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如何为你的研究项目选择合适的眼动仪？

眼球运动（眼动）作为视觉信息提取和加工的生理和行动表征，能客观全面地反映视觉信息选择、注意力变换和知觉广度等诸多信息。目前，眼动追踪技术已广泛应用于基础认知心理学、人机交互测试、用户体验等诸多领域。

然而市面上眼动追踪品牌和系列繁多，它们各具特点，如何正确选择研究设备，以保证所需测量数据的精度和实验的生态效度，是研究者关心的关键问题之一，因此，这篇文章将从三个影响决策的关键因素为研究者合理选择眼动追踪设备提供参考。

眼动追踪技术研究与优势

在进行眼动仪的选择之前，我们先了解眼动的模式和意义以及眼动追踪技术对研究人员来说具有哪些优势。

眼动模式及意义：

人类眼动主要分为3种类型：注视(Fixation)、眼跳(Saccades)、平滑追踪(smooth pursuit) 。

注视：指在被注视目标上停留时间至少持续100ms的停留点。眼球注视时伴随着微小的生理震颤，颤动幅度一般保持在1˚以内。

眼跳：也称扫视，指在被注视目标上的一系列停留点之间的快速跳动，是双眼的联合移动，视角在1˚~40˚之间，持续时间30~120ms，当持续时间超过100ms以上时，停留点被称为注视点。一般只有在获得注视点时，才能获取信息。

平滑追踪：眼球跟随动态目标缓慢移动，通常物体运动速度低于50˚/s，同样是双眼的联合移动，通常伴随着注视和眼跳。实际上人的双眼几乎总是同步运动。

人们用眼睛观察客观事物的过程中，正是上述3种眼动方式，完成对目标的瞄准和追踪，高效抓取关键视觉信息，获得清晰的图像输入。眼动仪的工作原理则是通过一系列算法和工具采集注视、眼跳在时间、空间维度上的指标，并呈现眼动轨迹。

眼动追踪技术对研究人员的3大优势：

数据驱动方法，眼动追踪系统提供的是客观数据，而不是简单地观察某人在看什么，它通过算法精确地计算数据结果，以此说明受试者在看什么。例如，在飞行员训练中，指导员不再需要依赖飞行员对其扫描模式的回忆，因为眼动追踪数据将为他们提供准确的答案，即他们何时正在看向何处。这为人与人或人与机器的相互作用提供了更深入的视角。

注视和扫描模式，除了扫描模式外，眼动仪所获取的受试者注视位置可以帮助研究者了解他对哪些地方更感兴趣，并为如何引导他们的注意力提供指导。此外，当某人在某个特定位置停留时，这可能表明此时的注意力集中，并且伴随着认知加工。

分析感兴趣的区域，通过追踪研究对象的位置，研究人员可以了解人们如何感知并与环境互动。对特定兴趣领域进行数据表征，以便研究人员可以获得详细信息，了解查看该特定区域的频率和时间、注视时及有多少受试者查看该位置。

如何为研究确定合适的眼动仪

01根据研究的需求特征

首先需要从实验的任务类型出发，从研究需求方面进行考虑，一般研究需求包括两个考虑因素，一个是环境因素，一个是测试精度。

>>>>环境因素

首先从我们的测试环境开始，确定测试的位置非常重要，以下是需要考虑的关键环境因素：

-是否在单个显示屏上进行测试？-应用环境是否复杂？如多屏幕应用程序，模拟器，车辆或飞机驾驶舱，或开放空间等。-眼动追踪系统是否需具有灵活性和多功能性以便在多种环境中使用？-眼动追踪系统是否需具备可扩展性以便未来可能需要更宽视野（FOV）的项目应用？-将在什么光照情况下进行测试？阳光或光线不足可能影响部分眼动仪的使用。-测试对象的移动性如何？它们是静止还是自由移动中的？-测试对象是否佩戴眼镜？-测试对象是否愿意或能够佩戴头戴式眼动追踪系统或眼动追踪眼镜？佩戴设备有时对于年轻或年长的参与者来说可能是一个挑战，因为长时间的测试可能导致不舒适性。

>>>>测试精度

眼动仪系统的设备性能主要由采样频率、分辨率、精确度三大指标共同衡量。

采样频率指眼动仪系统每秒采集眼球图像的次数，能够判断测量过程中两连续眼动行为之间的相关程度，是衡量眼动仪系统捕获信息的一个重要指标；分辨率是指单个注视样本的最小空间变化，与眼动仪系统精确度共同反映眼动仪在测量眼球空间位置时系统本身的噪声水平，直接关系到眼动仪对眼球位置变化的分辨能力。

以上这些性能指标直接影响数据质量和相关研究结果的可靠性，因此是除研究情境的适用性外，衡量一款眼动仪产品最重要的考虑因素。

高精度的眼动信息可以实现对视知觉加工过程和规律的准确反映，研究者可以透过眼动数据，寻找背后的心理机制。因此，当目的是鉴定和分析个体在执行特定任务（如阅读、搜索、运动、驾驶等）时的视觉注意模式，此类基础认知实验对数据质量要求较高，应选择测量性能水平高的眼动仪设备。

遥测式眼动仪Smarteye在驾驶环境中的应用

如果是进行人类工效、用户体验类研究，可能并不需要过高精度的数据，而重在实验情景的仿真效果，可以适当降低对性能参数的要求。

02配套软件的可视化、分析和报告

眼动仪选择第二个需要考虑的方面是系统配套软件的功能，对于测试的结果，部分研究人员仅仅需要没有进行数据可视化处理的原始数据，而一些研究人员则更需要额外的可视化和分析功能。

常见的可视化功能包括注视轨迹、注视、热图和兴趣区域(AOI)等。

分别为凝视轨迹、热图、兴趣区域(AOI)

而更高级的系统配套软件还包括其他高级功能，如适用于驾驶领域研究的Smarteye眼动追踪系统还包含：

多种数据输出方式

可获取的数据超过145种，除了眼部数据，比如视线，眼睑开合度，瞳孔尺寸等，还有头部姿态（6DOF）及位置数据。

此外，具备多种数据输出方式，如TCP、UDP、 CAN 等，便于与第三方设备整合，也可导出如Excel、Matlab格式的文本数据。

数据/预格式化分析报告的图形表示

Smart Eye Pro可以使用X-Y样式的图形绘制数据，并允许第三方软件从SEP获取数据，并生成有关工作负荷，疲劳及注意力程度的报告。

视点叠加

执行凝视覆盖基本上是将凝视放置在视频或显示图像的顶部。一种叠加方法是使用场景摄像机，将视线直接叠加到场景摄像机的图像上，这种方法效果虽好，但是它会引入由受试者眼睛和摄像机位置之间的角度偏移引起的视线误差。而Smarteye支持屏幕抓取覆盖，即将来自显示器的实时视频输出分离并直接放置到3D模型中，用于有效凝视覆盖，此方法提供了更高的精度，并消除了视差问题。

合并多个系统

另一个特殊功能是将多个眼动追踪系统融合在一起，以同时进行多人研究。在这种情况下，你可以实时看到受试者什么时候在看屏幕，而什么时候他们在直接互动。