EYE TRACKING WSKANIKI dr Bibianna Baaj 1252020 Ruchy

EYE TRACKING WSKAŹNIKI dr Bibianna Bałaj 12/5/2020

Ruchy oczu jako: Wskaźnik jawnej uwagi wzrokowej, Korelat procesów uczenia się, Objaw zaburzeń neurodegeneracyjnych, Biologiczny marker zaburzeń psychicznych

Ruchy oczu – pytania do zrozumienia badań: Jaki rodzaj ruchów oczu był brany pod uwagę (fiksacje, sakkady, ruchy śledzenia)? Jaki rodaj parametrów był brany pod uwagę (czas trwania, częstotliwość, amplituda, latencja, ścieżki wzrokowe)? Jakie było zadanie osób badanych (skaning wzrokowy, zadanie pamięciowe, proste zadanie sakkadyczne, sakkady kierowane wzrokowo)?

Ruchy oczu – pytania do zrozumienia badań: Jakie były szczegóły zadania badawczego (typ bodźca, liczba bodźców, liczba powtórzeń, parametry czasowe)? Jaka była specyfika grup eksperymentalnych (liczba osób badanych w grupach, płeć, wiek, przebyte choroby)? Jaki jest status wniosków z badań (czy bazują na jednym badaniu czy na kilku replikacjach)?

Cechy systemu wzrokowego Dołek środkowy (foveola; fovea centralis), to mały centralny obszar siatkówki, który ma największe zagęszczenie czopków (Greenstein, 2000). Obejmuje on około półtora/dwa stopnie pola widzenia. Często wyróżnia się też obszar około-centralny, który rozciąga się do 4 -5° w polu widzenia (Duchowski, 2007). Odpowiada to obszarowi eliptycznej plamki żółtej (macula lutea) (Młodkowski, 1998).

Wskaźniki Fiksacje – czas skupienia wzroku na danym elemencie obrazu, Sakady – przeniesienie wzroku z jednego punktu skupienia na drugi, Czas przebywania w danym rejonie zainteresowania liczony od podje cia decyzji o przejs ciu do tego obszaru, Średni oraz całkowity czas pos wie cony na ogla danie poszczego lnych cze s ci badanego obiektu, Ilos ć rewizyt – powroty do konkretnego elementu (logo firmy, hasła reklamowego, produktu),

Liczba fiksacji Całkowita liczba fiksacji przy przeszukiwaniu np. strony internetowej może mówić o trudności w znalezieniu określonego elementu Liczba fiksacji na danym elemencie mówi nam m. in. o sprawności przeszukiwania badanego obiektu (Goldberg, Kotval, 1999), jego ważności i zauważalności w procesie skanowania wzrokiem (Poole, 2004).

WYNIKI Uwaga poświęcona oglądaniu zdjęcia Liczba fiksacji Brak inf. o niepełnosprawności Inf. o niepełnosprawności U Z p 521, 0 655, 0 196, 0 -1, 89 0, 059

Średni czas fiksacji Czas trwania fiksacji jest często traktowany jako miara narzuconych wymagań poznawczego przetwarzania gromadzonych informacji (por. Rayner, 1998). Dłuższy czas trwania fiksacji wskazuje na obszerniejsze przetwarzanie danych znajdujących się aktualnie w polu wzrokowym. Dłuższy czas fiksacji świadczyć może o większej trudności w przetwarzaniu (Buswell, 1935), dłuższym czasie porównania oglądanego elementu z jego reprezentacją pamięciową

Średnie czasy fiksacji - wyobraźnia WIDZENIE WYOBRAŻANIE

Średnie czasy fiksacji – piloci/nie-piloci

Średni czas fiksacji Wyniki badań Molnara (1981) sugerują generalną zasadę, że bardziej złożone obrazy związane są z krótszymi fiksacjami w porównaniu do mniej złożonych form. Bardziej skomplikowane obrazy (z większą ilością detali) wywołują krótsze fiksacje niż obrazy mniej skomplikowane (por. Duchowski, 2007).

Czasy fiksacji Rayner, K. , & Castelhano, M. S. (2007). Eye movements during reading, scene perception, visual search, and while looking at print advertisements. Visual advertising. Hillsdale, NJ: Erlbaum. Pobrano z http: //www. queensu. ca/psychology/QVCLCastelhano/Publications/2007 -Rayner. Castelhano. CHPT. pdf

Fig. 6 Główne wskaźniki opisujące sakkady

Amplituda sakkad Średnia – mówi o lokalności-globalności skaningu wzrokowego Zangemeister, Sherman i Stark (1995) rejestrowali ścieżki skanowania specjalistów i laików podczas oglądania realistycznej i abstrakcyjnej sztuki. Ruchy oczu podzielili na globalne (większe niż 1, 6°) i lokalne (mniejsze niż 1, 6°). Analiza wariancji wykazała mniej wskaźników skaningu lokalnego dla profesjonalistów, którzy polegali bardziej na globalnym patrzeniu, zwłaszcza dla obrazów abstrakcyjnych. Nieprofesjonaliści przenosili wzory lokalnego skanowania z obrazów realistycznych na obrazy abstrakcyjne. Sumaryczna – mówi o stopniu eksploracji obrazu, trudności w znalezieniu szukanego elementu

Średnia amplituda sakkad - sztuka Różnice w średniej amplitudzie sakkad pomiędzy grupą, która słuchała opisu i grupą bez opisu nie osiągnęły istotnego poziomu, jednak można zauważyć pewną tendencję w kierunku większych amplitud w sytuacji z dźwiękiem F(1, 13) = 3, 49, p = 0, 084, cząstkowe η 2 = 0, 21, obserwowana moc = 0, 41. Zaobserwowana tendencja może wskazywać na bardziej globalny skaning obrazu w sytuacji podawania dźwiękowo opisu katalogowego. pomiędzy obrazami abstrakcyjnymi i konkretnymi były nieistotne F(1, 13) = 1, 72, p = 0, 213, cząstkowe η 2 = 0, 12, obserwowana moc = 0, 23

