眼動測試，就是通過視線追蹤技術，監測用戶在看特定目標時的眼睛運動和注視方向，並進行相關分析的過程。過程中需要用到眼動儀和相關軟體。早期人們主要利用照相、電影攝影等方式來記錄眼球運動情況，現在利用眼動儀等先進工具，可以得到更加精確的記錄。
基本介紹
- 中文名：眼動實驗
- 實質：眼睛運動和注視方向
- 原理：目前熱門的視線追蹤技術
- 拓展用途：心理治療中常用眼動來療愈創傷
原理,套用,
原理
眼動實驗的原理主要是：目前熱門的視線追蹤技術，主要是基於眼睛視頻分析（VOG，Video oculographic）的“非侵入式”技術，即用攝像機將眼睛運動錄下來再通過圖像分析判斷視線落點，且感測器與用戶沒有直接接觸。有些採用此類技術的儀器可以允許用戶自由活動，如Tobii的X60/120和T60/120系列的裸機，但有時也會通過一些方式限定用戶的活動範圍，比如要求用戶把下巴放在固定的支架上，以獲得更準確的數據。
我們知道，用戶的視線在移，眼球也在轉動，所以要推算出用戶的視線方向，就得在眼睛圖像中找到某種在眼球轉動時也保持不變的特徵，並計算其與瞳孔中心（其中心線即視線方向）間的向量關係。
套用
視線追蹤技術中廣泛運用的方法叫做“瞳孔—角膜反射方法”（the pupil center cornea reflection technique），其所利用的眼動過程中保持不變的特徵，是眼球角膜外表面上的普爾欽斑（Purkinje image）——眼球角膜上的一個亮光點，由進入瞳孔的光線在角膜外表面上反射（corneal reflection）而產生。
由於攝像機的位置固定、螢幕（光源）的位置固定、眼球中心位置不變（假設眼球為球狀，且頭部不動），普爾欽斑的絕對位置並不隨眼球的轉動而變化（其實，頭部的小幅度運動也能通過角膜反射計算出來）。但其相對於瞳孔和眼球的位置則是在不斷變化的——比如，當你盯著攝像頭時，普爾欽斑就在你瞳孔之間；而當你抬起頭時，普爾欽斑就在你的瞳孔下方。這樣一來，只要實時定位眼睛圖像上的瞳孔、和普爾欽斑的位置，計算出角膜反射向量，便能利用幾何模型，估算得到用戶的視線方向。再基於前期定標過程（即讓用戶注視電腦螢幕上特定的點）中所建立的用戶眼睛特徵與電腦螢幕呈現內容之間的關係，儀器就能判斷出用戶究竟在看螢幕上的什麼內容了。
定位瞳孔中心的位置是視線追蹤技術中的關鍵一步，但一個問題是，相比於虹膜與眼白之間的極其明顯的分界線來說，瞳孔和虹膜之間的分界線並沒那么清晰，特別是咱黑眼睛黃皮膚。因此，研究者為了提高這一步的精準度，又設計了“亮、暗瞳差分方案”，即：交替用不同方位的光源向人眼發出近紅外線，然後在每兩幀相鄰的圖像中，分別獲取用戶明亮的瞳孔（bright pupil，亮瞳）和暗淡的瞳孔（dark pupil，暗瞳），進行疊加差分，從而更清晰地“摳”出瞳孔，再計算瞳孔的質心和形狀等參數。
究竟拍到的是“亮瞳”還是“暗瞳”，這取決於攝像頭是否與光源共線。如果攝像頭與光源在同一條線上，則攝像頭拍到的瞳孔是被光照亮的，也就是“亮瞳”。這和拍照時，相機閃光燈直對著拍攝對象時照片上會出現“紅眼”的原理是類似的（忍不住想提一下，百科說紅眼是因為閃光燈使瞳孔暫時變大，其實有點扯，首先不相關，其次瞳孔在強光下會變小，不然豈不被閃瞎了眼）。如果二者不共線，則拍到的就是正常的“暗瞳”了。所以，支持亮暗瞳追蹤的眼動儀上都有兩套位置不同的近紅外光源。
之所以要用近紅外線，是因為人眼無法察覺到，不至於晃眼，影響用戶。這些光束很弱，只要研究者按照眼動儀說明書上指示的距離安排用戶就坐（比如離眼動儀60cm以上），用戶即便在工作的眼動儀前待8個小時也不會有放射性危險。
與上述“非侵入式”技術相對應的視線追蹤技術，則需要用戶與測試設備上的感測器直接接觸。比如早期的眼動測試會在測試者的眼睛裡塞進一個類似硬質隱形眼鏡的東西，監測隨著眼睛運動而不斷變化的磁場，從而知道你在看什麼地方，或者在測試者的眼睛周圍貼上電極，監測電位變化。這些方法聽著有點懾人，操作起來也麻煩，但獲取的數據比較準確。
那么，普通的商用眼動測試究竟能有多精確呢？這就得看測試用眼動儀的具體參數了。分空間和時間兩個維度：空間上的相關參數有精確度、漂移和螢幕尺寸，時間上的參數是採樣率（延時）。比如：Tobii X120的精確度是0.5度，隨時間的漂移在0.3度內，如果以用戶距離螢幕60cm計算的話，則偏移量約在0.13mm；其採樣率為120Hz，則延時在17ms，因為每隔兩幀才能算一次瞳孔。但有研究者發現，實際測試中的位置偏差要比這裡算出來的值大很多，可能與用戶移動頭部、或定標問題有關。如果用tobii這一系列做閱讀測試的話，很可能無法準確定位用戶到底在看界面上的哪一行字。因此在作分析時，要避免太相信結果中所給出的注視點。
同時在做測試時，也應儘量遵守實驗規範。現在的商用眼動儀一般都能對頭動進行補償計算，但是，即便眼動儀允許用戶自由活動，也有一個規定的頭動範圍，比如Tobii X60和T60型號的頭動範圍在44×22×30cm（長寬高），而X120和T120的頻率高、允許的頭動範圍更小，為30×22×30cm（長寬高），測試時應保證用戶的頭動幅度在此範圍內。而在定標時，則應允許用戶在規定範圍內的移動頭部，在定標階段將頭動納入考慮。
