眼動儀是心理學基礎研究的重要儀器。眼動儀用於記錄人在處理視覺信息時的眼動軌跡特徵，廣泛用於注意、視知覺、閱讀等領域的研究。現有不同廠家生產的多種型號的眼動儀，如 EyeLink眼動儀、EVM3200眼動儀、faceLAB4眼動儀、EyeTrace XY 1000 眼動儀。
基本介紹
- 中文名：眼動儀
- 性質：心理學基礎研究的重要儀器
- 作用：記錄人處理視覺信息時的眼動軌跡
- 套用：用於視知覺、閱讀等領域的研究
- 套用技術：通過考察眼球運動來研究心理活動
- 套用原理：眼動技術
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套用技術
早在19世紀就有人通過考察人的眼球運動來研究人的心理活動，通過分析記錄到的眼動數據來探討眼動與人的心理活動的關係。眼動儀的問世為心理學家利用眼動技術(eye movement technique)探索人在各種不同條件下的視覺信息加工機制，觀察其與心理活動直接或間接奇妙而有趣的關係，提供了新的有效工具。眼動技術先後經歷了觀察法，後像法，機械記錄法，光學記錄法，影像記錄法等多種方法的演變。眼動技術就是通過對眼動軌跡的記錄從中提取諸如注視點，注視時間和次數，眼跳距離，瞳孔大小等數據，從而研究個體的內在認知過程。20世紀60年代以來，隨著攝像技術，紅外技術(infrared technique)和微電子技術的飛速發展，特別是計算機技術的運用，推動了高精度眼動儀的研發，極大地促進了眼動研究在國際心理學及相關學科中的套用。眼動心理學的研究已經成為當代心理學研究的一種有用范型。
現代眼動儀的結構一般包括四個系統，即光學系統，瞳孔中心坐標提取系統，視景與瞳孔坐標迭加系統和圖像與數據的記錄分析系統。眼動有三種基本方式:注視(fixation)，眼跳(saccades)和追隨運動(pursuit movement)。 眼動可以反映視覺信息的選擇模式，對於揭示認知加工的心理機制具有重要意義，從研究報告看，利用眼動儀進行心理學研究常用的資料或參數主要包括:注視點軌跡圖，眼動時間，眼跳方向(DIRECTION)的平均速度(AVERAGE VELOCITY)時間和距離(或稱幅度AMPLITUDE)，瞳孔(PUPIL)大小(面積或直徑，單位象素pixel)和眨眼(Blink)。
眼動的時空特徵是視覺信息提取過程中的生理和行為表現，它與人的心理活動有著直接或間接的關係，這也是許多心理學家致力於眼動研究的原因所在。
套用研究
第一屆歐洲眼動大會是1981年在德國伯恩召開，規模雖然非常小，但它卻標誌著眼動研究的繁榮時期即將到來。第十三屆歐洲眼動大會於2005年8月在瑞士伯爾尼召開，它的規模和範圍早已超出了歐洲。已成為各國眼動研究專家交流學術思想，加強合作的重要平台。 眼動的心理學研究是一個方興未艾的領域，它已成為當代心理學研究的一種有用范型。
隨著眼動儀向智慧型化，系列化，便攜化方向的發展，其理論研究以及在心理學眾多分支領域中的套用得以迅速發展，以下就部分眼動理論研究及套用領域作一簡單介紹。
眼動與視覺信息加工的心理機制研究
它是心理學基礎研究的主要課題。該領域中的基本理論主要是關於視覺信息加工與眼動的關係理論，特別是眼跳與注意的關係模型。Godijn和Theeuwes提出了"競爭-整合模型"(The Competitive Integration Model)以解釋外源性眼跳(excogenous saccades)與內源性眼跳(endogenous saccades)之間的競爭。該模型認為眼跳過程發生在一個共同的眼跳地圖上，這個眼跳地圖是動態的，可變的，心理性的。它是整合了來自不同方面信息(如內源和外源性)的結果。心理學家都承認注意與眼動的內在關係。注意是信息加工過程中普遍存在的心理機制，因此通過眼動過程了解注意的狀態及其方向，可以為揭示信息加工的內部機制提供獨特而有效的途徑。
閱讀的眼動研究