WYNIKI Uwaga poświęcona oglądaniu zdjęcia Średnia amplituda sakkad [ °] Brak inf. o niepełnosprawności Inf. o niepełnosprawności U Z p 741, 0 435, 0 159, 0 2, 65 0, 008

Ruchy sakkadyczne – wpływ instrukcji Yarbus, 1967: 1. Zbadać obraz dowolnie 2. Oszacować poziom zamożności osób, 3. Oszacować wiek osób, 4. Zgadnij co ludzie robili przed przybyciem gościa 5. Zapamiętaj ubrania osób 6. Zapamiętaj pozycje ludzi (i obiektów) w pokoju 7. Oszacowanie czasu od ostatniej wizyty gościa

Efekt badania Na podstawie analizy zebranego materiału specjalny program tworzy mapy (heatmap) pokazujące w których miejscach wzrok badanego skupiał się najczęściej. Jeżeli badanych było kilka osób uśrednia się wyniki i generuje obraz ekranu (strony) z naniesionym rozkładem fiksacji w poszczególnych obszarach: im więcej i częściej użytkownicy spoglądali na dany obszar, tym cieplejszym kolorem jest on oznaczony. Mapy pokazują więc, gdzie badani faktycznie spoglądali, a co nie przyciągnęło ich wzroku. Typowe obszary skupienia wzroku w przypadku stron WWW to na przykład: menu, logotyp, pole wyszukiwania, reklama, stopka.

Mapa uwagi (cieplna)

Ścieżki wzrokowe Mózg kieruje oczy tak, aby skupiać wzrok na kolejnych obszarach zainteresowania (ROI), np. poszczególnych elementach złożonej sceny wizualnej (Noton, Stark, 1971 a, 1971 c). Zatem ruchy oczu są niezbędne dla percepcji scen, które rozprzestrzeniają się na obszarze większym niż kilka stopni w polu widzenia osoby badanej.

Procesy dół-góra podczas oglądania sceny Krawędzie, kontrast (Privitera, Stark, 2000) Symetria, złożoność (Tinio, Leder, 2009) Struktura (Locher, at al. , 2007) Kontrast, krawędzie, jasność są szczególnie istotne dla ruchów oczu o małej amplitudzie (<8 o) (Tatler, 2006)

Procesy góra-dół podczas oglądania sceny Wiedza ekspercka (Humphrey, Underwood, 2009) Zawartość treściowa obrazu - odbiór przedstawień człowieka (w porównaniu do krajobrazów) angażuje w większym stopniu procesy odgórne (Masaro, i in. , 2012) Instrukcja – wzory ruchów oczu są inne przy swobodnym patrzeniu i przeszukiwaniu obrazu (Tatler, 2006) Stereotypy – np. niepełnosprawności (Szubielska, Bałaj, Fudali-Czyż, 2012)

Porównanie ścieżek wzrokowych Na obraz nałożono siatkę regionów zainteresowania. Policzono podobieństwo co do lokalizacji i sekwencji fiksacji wzrokowych (każdy z każdym). Dokonano podziału na grupy z opisem i bez opisu. (Scanpath module in Ogama; Levenstein algorythm) Cristino, Mathôtand, Theeuwes, Gilchrist, 2010

Podobieństwa co do lokalizacji Różnice między grupami z opisem dźwiękowym i bez F(1, 144) = 28, 35, p<0, 001, cząstkowe η 2 = 0, 16, moc obserwowana=1 Różnice między obrazami abstrakcyjnymi i konkretnymi F(1, 144) = 40, 5, p<0, 001, cząstkowe η 2 = 0, 22, moc obserwowana=1

Podobieństwa co do sekwencji Interakcja między opisem i typem obrazów F(1, 144) = 5, 65, p=0, 019, cząstkowe η 2 = 0, 04, moc obserwowana=0, 66 p = 0, 006 p= 18 0, 0

Proporcja powierzchni oglądanej Brak różnic miedzy grupami z opisem i bez F(1, 23) = 1, 29, p =0, 268

Mrugnięcia Częstotliwość mrugnięć podczas zadań poznawczych traktowana jest jako wskaźnik zaangażowania; Im mniej mrugnięć, tym większe zaangażowanie Interpretowana jako wysiłek poznawczy (im mniej mrugnięć, tym większy wysiłek).

Eksperci vs. nowicjusze Podział osób badanych na 2 grupy: graczy w gry akcji (13), nie-graczy (19) 0, 019 0, 02

Liczba i częstotliwość mrugnięć 0, 019 Częstotliwość gracze niegrający p Trening (0 -5) 11, 13 18, 42 0, 025 Gra intro (0 -5) 11, 35 20, 03 0, 009 Gra (5 -10) 11, 50 18, 17 0, 043

Wskaźniki okoruchowe w grach a osobowość neurotyczność ekstrawertywność otwartość na doświadczenie ugodowość sumienność Średni czas rho fiksacji p Średnia rho amplituda p sakkad Całkowita rho amplituda sakkad p -0, 35 -0, 36* -0, 41* -0, 23 0, 108 0, 055 0, 048 0, 022 0, 215 0, 2 0, 36* 0, 52** 0, 4* 0, 26 0, 282 0, 048 0, 003 0, 029 0, 163 0, 18 0, 35 0, 51** 0, 34 0, 27 0, 335 0, 06 0, 004 0, 062 0, 150