眼动追踪技术的应用研究进展

• 打字训练的眼动研究
华东师范大学，郭秀艳等，2007
• 动画人物设计效果评估
华东师范大学，刘璐等， 2007百度文库
• 飞机驾驶模拟的眼动研究
浙江大学，2005-2007
四、眼动应用研究发展现状（续）
近年来，天津师范大学所开展的眼动应用研究
• 产品外观设计的眼动评估（液晶电视、 MP3播放器、手机） • 品牌延伸认知效果的眼动研究
• 可以看出，无论是记忆效果还是购买意愿，三星 手机广告的效果比LG手机广告的效果好。
小结
• 对于这两段视频广告而言，三星手机广告的效果 比LG手机广告的效果要好一些。
结果分析——LG 手机
• 各片段内的注视比例
各片段不同兴趣区的注视比例 90% 80% 70% 60%
注视比例
手机 模特
50% 40% 30% 20% 10% 0% 片断1 片断2 片断3 片段 片断4 片断5 片断6
在注视比例上， 不同兴趣区间 的差异显著， 被试对模特区 域的注视比例 显著多于手机 区域。
– 网络搜索功能的可用性研究（Cutrell， Microsoft，2007）
– Baidu和Google搜索结果的差异比较
四、眼动应用研究发展现状（续）
• 工业设计效果评估
– 手机界面设计效果的眼动评估 – 笔记本电脑外观设计的眼动评估 – 家用轿车外观设计的眼动评估 ……
四、眼动应用研究发展现状（续）
结果分析——LG 手机
• 手机、模特与文字的眼动数据分析
不同兴趣区的注视时间 1600 1400 1200
注视时间（ms）
不同兴趣区的注视比例 45% 40% 35% 30%
注视比例
1000 800 600 400 200 0 手机 模特 兴趣区 文字
25% 20% 15% 10% 5% 0% 手机 模特 兴趣区 文字
• 了解用户观看广告过程中的心理特点，对于广告 效果评估非常重要。
问题的提出
• 本研究采用眼动记录技术，实时记录用户 观看视频广告过程的眼动轨迹，揭示用大 学生观看不同视频广告时的心理特点与规 律，探讨广告设计的优缺点，从而为广告 设计提供建议。
方法
被试
• 随机选取天津市某高校本科生27名，平均 年龄21.1±1.38岁。 • 被试裸眼视力或矫正视力在1.0以上，无色 盲、色弱等眼疾患者。
目标的注视率
三、应用研究常用眼动指标（续）
（二）眼跳
眼跳过程不会发生编码现象，因此眼跳指标不能 反映出任何关于目标复杂性和凸现性的信息。 但是，回视型眼跳可以作为编码过程中加工难度 的一个指标。在文章理解中，回视表示存在疑惑。
眼动指标
眼跳次数 眼跳幅度 回视型眼跳
意义
眼跳越多，表明搜索过程越长。 眼跳幅度越大，表明有更多的意义线索。 表明当前缺乏有意义的线索。
结果分析——三星手机
• 各片段内注视比例
各片段中不同兴趣区的注视比例 80% 70% 60% 手机 模特
注视比例
50% 40% 30% 20% 10% 0% 片段1 片段2 片段3 片段 片段4 片段5 片段6
在注视比例 上，不同兴 趣区间的差 异显著，被 试对手机区 域的注视比 例显著高于 模特区域。
• 人因研究
– 飞机驾驶 – 医生手术过程
• 消费心理研究
• 心理诊断研究
三、应用研究常用眼动指标
• 在眼动技术的应用研究中，经常使用的指 标主要有：
– 基本指标：注视点、眼跳等 – 合成指标：凝视时间、扫描路径等
三、应用研究常用眼动指标（续）
（一）注视点
对注视点意义的解释往往因研究内容的不同而不同。 在编码任务中（如浏览网页），对某一特定区域的高注
注视时间
注视比例
结果分析——LG 手机
• 在注视时间上，不同兴趣区间的差异显著， 被试对文字区域的注视时间显著短于手机 区域和文字区域。
• 在注视比例上，不同兴趣区间的差异显著， 被试对文字区域的注视时间显著少于手机 区域和文字区域。
结果分析
问卷数据分析
三星手机广告 记忆效果 喜欢程度 购买意愿 91% 2.54 3.56 LG手机广告 82% 2.51 2.21
• 手机界面设计评估
首都师范大学、丁锦红等，2005
• 网络广告效果的眼动评估
华东师范大学，杨治良等，2007
