眼動(dòng)儀EyeLink-II

1、 EyeLink II EyeLink II 高速眼動(dòng)追蹤高速眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)及操作簡介系統(tǒng)及操作簡介 Outlines：一、眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)簡介： 1.產(chǎn)品簡介 2.實(shí)驗(yàn)室裝配二、EyeLink II 系統(tǒng)簡介： 1.系統(tǒng)配置和要求 2.系統(tǒng)特點(diǎn)和概覽 3.眼動(dòng)追蹤原理簡介三、EyeLink II 操作簡介： 1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作 2.系統(tǒng)設(shè)置 3.軟件介紹 4.分析流程四、眼動(dòng)儀應(yīng)用（眼動(dòng)研究）簡介： 1.EyeLink的可應(yīng)用領(lǐng)域 2.典型研究簡介一、西南師大眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)室簡介1 “行動(dòng)計(jì)劃”資金，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室耗資50萬RMB。其中，EyeLink II型眼動(dòng)儀價(jià)值4萬美金。我系是內(nèi)地第四家購買此設(shè)備的

2、高校（北師大、首師、浙大，CUHK）；第一家從國內(nèi)直接向外商購買的。 加拿大多倫多大學(xué)的Reingold & Stamp發(fā)明， SR Research Ltd.制造，最初由德國SCL公 司代理，目前已售出200臺。第二代比第一 代速度更快。公司網(wǎng)址： 2 眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)室于2001年底建成，耗資十余萬（見照片1）。實(shí)驗(yàn)室采用隔音隔光設(shè)計(jì)，被試在實(shí)驗(yàn)時(shí)，與外界有三層隔離。最近的是一層玻璃墻，主試可以透過墻體觀察被試。室內(nèi)配有分體式空調(diào)，環(huán)境舒適。 還裝配有攝像、錄音、投影、打印等設(shè)備，可以進(jìn)行動(dòng)景眼動(dòng)研究。二、EyeLink II 系統(tǒng)簡介1 系統(tǒng)配置和要求：系統(tǒng)配置和要求： Host PC：

3、900 MHz 以上以上CPU；40-80 GB 硬盤硬盤 ；操作系；操作系統(tǒng)統(tǒng):Win98SE/Win2000 ；顯卡，；顯卡，1024x768以上分辨率，以上分辨率，256色色；512MB內(nèi)存內(nèi)存 ；反應(yīng)板；反應(yīng)板 （IBM6792-17C，1。6G） Subject PC：最快的：最快的CPU以保證信息遲滯以保證信息遲滯( 1 GHz ) ；512 MB內(nèi)存，內(nèi)存，以儲(chǔ)存位圖以儲(chǔ)存位圖 ；操作系統(tǒng)：；操作系統(tǒng)：Win2000/Win XP ；60 GB硬盤硬盤 ；高速；高速顯卡，至少顯卡，至少32 MB顯存，驅(qū)動(dòng)程序支持高刷新率和顯存，驅(qū)動(dòng)程序支持高刷新率和DirectX 8.；一一個(gè)個(gè)

4、19顯示器，支持高掃描頻率（垂直顯示器，支持高掃描頻率（垂直150 Hz，水平水平93 KHz）。）。 二、EyeLink II 系統(tǒng)簡介2 EyeLink II 的主要特點(diǎn)：的主要特點(diǎn)： 高速記錄雙眼位置，數(shù)據(jù)采集率高達(dá)500Hz。 優(yōu)越的空間解析度（0.005）,低噪音（0.01 RMS）。 準(zhǔn)確度，平均注視位置誤差 0.5。 頭部自由沒有扣合帶、顎托或其他固定裝置。 兩種工作方式瞳孔或瞳孔-角膜記錄。 頭盔裝置案工效學(xué)原理設(shè)計(jì)，輕便耐用。 和大多數(shù)眼睛或隱形眼鏡兼容。 易于設(shè)置、校正和確認(rèn)。 實(shí)時(shí)操作反饋。 在線數(shù)據(jù)分析，可分辨眼跳、注視、回掃等眼動(dòng)模式。 強(qiáng)勁的應(yīng)用程序界面（API）。

5、 與EyeLink其他應(yīng)用軟件兼容。EyeLink II 系統(tǒng)概覽眼動(dòng)追蹤原理 人們一直認(rèn)為基于視頻的眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)最容易裝配和操作。但是，這種系統(tǒng)的欠缺之處在于數(shù)據(jù)采集率太低，空間分辨率不高，噪音高且容易造成數(shù)據(jù)缺失。EyeLink公司使用定制的高速相機(jī)和高敏度圖像處理技術(shù)研制的系統(tǒng)改變了這種現(xiàn)狀。第二代EyeLink系統(tǒng)擁有優(yōu)異的解析度（resolution噪音限度0.01和數(shù)據(jù)采集速度（每秒鐘500次取樣），據(jù)稱是同類產(chǎn)品中性能最優(yōu)異的。這種性能使得該系統(tǒng)的速度噪音非常低，是理想的眼跳分析（saccade analysis）和眼動(dòng)追蹤工具。此外，實(shí)時(shí)的注視位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t（delay）只

