Методы регистрации движений глаз: теория и практика^*

В статье рассматриваются виды движений глаз (тремор, дрейф, микросаккады, макросаккады, прослеживающие движения, вергентные движения, нистагм). Даются сведения об основных методах регистрации движений глаз (контактные методы: электроокулография, фотооптический и электромагнитный; бесконтактные методы: фотооптический, кино- и видеорегистрация). Описываются принципы детекции фиксаций и саккад, выбор конкретных показателей окуломоторной активности для анализа (средняя продолжительность фиксации, продолжительность первой фиксации, позиции фиксаций, амплитуда и латентность саккад, продолжительность и частота морганий, показатели, связанные с выделением на изображении областей интереса). Показаны наиболее значимые области практического применения систем регистрации движений глаз (управляемые взором компьютерные интерфейсы для инвалидов, медицина, реклама, анализ операторской деятельности).

При рассматривании объектов свет, проходя через роговицу и хрусталик, фокусируется на сетчатке глаза, содержащей светочувствительные рецепторы. Структура сетчатки неоднородна: в центральной области (fovea centralis), где оптическая ось глаза пересекает поверхность сетчатки, рецепторы расположены наиболее плотно и обладают способностью реагировать на цвета. В процессе зрительного восприятия глаз ориентируется так, чтобы изображение объекта локализовалось в фовеальной области, угловые размеры которой составляют 1.3–2º. Полное поле зрение глаза – 150º по горизонтали и 130º по вертикали. В силу анизотропности сетчатки движения глаз могут быть использованы как индикаторы перцептивного процесса и связанных с ним форм деятельности.

<...>

1. Андреева Е. А., Вергилес Н. Ю., Ломов Б. Ф. Механизмы элементарных движений глаз как следящая система // Моторные компоненты зрения. М., 1975.
2. Барабанщиков В. А. Окуломоторные структуры восприятия. М., 1997.
3. Барабанщиков В. А., Белопольский В. И. Стабильность видимого мира. М., 2008.
4. Белопольский В. И. Взор человека: Механизмы, модели, функции. М., 2007.
5. Белопольский В. И. Метод регистрации торзионных движений глаз человека в условиях свободного поведения // Экспериментальная психология. 2009. № 1.
6. Вергилес Н. Ю. Исследование деятельности и функциональное моделирование сенсорного звена зрительной системы. Автореф. канд. дисс. М., 1967.
7. Демидов А. А., Жегалло А. В. Оборудование SMI для регистрации движений глаз: тест-драйв // Экспериментальная психология. 2008. № 1.
8. Жегалло А. В. Система регистрации движений глаз SMI High Speed: особенности использования // Экспериментальная психология. 2009. № 4.
9. Ярбус А. Л. Роль движений глаз в процессе зрения. М., 1965.
10. Guestrin E. D., Eizenman M. General Theory of Remote Gaze Estimation Using the Pupil Center and Corneal Reflections // IEEE Transitions on biomedical engeneering. V. 53. № 6. June 2006.
11. Nistrom M., Holmqvist K. An Adaptive Algorithm for Fixation, Saccade, and Glissade Detection in Eye-Tracking Data // Behavior Research Methods. 2009. V. 8–12.
12. Salvucci D., Goldberg J. Identifying fixations and saccades in eye-tracking protocols // Proceedings of the Eye Tracking Research and Applications Symposium New York: ACM Press, 2000.