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眼动测试方法启蒙篇:为什么亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,是什么{亚搏体育游戏主词} >>人性化设计>>文章列表

——给看客,正整理眼动方法的,和所有想看进阶篇的同学

写在前面:

眼动测试因其强大的功能,在互联网用户研究工作中应用颇丰亚搏体育游戏亚搏体育游戏。但此货本身较复杂亚搏体育游戏亚搏体育游戏,且周期不短亚搏体育游戏亚搏体育游戏,因此要用好还真是门学问。本系列(暂分1启蒙、2进阶亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏、和3高级三部曲)将集中讨论测试设计和分析方法亚搏体育游戏,由于我正经接触眼动时间也不长亚搏体育游戏,所以本着讨论的宗旨亚搏体育游戏,抛砖引玉亚搏体育游戏。鉴于各公司选用的眼动仪可能差异较大,不会展开讨论操作细则亚搏体育游戏。

《启蒙篇》要解决的问题简单,但哲学——为什么?是什么亚搏体育游戏?

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第一个大问题:

为什么要追踪眼睛的运动呢?这里我们要先回到出发点——注意亚搏体育游戏,然后顺着理清注意à眼动à注视追踪这条脉络。

注意——出发点:

网站或客户端产品的重要目的是传达信息、引导用户操作亚搏体育游戏,所以能否让用户快速方便地注意到亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏、并理解页面上重要的内容,无疑是评价产品界面好坏的一个重要指标亚搏体育游戏。我们不停地问自己:这个网页/软件的页面布局合理吗,符合我们的目标吗亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏?此处,借用杨溢哥的一个经典栗子:

如果页面上只有一个元素,很简单,用户注意的焦点无疑就是这个元素(图1):

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但事实上亚搏体育游戏,页面上元素常常很丰富(图2)亚搏体育游戏,这时又该如何知道用户都注意了什么呢?

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注视——注意的外显特征:

遇到上面的问题时亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,你可能会想到通过考察用户视线的落点(POR,Point of Regard)亚搏体育游戏,来判断其注意的焦点亚搏体育游戏。但并非视线每次落下都能算一次有意识的注意。研究显示亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,一个人注意并获取信息亚搏体育游戏亚搏体育游戏,主要是通过眼睛的“注视”(fixation)来实现的亚搏体育游戏,即将眼睛的中央窝对准某一物体的时间超过100毫秒亚搏体育游戏亚搏体育游戏,在此期间亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,被注视的物体成像在中央窝上,才能获得比较充分的加工亚搏体育游戏,形成清晰的像。因此亚搏体育游戏,考察用户注视的对象也就知道其注意的内容了亚搏体育游戏亚搏体育游戏。

除注视外,眼睛还有两种基本的运动方式:“眼跳”(saccade)和“追随运动”(smooth pursuit)亚搏体育游戏。眼跳亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,指的是注视点或者注视方向突然发生改变,这个过程中个体可以获得时间和空间信息亚搏体育游戏,但是几乎不能形成比较清晰的像亚搏体育游戏,也就不能获得清晰的信息或进行认知加工。而追随则是说亚搏体育游戏亚搏体育游戏,当被观察物体与个体的眼睛存在相对运动时亚搏体育游戏亚搏体育游戏,个体会为了保证对这个物体的注视亚搏体育游戏,眼球追随其进行移动亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏。三种眼动方式经常交错在一起,目的均在于选择信息亚搏体育游戏亚搏体育游戏,将要注意的刺激物置于像与中央窝区域亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,以形成清晰的像。有些地方还提到另外一种状态亚搏体育游戏亚搏体育游戏,就是“眨眼”(blink)。

眼动追踪——接近自然的观测手段:

但亚搏体育游戏亚搏体育游戏,怎么才能知道用户注视了哪儿呢亚搏体育游戏?最直接的办法无疑是——问亚搏体育游戏。比如我问:你现在看什么亚搏体育游戏?你回答:正在看你写的这段话呢!搞定。但如果我想每时每刻都知道你在看什么,一直问恐怕不是一个好主意亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏。我们需要一个没那么烦人亚搏体育游戏、且更真实的监测方式亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏。

这就要用到“视线追踪”(eye tracking)技术,也就是借用一些高科技手段,实时追踪用户的视线,从而了解用户每时每刻都在看哪儿了亚搏体育游戏亚搏体育游戏。运用这一技术进行测试,自然就叫眼动测试了。

至此亚搏体育游戏,有关“为什么”的问题成功解决亚搏体育游戏。

第二个大问题:

眼动测试是什么呢亚搏体育游戏?这里我们要关注的关键词是:概念,原理,数据指标,应用情境亚搏体育游戏亚搏体育游戏。

概念:

眼动测试亚搏体育游戏,就是通过视线追踪技术亚搏体育游戏,监测用户在看特定目标时的眼睛运动和注视方向,并进行相关分析的过程。过程中需要用到眼动仪和相关软件亚搏体育游戏。

原理:

如果你刚开始了解眼动,且不是很需要了解眼动的原理,建议这个小标题中只看下面的第一段即可亚搏体育游戏。但如果你想追究下亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,且对简单的解剖学和简单的光学物理不抵触亚搏体育游戏,建议都看,一起杀几个脑细胞玩亚搏体育游戏亚搏体育游戏。

目前热门的视线追踪技术亚搏体育游戏,主要是基于眼睛视频分析(VOG,Video oculographic)的“非侵入式”技术亚搏体育游戏,即用摄像机将眼睛运动录下来再通过图像分析判断视线落点,且传感器与用户没有直接接触亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏。有些采用此类技术的仪器可以允许用户自由活动亚搏体育游戏,如TobiiX60/120T60/120系列的裸机(图3左)亚搏体育游戏亚搏体育游戏,但有时也会通过一些方式限定用户的活动范围,比如要求用户把下巴放在固定的支架上亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,以获得更准确的数据(图3右)。

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我们知道,用户的视线在移亚搏体育游戏,眼球也在转动,所以要推算出用户的视线方向亚搏体育游戏,就得在眼睛图像中找到某种在眼球转动时也保持不变的特征亚搏体育游戏亚搏体育游戏,并计算其与瞳孔中心(其中心线即视线方向)间的向量关系。

视线追踪技术中广泛运用的方法叫做“瞳孔—角膜反射方法”(the pupil center cornea reflection technique),其所利用的眼动过程中保持不变的特征亚搏体育游戏,是眼球角膜外表面上的普尔钦斑(Purkinje image)——眼球角膜上的一个亮光点亚搏体育游戏,由进入瞳孔的光线在角膜外表面上反射(corneal reflection)而产生(图4)亚搏体育游戏。

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由于摄像机的位置固定、屏幕(光源)的位置固定亚搏体育游戏、眼球中心位置不变(假设眼球为球状亚搏体育游戏亚搏体育游戏,且头部不动)亚搏体育游戏亚搏体育游戏,普尔钦斑的绝对位置并不随眼球的转动而变化(其实亚搏体育游戏亚搏体育游戏,头部的小幅度运动也能通过角膜反射计算出来)。但其相对于瞳孔和眼球的位置则是在不断变化的——比如亚搏体育游戏,当你盯着摄像头时亚搏体育游戏,普尔钦斑就在你瞳孔之间亚搏体育游戏亚搏体育游戏;而当你抬起头时,普尔钦斑就在你的瞳孔下方亚搏体育游戏亚搏体育游戏。这样一来,只要实时定位眼睛图像上的瞳孔、和普尔钦斑的位置亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,计算出角膜反射向量亚搏体育游戏,便能利用几何模型,估算得到用户的视线方向(图5)亚搏体育游戏亚搏体育游戏。再基于前期定标过程(即让用户注视电脑屏幕上特定的点)中所建立的用户眼睛特征与电脑屏幕呈现内容之间的关系亚搏体育游戏亚搏体育游戏,仪器就能判断出用户究竟在看屏幕上的什么内容了(图6)亚搏体育游戏。

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定位瞳孔中心的位置是视线追踪技术中的关键一步亚搏体育游戏,但一个问题是亚搏体育游戏亚搏体育游戏,相比于虹膜与眼白之间的极其明显的分界线来说亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,瞳孔和虹膜之间的分界线并没那么清晰亚搏体育游戏亚搏体育游戏,特别是咱黑眼睛黄皮肤。因此亚搏体育游戏,研究者为了提高这一步的精准度,又设计了“亮亚搏体育游戏亚搏体育游戏、暗瞳差分方案”亚搏体育游戏,即:交替用不同方位的光源向人眼发出近红外线亚搏体育游戏亚搏体育游戏,然后在每两帧相邻的图像中亚搏体育游戏,分别获取用户明亮的瞳孔(bright pupil亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,亮瞳)和暗淡的瞳孔(dark pupil,暗瞳),进行叠加差分亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,从而更清晰地“抠”出瞳孔,再计算瞳孔的质心和形状等参数(图7)亚搏体育游戏。

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究竟拍到的是“亮瞳”还是“暗瞳”亚搏体育游戏,这取决于摄像头是否与光源共线。如果摄像头与光源在同一条线上亚搏体育游戏,则摄像头拍到的瞳孔是被光照亮的亚搏体育游戏,也就是“亮瞳”亚搏体育游戏。这和拍照时亚搏体育游戏,相机闪光灯直对着拍摄对象时照片上会出现“红眼”的原理是类似的(忍不住想提一下亚搏体育游戏,百科说红眼是因为闪光灯使瞳孔暂时变大亚搏体育游戏,其实有点扯亚搏体育游戏亚搏体育游戏,首先不相关亚搏体育游戏,其次瞳孔在强光下会变小亚搏体育游戏亚搏体育游戏,不然岂不被闪瞎了眼)亚搏体育游戏。如果二者不共线亚搏体育游戏,则拍到的就是正常的“暗瞳”了亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏。所以亚搏体育游戏,支持亮暗瞳追踪的眼动仪上都有两套位置不同的近红外光源亚搏体育游戏亚搏体育游戏。