6、有3毫秒，所以很適合注視跟隨（gaze-contingent）的顯示。 EyeLink II系統(tǒng)包括一個(gè)有皮質(zhì)護(hù)墊的頭盔，頭盔上固定有三個(gè)微型攝像機(jī)。頭盔的重心較低，穩(wěn)定性好而旋轉(zhuǎn)慣性較小，使得整個(gè)系統(tǒng)輕巧便利，令被試在實(shí)驗(yàn)中感覺舒適，不易疲勞。系統(tǒng)沒有使用鏡子，操作簡便。兩個(gè)分開的攝像機(jī)保證既可以進(jìn)行雙眼追蹤，又能夠任意選擇被試的優(yōu)勢眼而不用像大多數(shù)頭盔式眼動(dòng)儀那樣進(jìn)行機(jī)械調(diào)整。每個(gè)攝像機(jī)都有嵌入式照明裝置，經(jīng)過數(shù)字校正可以滿足全視野的照明需求，同時(shí)，還可以對周圍環(huán)境的照明條件進(jìn)行數(shù)字校正。這些保證了系統(tǒng)捕捉瞳孔的優(yōu)越能力。 頭盔上還整合了一個(gè)微型的光學(xué)頭部追蹤攝像機(jī)，這保證了被試在實(shí)驗(yàn)中即

7、使有自然的小范圍頭部移動(dòng)和說話也仍能保持對注視點(diǎn)的準(zhǔn)確追蹤。這種光學(xué)鏡頭有極低的噪音水平，使得計(jì)算出的注視位置數(shù)據(jù)和真正的眼睛位置數(shù)據(jù)間只有微小誤差，從而保證這些數(shù)據(jù)可用來進(jìn)行眼跳分析。相反，其他采用磁鏡頭頭部追蹤設(shè)備的頭盔式眼動(dòng)儀的角度噪音太大，限制了其注視位置數(shù)據(jù)的應(yīng)用。 EyeLink追蹤眼動(dòng)的原理是首先利用頭鏡校正，保證面部與屏幕平行，從而視線與屏幕中央垂直。這時(shí)，屏幕四角的發(fā)射器成為視平面的原點(diǎn)。進(jìn)一步經(jīng)過眼鏡校正，將視線和屏幕坐標(biāo)一一對應(yīng)起來即所看的坐標(biāo)點(diǎn)就是記錄的坐標(biāo)點(diǎn)。三、三、EyeLink II 操作簡介：操作簡介：EyeLink II 的圖形用戶界面（的圖形用戶界面（Gra

8、phic User Interface，GUI）該界面友好而直觀，用戶可以通過7個(gè)窗口對眼動(dòng)儀進(jìn)行獨(dú)立控制：鏡頭設(shè)置（Camera Setup）設(shè)置選項(xiàng)（Setup Options）校正窗口（Calibration Screen）確認(rèn)窗口（Validation Screen）漂移修正窗口（Drift Correction Screen）輸出窗口（Output screen）數(shù)據(jù)記錄窗口（Data Recording Screen）1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作（實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作（Pre Ex） EL II 有一系列configuration files，通過對它們的設(shè)置可以控制眼動(dòng)儀。以下將逐個(gè)分析。 在開始記

9、錄眼動(dòng)之前，要正確地設(shè)置眼球和頭部鏡頭并對被試的視線和頭部位置進(jìn)行校正和確認(rèn)，確保瞳孔位置和屏幕位置一一對應(yīng)。 設(shè)置和校正不恰當(dāng)將直接影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。2 系統(tǒng)設(shè)置：安置頭盔（系統(tǒng)設(shè)置：安置頭盔（Headband）安置頭盔需要不斷練習(xí)才能又準(zhǔn)又快。頭盔不能太緊，最好從后往前戴，現(xiàn)緊前螺栓，后緊頂螺栓，抵住耳朵。設(shè)置鏡頭時(shí)可以參照屏幕進(jìn)行，要求前桿與面部平行，頭鏡位于額中，眼鏡不擋視線。2 系統(tǒng)設(shè)置：系統(tǒng)設(shè)置： 設(shè)置頭鏡（設(shè)置頭鏡（Head Camera）EyeLink正是利用屏幕四角固定的紅外線發(fā)射器作為坐標(biāo)來保證視線和屏幕中央垂直。屏幕的刷新率為800600，因此，數(shù)據(jù)也以次坐標(biāo)系標(biāo)定視線位

10、置。為避免噪音，一般會(huì)盡量避免實(shí)驗(yàn)環(huán)境中特別是被試后方的光源，眼鏡旁各附有兩個(gè)光源，可以滿足給眼睛供光的需求。2 系統(tǒng)設(shè)置：系統(tǒng)設(shè)置： 設(shè)置眼鏡（設(shè)置眼鏡（Eyes Camera） 一看距離，二看高度，三看偏斜，四看中心，五看焦距。2 系統(tǒng)設(shè)置：系統(tǒng)設(shè)置： 設(shè)置鏡頭感光度（設(shè)置鏡頭感光度（Thresholding the Cameras）實(shí)際上就是瞳孔的透光度，它可以自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時(shí)只需按鍵盤上下箭頭鍵，非常方便。過低的閾限會(huì)造成陰影，而過高的閾限會(huì)增加噪音量。2 系統(tǒng)設(shè)置：鏡頭設(shè)置窗口系統(tǒng)設(shè)置：鏡頭設(shè)置窗口選項(xiàng)的設(shè)置可以通過主機(jī)或被試機(jī)鍵盤的功能鍵隨意操作，非常方便。比如，C表示校正，

