Движение глаз при просмотре сцены

Движение глаз при просмотре сцены относится к визуальной обработке информации, представленной в сценах. Это явление изучалось в ряде областей, таких как когнитивная психология и психофизика , где движение глаз можно отслеживать в экспериментальных условиях. Ключевым моментом в этих исследованиях является разделение движений глаз на саккады (быстрое движение глаз) и фиксации (фокусировка глаз на точке). Существует несколько факторов, влияющих на движение глаз при просмотре сцены: как задача и знания зрителя (факторы сверху вниз), так и свойства просматриваемого изображения (факторы снизу вверх). Изучение движения глаз при просмотре сцен помогает понять обработку изображений в более естественной среде.

Обычно, когда зрители видят сцену, они демонстрируют короткую продолжительность фиксации и большие амплитуды саккад на более ранних стадиях просмотра изображения, что представляет собой обработку окружающей среды. За этим следуют более длительные фиксации и более короткие саккады на последних фазах просмотра сцены, что представляет собой фокальную обработку (Pannasch et al., 2008).

Поведение глаз при просмотре сцен различается на разных уровнях когнитивного развития. С возрастом продолжительность фиксации сокращается, а амплитуда саккад увеличивается. У детей развитие саккад до амплитуды, обычно встречающейся у взрослых, происходит раньше (4–6 лет), чем развитие длительности фиксаций (6–8 лет). Тем не менее, типичная модель поведения во время просмотра сцены, при переходе от внешней обработки к фокальной, наблюдается с 2-летнего возраста (Helo, Pannasch, Sirri & Rämä, 2014).

Пространственное изменение

Существуют определенные факторы, влияющие на то, на чем фиксируются движения глаз, к ним относятся факторы снизу вверх, присущие стимулу, и факторы сверху вниз, присущие зрителю. Было обнаружено, что даже первоначальный взгляд на сцену порождает абстрактное представление изображения, которое можно сохранить в памяти для использования при последующих движениях глаз (Castelhano & Henderson, 2007).

В восходящих факторах на наведение глаз может влиять локальный контраст или выраженность деталей изображения (Itti & Koch, 2000). Примером этого может быть область с большой разницей в освещенности (Parkhurst et al., 2002), большей плотностью краев (Mannan, Ruddock & Wooding, 1996) или бинокулярным несоответствием, определяющим расстояние до различных объектов на сцене (Mannan, Ruddock & Wooding, 1996). Янсен и др., 2009).

Факторы сцен сверху вниз оказывают большее влияние на позиции фиксации, чем факторы снизу вверх. Поведенчески значимая информация, которая более интересна в сцене, более заметна, чем низкоуровневые характеристики, вызывая фиксации чаще и быстрее с самого начала сцены (Onat, Açik, Schumann & König, 2014). Цвет локальной сцены в позиции фиксации влияет на то, где происходит фиксация. Наличие цвета может повысить вероятность того, что предмет будет обработан как семантический объект, поскольку это может помочь различить объект, делая его более интересным для просмотра (Amano & Foster, 2014). Когда зрители семантически подготовлены, показывая им постоянно похожие сцены, плотность фиксаций увеличивается, а продолжительность фиксации уменьшается (Henderson, Weeks Jr., & Hollingworth, 1999).

Информация, отдельная от того, что представлено в сцене, также влияет на область, на которой фиксируется внимание. Движениями глаз можно заранее управлять с помощью языковых данных: если предмет в сцене представлен вербально, слушатель с большей вероятностью перенесет свой визуальный фокус на этот объект (Staub, Abott & Bogartz, 2012). Что касается факторов, касающихся зрителей, а не сцены, в межкультурных исследованиях были обнаружены различия. Жители Запада имеют склонность концентрироваться на фокусных объектах сцены, при этом они смотрят на фокусные объекты чаще и быстрее по сравнению с жителями Восточной Азии, которые больше обращают внимание на контекстную информацию, где они делают больше саккад на задний план сцены (Чуа, Боланд и Нисбетт, 2002).

Временное изменение

Что касается временности фиксаций, средняя продолжительность фиксации составляет в среднем 300 мс, хотя в этом приближении существует большая вариабельность. Частично эту изменчивость можно объяснить глобальными свойствами изображения, влияющими как на обработку снизу вверх, так и на обработку сверху вниз.