• 上海地铁导向系统的眼动研究
上海交通大学，戴力农，2007
四、眼动应用研究发展现状（续）
• 家庭轿车设计模型的眼动评估
上海交通大学，韩挺，2007
• 皮鞋、西装设计的眼动评估
浙江理工大学，2006-2007
结果分析——三星手机
• 对手机、模特与文字的注视比例
不同兴趣区的注视比例 60% 手机 50% 40% 模特 文字
30% 20% 10% 0% 片段1 片段 片段2
在注视比例上， 不同兴趣区间 的差异显著， 被试对手机区 域的注视比例 显著多于模特 区域和文字区 域。
注视比例
结果分析——LG 手机
扫描路径长度 扫描路径越长，表明搜索效率越低 。
空间密度 空间密度越小，表明越是直接型搜索 。 可以确定被试的搜索策略。
扫描方向
四、眼动应用研究发展现状
（一）国外研究现状
• 人机交互研究
– 互联网远程教学界面的效果评估（Christian Gü ，2004） tl – Microsoft Office 2007界面评估（ Microsoft Research，2007） – PC人机对话研究（Qvarfordt，IBM，2005）
• 各片段内注视时间
各片段不同兴趣区的平均注视时间 5000 4500 4000
平均注视时间（ms）
手机 模特
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 片断1 片断2 片断3 片断 片断4 片断5 片断6
在注视时间上， 不同兴趣区间 的差异显著， 被试对模特区 域的注视时间 显著多于手机 区域。
– 手机区域、模特区域和文字区域。
• 采用SPSS for Windows12.0进行统计。
结果分析
分析思路
• 首先以整个视频为分析单位进行分析，从整体角度分析广 告的特点； • 其次，根据每段广告中手机的位置，将整个视频分为更小 的视频片断，即，使每个小片段中手机基本上位于一个固 定的区域内，目的是为了确定兴趣区，便于分析和比较。 • 手机或模特单独呈现的视频没有进行分析。
• 商家最为关心的问题：
（1）怎样的广告才能使消费者过目不忘，记住 自己的商品？ （2）怎样的广告才能激发消费者的购买欲望？
问题的提出
• 广告效果的评价主要采用的是事后感知调查、购 买意愿调查、经济效益评估等手段。
• 这些方法无法获得用户观看视频广告过程中的心 理加工活动，而用户对广告的感知和态度都是在 观看过程中形成的。
注视持续时间
首次注视时间
眼动指标
意义
凝视通常是兴趣区内所有注视时间的总和。
凝视时间
它是比较不同目标上注意分配情况的最佳指标。
在位置意识研究中，凝视时间可以作为一个期 望值的指标。
注视的空间密度
注视点集中在一个小区域内，表明这是一个高 效率的搜索过程，同时也说明这个区域是关键 区域。
目标的注视次数除以总注视次数。这个比例越 低，表明搜索效率越低。
方法
实验仪器
• Tobii T120型眼动仪，采样率120Hz，19英 寸液晶显示屏，分辨率为1024×768，刷新 率为75Hz。 • 主机为DELL D620笔记本电脑，主频 2.16Hz ， 2G内存，256M显卡。
方法
实验材料
• 两段手机视频广告，为了避免熟悉效应， 所选的手机广告均为国内没有播放过的韩 国手机广告，一段SUMSANG手机广告，另 一段为LG Shine手机广告。两段广告的时间 均为30秒。
二、眼动追踪技术的应用领域（续）
• 产品可用性研究
– 网页 – 软件
– 手持通讯
• 广告效果测试
– 动画、影像广告（电视广告、网络动态广告）
– 平面广告（杂志、报纸、网络静态广告、街头广告牌） – 产品摆放（超市、商场）
二、眼动追踪技术的应用领域（续）
• 人机交互研究
– 数字电视 – 计算机游戏
方向改变眼跳型意味着个体的目标发生了 方向改变型眼跳 改变，或者表明视野中的信息与用户的期 望不一致。
三、应用研究常用眼动指标（续）
（三）扫描路径
典型的扫描路径：注视—眼跳—注视—眼跳— 注视。
在搜索任务中，理想的扫描路径是一个直接朝
向目标的直线。
眼动指标
意义
扫描持续时间 扫描持续时间越长，表明搜索效率越低。