11、V表示確認(rèn)，D表示漂移校正，L、R分別選擇兩只眼睛，等等。2 系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置： GUI 設(shè)置選項(xiàng)？設(shè)置選項(xiàng)？2 系統(tǒng)設(shè)置：系統(tǒng)設(shè)置： 設(shè)置鏡頭感光度（設(shè)置鏡頭感光度（Thresholding the Cameras）實(shí)際上就是瞳孔的透光度，它可以自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時(shí)只需按鍵盤上下箭頭鍵，非常方便。過低的閾限會(huì)造成陰影，而過高的閾限會(huì)增加噪音量。2 系統(tǒng)設(shè)置：鏡頭設(shè)置窗口系統(tǒng)設(shè)置：鏡頭設(shè)置窗口選項(xiàng)的設(shè)置可以通過主機(jī)或被試機(jī)鍵盤的功能鍵隨意操作，非常方便。比如，C表示校正，V表示確認(rèn)，D表示漂移校正，L、R分別選擇兩只眼睛，等等。2 系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置： GUI 設(shè)置選項(xiàng)？設(shè)置選項(xiàng)？2 系統(tǒng)設(shè)置

12、：系統(tǒng)設(shè)置： Calibration Screen2 系統(tǒng)設(shè)置：系統(tǒng)設(shè)置： Validation Screen2 系統(tǒng)設(shè)置：系統(tǒng)設(shè)置： Drift Correction Screen2 系統(tǒng)設(shè)置：系統(tǒng)設(shè)置： Output Screen2 系統(tǒng)設(shè)置：系統(tǒng)設(shè)置： Data Recording Screen3 軟件介紹：軟件介紹： Windows SPC 軟件結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)3 軟件介紹軟件介紹： 程序?qū)虻哪０鍖蛹壗Y(jié)構(gòu)程序?qū)虻哪０鍖蛹壗Y(jié)構(gòu) 所有模板都基于“simple“。 每一模塊完成某個(gè)特殊功能。3 軟件介紹：軟件介紹： Programming Oriented Templates Simple:

13、 基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)?zāi)０?，引?dǎo)其他所有模板的結(jié)構(gòu)。 Text: 引導(dǎo)位圖的使用。它顯示包括源代碼在內(nèi)的四個(gè)版面的文本。 Picture: 類似于Text，但只顯示兩張圖片(BMP files) ，從硬盤裝載。 Eyedata: 引導(dǎo)實(shí)時(shí)聯(lián)線數(shù)據(jù)的使用，顯示眼動(dòng)位置指針的同時(shí)進(jìn)行記錄，然后從試驗(yàn)中回放數(shù)據(jù)。 Gcwindow: 運(yùn)行一個(gè)快速注視跟隨窗口（gaze-contingent window），可以用圖片也可以用文本作為材料。 Control: 使用注視點(diǎn)數(shù)據(jù)對窗口中的特定項(xiàng)目進(jìn)行選擇，可用來開發(fā)眼控計(jì)算機(jī)界面。 3 軟件介紹：模板主程序軟件介紹：模板主程序(win32_demo_main.c)

14、初始化（Initialization） 打開一個(gè)EDF文件 EyeLink 眼動(dòng)儀設(shè)置 運(yùn)行實(shí)驗(yàn) 轉(zhuǎn)化EDF文件成為ASCII文件 結(jié)束分析 Win32_ simple_ trial.c 執(zhí)行Drift Correction（可省項(xiàng)） 開始記錄 設(shè)計(jì)顯示刺激(將自己的實(shí)驗(yàn)代碼替換插入到模板中的該節(jié)) 記錄 報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果Source Files for ”Simple” w32_demo.h: Declarations to link together the template experiment files. w32_demo_main.c: WinMain() function, setu

15、p and shutdown link and graphics, open EDF file. w32_demo_window.c: Implements the full-screen window used for calibration, validation and presentation. w32_simple_trials.c: Runs a block of trials. Performs system setup at the start of each block, then runs the trials.Handles standard return codes f

16、rom trials to allow trial skip,repeat, and experiment abort. Can be modified for your experiments, by replacing the trial instance code. w32_simple_trial.c: Implements a trial with simple graphics. You should be able to use this by replacing the drawing code, etc. w32_text_support.c: Implements a simple interface for font creation and printing. This is a support module that you can link into your experiments.4 分析流程分析流程 瀏覽EDF文件:執(zhí)行EDFVIEW程序,該程序是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的DOS程序，其記錄數(shù)據(jù)的上限是2分鐘；EDFVIEW