При просмотре естественной сцены маскирование изображения путем замены его серым полем во время фиксации приводит к увеличению продолжительности фиксации (Henderson & Pierce, 2008). Более тонкие деградации изображения при длительности фиксации, такие как уменьшение яркости изображения во время фиксации, также увеличивают продолжительность фиксации (Henderson, Nuthmann & Luke, 2013). Показан асимметричный эффект, когда увеличение яркости также увеличивает продолжительность фиксации (Walshe & Nuthmann, 2014). Однако изменение факторов, влияющих на обработку сверху вниз, таких как размытие или фазовый шум , увеличивает продолжительность фиксации, когда она используется для ухудшения качества сцены, и уменьшает продолжительность фиксации, когда она используется для улучшения сцены (Henderson, Olejarczyk, Luke & Schmidt, 2014; Einhäuser и др., 2006).

Кроме того, временные и пространственные аспекты взаимодействуют сложным образом. Когда изображение впервые отображается на экране, фиксации, сделанные в течение первой секунды, скорее всего, будут направлены к левой стороне сцены, тогда как обратное справедливо для остальной части презентации (Ossandón et al., 2014). .

См. также

Чтение экрана

Ссылки

Амано К. и Фостер Д., Х. (2014). Влияние цвета локальной сцены на положение фиксации при зрительном поиске. Журнал Оптического общества Америки A , 31 , A254-A261.
Кастельяно, М., С. и Хендерсон, Дж., М. (2007). Начальное представление сцены облегчает управление движением глаз при визуальном поиске. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и деятельность , 33 , 753–763.
Чуа, Х., Ф., Боланд, Дж., Э. и Нисбетт, Р., Э. (2002). Культурные различия в движении глаз во время восприятия сцены. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America , 102 , 12629-12633.
Эйнхойзер В., Рутисхаузер У., Фради Э., П., Надлер С., Кениг П. и Кок К. (2006). Связь фазового шума и яркостного контраста с явным вниманием к сложным зрительным стимулам. Журнал Vision , 6 , 1148–1158.
Хело А., Паннаш С., Сирри Л. и Рамя П. (2014). Созревание двигательного поведения глаз: особенности просмотра сцен у детей и взрослых. Исследования зрения , 103 , 83-91.
Хендерсон, Дж., М., Уикс-младший, П., А. и Холлингворт, А. (1999). Влияние семантической последовательности на движения глаз при просмотре сложных сцен. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и деятельность , 25 , 210–228.
Хендерсон, Дж., М. и Пирс, Г., Л. (2008). Движения глаз во время просмотра сцены: свидетельства неоднозначного контроля продолжительности фиксации. Психономический бюллетень и обзор , 15 , 566–573.
Хендерсон Дж. М., Нутманн А. и Люк С. Г. (2013). Управление движением глаз во время просмотра сцены: немедленное влияние яркости сцены на продолжительность фиксации. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и деятельность , 39 , 318–322.
Хендерсон Дж. М., Олеярчик Дж., Люк С., Г. и Шмидт Дж. (2014). Управление движением глаз во время просмотра сцены: немедленное ухудшение и усиление эффектов пространственной частотной фильтрации. Визуальное познание , 22 , 486-502.
Итти Л. и Кох К. (2000). Механизм поиска на основе значимости для явных и скрытых изменений визуального внимания. Vision Research , 40 , 1489–1506.
Янсен Л., Онат С. и Кениг П. (2009). Влияние диспаритета на фиксацию и саккады при свободном просмотре природных сцен. Журнал Vision, 9(1):29, 1–19, http://journalofvision.org/9/1/29/ , doi:10.1167/9.1.29.
Маннан, С., К., Раддок, К., Х. и Вудинг, Д., С. (1996). Связь между расположением пространственных объектов и расположением фиксаций, сделанных при визуальном рассмотрении кратко представленных изображений. Пространственное видение , 10 , 165–188.
Онат С., Ачик А., Шуман Ф. и Кениг П. (2014). Вклад содержания изображения и поведенческой значимости в явное внимание. ПЛОС ОДИН , 9 , е93254.
Оссандон Дж. П., Онат С. и Кениг П. (2014) Пространственные предубеждения в поведении зрителей. Журнал Vision, 14(2):20, 1–26.
Паннаш С., Хелмерт Дж., Р., Рот К., Гербольд А.-К. и Уолтер, Х. (2008). Продолжительность зрительной фиксации и амплитуда саккад: изменение взаимосвязи в различных условиях. Журнал исследований движения глаз , 2 , 1-19.
Паркхерст Д.Д., Лоу К. и Нибур Э. (2002). Моделирование роли заметности в распределении явного визуального внимания. Исследования зрения , 42 , 107–123.
Стауб А., Эбботт М. и Богартц Р. С. (2012). Упреждающие движения глаз при просмотре сцены с лингвистическим сопровождением. Визуальное познание , 20 , 922–946.
Уолш Р., К. и Нутманн А. (2014). Асимметричный контроль длительности фиксации при просмотре сцены. Исследования зрения , 100 , 38-46.