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认识眼动

来源：北京荣通达科技有限公司 2023年08月04日 16:05

眼动的早期历史

眼动发展距今已有200多年。目前眼动广泛应用于心理学和认知神经科学，发展心理学，计算机科学，驾驶和模拟用户体验，消费者和商业研究等多种领域。目前已经有15万余篇眼动相关文献发表。新世纪开始，特别是13年以后，论文发表速度每年以5000余篇的增速上升(图1)。

想要了解一个领域的方法是了解他的发展历史。

眼动设备历史看似与实验无关，但是只有了解设备才能更好的进行实验。工具的历史同时也是技术的历史，更是思想发展的历史。掌握眼动发展历史能更好的帮助我们掌握眼动仪器运行的原理，让我们能更游刃有余的开展实验。

早期的眼动观察方法主要以观察法和机械记录法为主。本期主要介绍观察法。

观察法-镜子折射法

1879年，法国眼科医生路易斯·埃米尔·贾瓦尔(Louis Émile Javal)在默读中使用页面一侧的镜子观察眼球运动，他把镜子放在正在阅读的人的正前方和右侧，然后站在读者身后看读者脸的镜像，发现阅读涉及一系列不连续的运动，他是用科学方法记录这些停顿的人，创造了扫视一词解释这一现象。

Landolt在他对不同语言中句子和单个单词的阅读研究中也基本上使用了相同的方法。

而在1916年Freeman设计并描述了一个小的头部装置，用于将镜子固定在适当的位置，以便实验人员从后面观察。具体如下：

镜子安装在一个可调节的框架中，以便它可以调节到被试眼睛附近。当头部保持直立时，镜子的顶部与眼睛瞳孔的下边缘在同一水平线上。通过这种方式，被试可以透过镜子阅读与眼睛保持在同一水平面上的材料，同时实验者可以看到足够的眼睛来观察它的运动。阅读对象应朝向窗户或其他光源，而要阅读的文本应放置在眼睛的水平线上。阅读速度通过被试手中的秒表来测量。主试在不离开被试眼睛的情况下，用铅笔和纸记下被试阅读每一行时注视的次数。

镜面观察法逻辑和操作简单，但是该方法不够客观。同时主试在被试后方或者侧方观察镜面上的眼动，这导致数据分析十分复杂。

观察法-窥视孔法

1928年，Miles在斯坦福发现了一种直接观察方法。它只需要在将阅读的纸张中间位置打一个的洞。实验者拿着书，坐在椅子前面的凳子上。同时让读者坐在椅子上，他把那页纸举到面前对着读者，使用小孔观察被试眼动的反应。

窥视孔法解决了镜像眼动复杂的问题。但是受方式限制，这种方法仍然只能简单的观察人眼的移动，无法深入的进行分析。

观察法-显微镜法

在Miles发明窥视孔方法的同年，Ohrwall发现可以将显微镜放置在离受试者眼睛很近的地方，聚焦在一根小血管上，他通过这种方法观察被试快速连续的注视。

如下图，被试在S处观察在R处的视觉刺激，主试在E处通过T处的显微镜观察被试的右眼球。

显微镜法能够详细的观察被试的大部分常规眼动情况，但是这种方法需要被试佩戴颚托，咬压舌板等额外固定设备。被试无法在这种强控制条件下进行过长的实验。同时也无法保证实验的生态效度。

观察法-后像法

也有实验者另辟蹊径，利用后像研究眼球运动时注视点变化的实验。在实验中除了一小束光外，被试的视野是黑暗的。当被试的眼睛从一个点移动到另一个点时，一道白光同时沿着眼睛移动的方向移动。光刺激是间歇性的，每秒闪烁120次，那么后像中的光带就会变成一系列白点，每个白点代表1/120秒。使用这种方法可以获得相对准确的眼动速度。后像法需要被试在暗室中进行实验，强光的刺激导致被试无法长时间进行实验。全凭被试主观报告眼动运动轨迹，过于主观。

结语

本期简单的介绍眼动中观察法的发展历史。可以感受到眼动观测从粗浅到深入的过程，这也是眼动研究不断深入的过程。其实在眼动发展中仅仅只是初步的观测是远远不足的，人们很快就发明了各种设备对眼动进行深入的了解。关于这部分的历史发展会在今后的内容中详细叙述。

参考文献

Bell, C. (1823). On the motions of the eye, in illustration of the uses of the muscles and nerves of the orbit. Philosophical Transactions of the Royal Society of London(113), 166-186.

Carter, B. T., & Luke, S. G. (2020). Best practices in eye tracking research. International Journal of Psychophysiology, 155, 49-62.

Javal, E. (1878). Essai sur la physiologie de la lecture. Annales d'Ocilistique, 80, 97-117.

Landolt, E. (1891). Nouvelles recherches sur la physiologie des mouvements des yeux. Achives d’ophthalmologie, 11, 385-395.

Freeman, F. N. (1916). Experimental Education: Laboratory Manual and Typical Results. Houghton Mifflin.

Miles, Walter (1928). The Peep-Hole Method for Observing Eye Movements in Reading. The Journal of General Psychology, 1(2), 373–374. doi:10.1080/00221309.1928.9920134

闫国利，白学军. (2018). 眼动分析技术的基础与应用. 北京：北京师范大学出版社.

Newhall,S.M.(1928).Instrument for observing ocular movements. The American Journal of Psychology, 40(4), 628-629.

Lamansky, S. (1869). Bestimmung der Winkelgeschwindigkeit der Blickbewegung, respective Augenbewegung. Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere, 2(1), 418-422.

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