳細敘述。

參考文獻

Bell, C. (1823). On the motions of the eye, in illustration of the uses of the muscles and nerves of the orbit. Philosophical Transactions of the Royal Society of London(113), 166-186.

Carter, B. T., & Luke, S. G. (2020). Best practices in eye tracking research. International Journal of Psychophysiology, 155, 49-62.

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，白學軍. (2018). 眼動分析技術的基礎與應用. 北京：北京師范大學出版社.

Newhall,S.M.(1928).Instrument for observing ocular movements. The American Journal of Psychology, 40(4), 628-629.

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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