心理學家對閱讀的眼動研究可以追溯到19世紀，較著名的書有1897年Quantz的《閱讀心理學中的問題》，1906年Dearborn的《閱讀心理學》和1908年Huey的《閱讀心理學和教育學》。隨著認知心理學的興起，心理學家開始重視眼動與知覺及其認知之間的關係。在閱讀的研究中，心理學家利用眼動參數來反映認知加工的過程。
圖畫觀看視覺搜尋和模式識別的眼動研究
圖畫觀看是一個不斷搜尋的過程，重要信息也直觀。人們往往能獲得離中央窩更遠距離上的信息。 上世紀30年代Buswell對圖畫觀看進行了系統研究，得出兩種知覺模型:第一是一般查詢模式(general survey)，另一種是持續時間較長的注視。Yarbus(1967)以眼動為指標對圖畫觀看進行了較廣泛的系統研究。Noton stark(1971)提出了一種視覺模式的知覺理論假設，並有證據支持。
模式識別是認知心理學在知覺領域中研究的重要課題之一。Gould等(1965)考察了搜尋數字的眼動模式，Williams(1966)在實驗中發現，當只告訴被試要找的數字信息時，被試往往不表現出明顯的選擇性注視，當給出顏色，大小和形狀三種信息的一種時，顏色信息使被試表現出明顯的選擇性注視。我國心理學家韓玉昌(1997)考察了被試在觀察不同形狀和顏色圖形時眼睛運動的順序性問題(時間和空間序列問題)，得出許多實驗結果。
眼動分析法在廣告心理學研究中的套用
廣告作為一種信息傳遞方式，其目的在於推銷商品。廣告心理學是將心理學的基本原理用於廣告設計，通過對消費者的心理過程和特點的研究，設計出最能激起消費者購買慾的廣告。人們通過測量多種心理效應來判斷廣告在消費者群體中產生的效果。測定廣告心理效應的方法有:廣告媒體的認知測量，廣告媒體的記憶測量，視向心理測量和意見測量等。其中視向心理測量是廣告心理學研究的重要內容，其測量中經常使用的儀器就是眼動儀。眼動儀可以將顧客注視廣告時的眼動軌跡記錄下來，通過分析記錄的數據，可以清楚地了解顧客注視廣告時的先後順序，對畫面的某一部分(分析結果時可以劃分興趣區間)的注視時間，注視次數，眼跳距離，瞳孔直徑(面積)變化等。並以此來分析廣告觀看者的心理活動，這有助於廣告商了解到廣告客群是否按廣告製作人的意圖去注視廣告，是否漏看了廣告主(出資人)最為關注的諸如公司名稱，商品名稱及與眾不同的特點，品牌標記等重要信息。通過眼動分析可以為廣告設計者對廣告布局(重要信息的位置)，插圖和文案進行合理的安排提供有用的依據，也為評價廣告設計效果提供了客觀指標。
動機與態度的研究
在相同情境下，記錄被試的眼動信息，可以探測到被試對信息的選擇取向，從而研究不同個體在相同情境下的動機與態度取向。比如對不同商品的注視時間等可以反映被試的興趣志向和消費動機。
發展心理學研究
通過記錄不同年齡的兒童青少年在各種不同條件下的眼動信息，可以探測其信息加工能力，學習能力的發展水平。如果將眼動分析套用於學科問題解決的研究，則可以探究比較不同學生在解決各種問題時對外部信息的提取並由此推斷其表征問題的過程和機制。
套用領域
眼動在工效學(ergonomics)研究中的套用
在工程設計中經常要考慮人的因素的制約性。如視覺信息搜尋的速度，範圍及其快捷性等。眼動的工效學就是利用眼動指標來探測人--機互動作用中視覺信息提取及視覺控制問題，使設計符合人的身體結構和身心特點，實現人，機，環境之間的最佳結合。能夠讓人們更容易，更有效，更舒適和更安全地工作。
眼動的交通心理學研究
眼動在交通心理學的研究主要涉及駕駛艙內的錶盤設計問題，道路建設及路標設定問題，駕駛者在駕駛過程中的視覺信息搜尋及其培訓問題等。法國的Florence Hella在採用呈現信息的新技術研究汽車儀錶盤時曾特彆強調眼動分析的重要性。
構建駕駛員眼動特徵的理論模型在駕駛行為的研究中非常重要。有人提出預測汽車駕駛員行為的模型-隱含馬克夫動態模型(Hidden Markove dynamic models簡稱 HMDMs)，該模型可根據觀察駕駛員的行為獲取的眼動模式來推測駕駛員的行為意向(當前狀態)。如注意路上的汽車情況，檢查車的當前位置，將車的位置調到路中央等。因此這個分析系統具有實際套用價值。可以為智慧型汽車系統提供有用信息。
