Моделирование зрения.  Часть четвёртая. Eye tracking

^{1 Экскурсия в глаз — 2 Восприятие — 3 Геометрия зрения — 4 Eye tracking — 5 Как поймать взгляд — 6 Моделирование eye tracking}

Пост о природе того, что, собственно, моделируется, зачем вообще нужен этот eye tracking и т.д. Если непонятны какие-то термины, то обратите внимание на третий пост про геометрию зрения.

Внимание и саккады

Саккады поддаются управлению – их можно вызвать сознательно (перевести глаза), но также возможны и рефлекторные движения, вызываемые необходимостью рассмотреть более подробно объект, увиденный периферическим зрением. Это легко заметить: если в пределах периферической видимости что-то совершит резкое движение, то произойдёт рефлекторная саккада с целью поподробнее рассмотреть чем это движение было вызвано.

Несложно заметить, что длительность оптической фокусировки глаз после саккады на каком-либо регионе изображения пропорционально вниманию, уделяемому на подробное изучение этого региона.

Ещё до возникновения технологии eye tracking были предложены другие, более трудоёмкие способы отслеживания треков (зеркальце на контактной линзе и зайчик, отбрасываемый на фотопластину, а так же метод магнито-резонансного слежения, предложенный академиком Ябрусом). Вот пример трассировки из монографии Ябруса «Роль движения глаз в процессе зрения»:



Продолжительность каждой записи – 3 минуты. Каждый фрагмент линии соответствует саккаде.

1. Рассматривание картины без предварительных инструкций
2. Получено задание оценить материальное положение семьи на картине
3. Определить возраст изображённых людей
4. Представить, чем занимались члены семьи до прихода нежданного гостя
5. Запомнить, как одеты персонажи
6. Запомнить расположение людей и предметов в комнате
7. Определить, как долго отсутствовал нежданный гость

Именно из-за возможности определить степень внимания к определённым регионам изображений технология eye tracking  пользуется столь большим вниманием у дизайнеров и психологов юзабилистов.

Существует так же обратная связь между оптическим фокусом и вниманием: всё, что оказывается в поле обзора глаза автоматически начинает пользоваться бОльшим вниманием. Таким образом, если в результате рефлекторной неосознанной саккады оптический фокус установился на каком-то регионе (что-то «просто притягивает глаз»!), то этот регион будет подвергнут лучшему изучению и лучше запомнится.

Так же определённый интерес представляет в каком месте будет находится конечная точка саккады, в случае сознательного перемещения глаз к интерисующему региону.

Неосознанные перемещения

Неосознанные саккады происходят в соответствии с четырьмя правилами, каждое из которых может сыграть свою роль:

1. Сопровождение движения.
   
   • Саккада совершается чтобы упредить движение отслеживаемого объекта. Пример – движение глаз людей, смотрящих за окно в поезде.
   • Другой возможный вариант причины, который провоцирует этот тип саккад – уловлен образ потенциального движения. Пример: получено изображение неустойчивой конструкции. Взгляд рефлекторно скакнёт к расчетной точке, куда по идее эта конструкция должна будет упасть.
   • В связи с тем, что в плоском изображении взгляд часто пытается найти уловить движение, саккаду такого типа может так же спровоцировать направление взгляда у портрета человека, изображение летящей стрелы и т.д.
2. Периферийным зрением увиден психологически активный образ. К примеру, при обнаружении периферийным зрением любого намёка на лицо человека, будет совершатся саккада с целью проверить этот образ. Кроме лиц людей (за распознавание которых отвечает целая выделенная часть мозга!) психологически активным образом сможет стать, к примеру, для военного – образ автомата Калашникова и т.д. ;)
3. Периферийным зрением был обнаружен визуально активный образ. К примеру – крупный объект на фоне мелких, или пустота на фоне равномерно закрашенного поля, или яркое цветовое пятно. Саккада совершается для более подробного рассмотрения.
4. Периферийным зрением был обнаружен структурно более сложный объект (составленный из более большого количества ясно различимых контуров и т.д.), чем изучаемый на данный момент. Саккада совершается для более подробного рассмотрения.

Неосознанные перемещения первых двух типов сложно моделировать (ну разве что кроме возможности распознавания лица или наличия знакомых символов текста), поскольку их необходимость зависит от психических паттернов обработки изображения.

С другой стороны вторые два типа саккад прекрасно вычисляются в процессе компьютерного моделирования. Последнее является тем более важным, что именно последние два правила оказывают значительное влияние на конечную точку как осознанных, так и неосознанных саккад.

Зрачок и внимание

Интересно, что так же существует положительная корреляция между вниманием, уделяемым изучению какого-либо региона, длительностью фиксации взгляда на этом регионе и шириною зрачка. Опыты показали, что в случае возрастания интеллектуальных усилий (к примеру, прочтение какого-то уж шибко сложного слова или резкой эмоциональной реакции) зрачок имеет тенденцию к расширению.

В случае моделирования eye tracking программа не имеет возможности отслеживать расширение зрачка, вызванного психологическими составляющими реакции на картинку, но вот длительность и степень внимания к определённым регионам, сложным для восприятия, может предположить.

^{1 Экскурсия в глаз — 2 Восприятие — 3 Геометрия зрения — 4 Eye tracking — 5 Как поймать взгляд — 6 Моделирование eye tracking}