• 广告效果评估和商业研究
– 各种类型广告效果评估 – 品牌延伸效果 – 商场商品摆放效果
四、眼动应用研究发展现状（续）
• 心理治疗领域
– ADHD儿童研究 – Schizophrenia研究 – 网络成瘾患者研究 – 游戏沉迷患者研究
– 孤独症儿童的早期眼动诊断
四、眼动应用研究发展现状（续）
（二）国内眼动应用研究的进展
方法
sumsang
LG Shine
方法
实验程序
• 实验是个别施测，分为两个阶段，第一阶 段为眼动评估，第二阶段为问卷调查。 • 两段广告的播放顺序在被试间进行了平衡。
方法
数据处理
• 采用Tobii studio进行数据分析。在统计分析前， 对眼动记录的准确性进行检查，剔除1名被试数据。
• 兴趣区：
• • • • •
科学类杂志目录的眼动研究 广告效果的眼动评估（平面广告、网页广告、视频广告） 电子告示牌呈现效果的眼动研究 运动员运动过程的眼动特点（篮球、自行车） 交通心理研究
眼动记录技术应用研究案例
案例一
视频手机广告效果的眼动评估
问题的提出
• 调查发现，美国消费者每天主动和被动接 触的广告平均有300-500份左右。
Raymond Dodge‘s Photochronograph
1968年，《Scientific American》以眼动仪为封面，并在内 文详细介绍了眼动仪。
今天常见的眼动仪
ASL系列 SMI系列
EyeLink系列
Tobii 系列
二、眼动追踪技术的应用领域
目前正处于探 索阶段的领域
较成熟 的领域
• 各片段内注视时间
各片段中不同兴趣区的平均注视时间 2000 1800 1600 手机 模特
1400 1200 1000 800 600 400 200 0 片段1 片段2 片段3 片断 片段4 片段5 片段6
不同兴趣区 间的差异显 著，被试对 手机区域的 注视时间显 著长于模特 区域。
平均注视时间（ms）
• 总体分析
不同兴趣区的注视时间 16000 14000 12000
注视时间（ms）
注视比例
不同兴趣区的注视比例 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
10000 8000 6000 4000 2000 0 手机 兴趣区 模特
手机 兴趣区
模特
注视时间
注视比例
结果分析——LG 手机
眼动追踪技术的应用研究进展
主要内容
• • • • 眼动追踪技术的发展 眼动追踪技术的应用领域 常用眼动指标及其意义 应用研究典型案例
一、眼动追踪技术的发展
• 眼动有一个较长的发展历程……
Edmund Huey’s Eye Tracker (1898)
• Huey （1898） 采用橡皮膏将一个杠杆连接在眼球上，首 次记录了被试阅读过程中的眼动轨迹。
结果分析——三星手机
• 对手机、模特与文字的注视时间
不同兴趣区的注视时间 1400 1200 手机 模特 1000 800 600 400 200 0 片段1 片断 片段2 文字
在注视时间上， 不同兴趣区间 的差异显著， 被试对手机区 域的注视时间 显著长于模特 区域和文字区 域。
平均注视时间（ms）
视率说明被试对这个区域感兴趣；或者说明这个区域包含 着复杂的信息，编码比较困难（Jacob & Karn，2003；Just & Carpenter，1976）。 在搜索任务中，注视点越多，表明对目标就越不能确定 （Jacob & Karn，2003）。
眼动指标
总注视次数 兴趣区内注视次数
意义
总注视次数越多，表明搜索效率越低。 兴趣区内注视次数越多，表明这个区域对 于观察者来说更为重要，更能引起注意。 注视时间越长，表明提取信息越困难； 或者表明这个目标更吸引人。 对于目标的首次注视时间越短，表明它越 能引起注意。
结果分析——三星手机
• 总体分析
不同兴趣区的平均注视时间 7800 7600
注视时间（ms）
不同兴趣区的注视比例 60% 50% 40%
注视比例
7400 7200 7000 6800 6600 手机 兴趣区 模特
30% 20% 10% 0% 手机 兴趣区 模特
注视时间
注视比例
结果分析——三星手机