眼動在航空心理學研究中的套用
航空心理學是心理學的一個重要分支。早在二次世界大戰期間就已開始。它主要是研究航空環境中飛行員的行為特點和航空設備設計中人的因素問題。以眼動為指標的研究主要包括:1)航空環境中飛行員的行為特點。2)研究飛行器設計與使用者的人機關係問題。3)研究和訓練飛行員的方法。
眼動在體育心理學方面的研究
在各種體育運動過程中，視覺信息的提取是其基本的心理支持。而視覺信息提取的不同模式可能正確反映了高水平運動員與一般水平(或新手)運動員之間的運動能力差異。所以記錄不同水平運動員在運動訓練或比賽過程中的眼動模式，有利於提供對新手進行有效訓練的模式和策略。有些項目，如籃球，足球，桌球，冰球，高爾夫球，網球，檯球，鉛球，板球，體操，擊劍，腳踏車和職業西洋棋等都可以利用眼動儀進行研究。
眼動儀在網站可用性研究的套用
眼動追蹤技術對網站可用性的研究主要包括對網頁瀏覽習慣的研究和網站頁面布局的研究兩個方面。其中，對網頁瀏覽習慣的研究主要是通過觀察分析網民的網頁瀏覽數據，來獲取相關資料，從而對網頁的結構、設計、內容等對網民的影響力做出判斷，並且進一步推斷出網站如何實現最優布局才能對網站客群產生最大的視覺和心理影響。
網頁瀏覽習慣的研究
在眼動研究中，發現瀏覽不同網頁時，被測試的注視習慣幾乎是一致。最普遍的瀏覽模式呈現的是F形注視點分布。當然，並不是所有被測試的注視點都是F形分布的，也會有E形的和倒L形，但是大部分數據中都與F型注視極為相近，其實它們都是F形注視的衍生。
由圖中的信息可以看出，眼動追蹤技術將用戶在瀏覽三個不同的網頁時的眼動軌跡進行了記錄，其中第一幅圖所展示的是典型的F型注視點分布。通過對記錄數據的分析，我們能夠清楚的了解到用戶注視這三個網頁的先後順序，對其中某一部分的注視時間，注視次數，眼跳距離，瞳孔直徑變化等，並以此來分析用戶的心理活動，從而為網頁布局提供有效的信息，使網站企業對網頁的結構、內容、廣告位確定以及最佳化等的決策具有強大的理論支持。
需要注意的是，在眼動追蹤技術對網頁瀏覽習慣的研究中，這只是其中一個細微的共性，而更精確有效地信息和研究，還有待於對每個網站更具針對性的可用性測試。
相對於眼動追蹤技術對網頁瀏覽習慣的研究，其對網站頁面布局的研究目的雖與前者的研究目的有一定的相似性，但是由於對後者的研究方面有了很大的創新，因而對其研究目的也有了更高更新的要求。
網站頁面布局的研究
眼動追蹤技術對網站頁面布局的研究是致力於使用戶感覺更加順暢舒適，在瀏覽頁面習慣性的注視動作上，最佳化網站頁面的內容，使瀏覽者更便捷的找到自己所需要的內容。
具體的說，眼動追蹤技術通過記錄被測試人員的眼睛運動軌跡，一方面來分析用戶的眼動軌跡和瀏覽習慣，另一方面完整而客觀的還原用戶對頁面各部分的視覺注意力、注視軌跡和關注質量，通過眼動追蹤對三大入口網站的可用性研究，我們可以看到，與MSN和SINA相比，SOHU首頁的頁面布局更加均勻，如中間縱向分為三列，並且內容色調基本一致，寬窄也相當接近，這更加有助於用戶注意力的均勻分配。通過這三幅圖的分析結果，我們能夠較為直觀的得出不同的網頁分別需要改觀的地方有哪些，從而得出更吸引人的網路頁面布局。
眼動追蹤技術是由19世紀認知心理學領域的科學家發現並開始研究，在百餘年的研究歷史中，眼動追蹤技術不斷取得突破和進展。在21世紀，眼動追蹤技術成功成為一門實踐科學，普遍的套用於學術研究和商業領域。隨著眼動追蹤技術的不斷創新和發展，以及網際網路技術的需求不斷加大，其在網站可用性方面的套用將越來越廣。利用眼動追蹤技術所提供的數據和信息，網站企業的頁面設計將越來越具有體驗性，使用戶獲得耳目一新的瀏覽感受，從而一方面為網站發展帶來優勢，也使用戶更加快捷、便利的從網路獲取所需要的信息。