之所以要用近红外线,是因为人眼无法察觉到亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,不至于晃眼,影响用户亚搏体育游戏。这些光束很弱亚搏体育游戏,只要研究者按照眼动仪说明书上指示的距离安排用户就坐(比如离眼动仪60cm以上),用户即便在工作的眼动仪前待8个小时也不会有放射性危险亚搏体育游戏。

与上述“非侵入式”技术相对应的视线追踪技术亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,则需要用户与测试设备上的传感器直接接触亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏。比如早期的眼动测试会在测试者的眼睛里塞进一个类似硬质隐形眼镜的东西亚搏体育游戏亚搏体育游戏,监测随着眼睛运动而不断变化的磁场亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,从而知道你在看什么地方亚搏体育游戏亚搏体育游戏,或者在测试者的眼睛周围贴上电极,监测电位变化亚搏体育游戏。这些方法听着有点慑人亚搏体育游戏亚搏体育游戏,操作起来也麻烦亚搏体育游戏,但获取的数据比较准确亚搏体育游戏。

那么,普通的商用眼动测试究竟能有多精确呢亚搏体育游戏?这就得看测试用眼动仪的具体参数了亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏。分空间和时间两个维度:空间上的相关参数有精确度亚搏体育游戏、漂移和屏幕尺寸,时间上的参数是采样率(延时)。比如:Tobii X120的精确度是0.5度,随时间的漂移在0.3度内,如果以用户距离屏幕60cm计算的话亚搏体育游戏亚搏体育游戏,则偏移量约在0.13mm亚搏体育游戏;其采样率为120Hz,则延时在17ms亚搏体育游戏亚搏体育游戏,因为每隔两帧才能算一次瞳孔亚搏体育游戏。但有研究者发现,实际测试中的位置偏差要比这里算出来的值大很多亚搏体育游戏亚搏体育游戏,可能与用户移动头部亚搏体育游戏亚搏体育游戏、或定标问题有关亚搏体育游戏。如果用tobii这一系列做阅读测试的话,很可能无法准确定位用户到底在看界面上的哪一行字亚搏体育游戏。因此在作分析时,要避免太相信结果中所给出的注视点亚搏体育游戏。

同时在做测试时,也应尽量遵守实验规范。现在的商用眼动仪一般都能对头动进行补偿计算亚搏体育游戏,但是亚搏体育游戏,即便眼动仪允许用户自由活动,也有一个规定的头动范围,比如Tobii X60T60型号的头动范围在44×22×30cm(长宽高)亚搏体育游戏亚搏体育游戏,而X120T120的频率高、允许的头动范围更小亚搏体育游戏亚搏体育游戏,为30×22×30cm(长宽高)亚搏体育游戏,测试时应保证用户的头动幅度在此范围内。而在定标时亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,则应允许用户在规定范围内的移动头部亚搏体育游戏,在定标阶段将头动纳入考虑亚搏体育游戏亚搏体育游戏。

数据指标:

做完一次眼动测试后亚搏体育游戏亚搏体育游戏,我们会得到什么呢亚搏体育游戏?

测试后输出的数据中包括用户在界面上的各个注视点的空间和时间信息,以及用户的瞳孔尺寸变化信息(表征用户的唤醒程度)亚搏体育游戏。同时亚搏体育游戏,软件还会自动生成眼动热点图(heatmap)亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏、视线轨迹图(gazeplot)亚搏体育游戏、集簇图(cluster)亚搏体育游戏亚搏体育游戏、蜂群回放(bee swarm)等等,提供直观的结果亚搏体育游戏亚搏体育游戏。前面说过,注视是将眼睛的中央窝对准某一物体的时间超过100毫秒,是评估用户注意情况的重要指标。

基本的注视点统计指标包括:注视时长(fixation duration)、和注视点数目(fixaiton count),均可以作为因变量来研究各个页面区域、或感兴趣区域(AOI亚搏体育游戏,area of interest)亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏、或实验条件的影响。同时亚搏体育游戏亚搏体育游戏,如果对用户的注视轨迹(gaze path)进行编码亚搏体育游戏,也可以分析轨迹规律。

至于眼动测试的具体设计和数据分析方法,将在《进阶篇》中讨论亚搏体育游戏亚搏体育游戏。

应用情境:

眼动测试的应用范围很广亚搏体育游戏,在互联网领域可用于为以下调研问题提供参考:

  • 配合实验或可用性测试亚搏体育游戏亚搏体育游戏,考察产品的可用性问题(比如:界面布局是否合理亚搏体育游戏亚搏体育游戏亚搏体育游戏,重要元素是否突出)
  • 研究不同用户群在产品界面上的浏览亚搏体育游戏亚搏体育游戏、操作习惯
  • 对比不同的界面设计方案
  • 其他

(未完待续,如果有错误亚搏体育游戏,欢迎指正)

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