Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Движение глаз при чтении предполагает визуальную обработку написанного текста. Это было описано французским офтальмологом Луи Эмилем Жавалем в конце 19 века. Он сообщил, что глаза не двигаются непрерывно вдоль строки текста, а совершают короткие быстрые движения ( саккады ), чередующиеся с короткими остановками ( фиксации ). Наблюдения Джаваля основывались на наблюдении невооруженным глазом за движением глаз в отсутствие технологий. С конца 19-го до середины 20-го века исследователи использовали ранние технологии отслеживания, чтобы помочь своим наблюдениям, в исследовательской атмосфере, которая делала упор на измерение человеческого поведения.и навыки для образовательных целей. В этот период были получены самые базовые знания о движении глаз. С середины 20 века произошло три основных изменения: разработка оборудования для неинвазивного отслеживания движений глаз; внедрение компьютерных технологий, позволяющих увеличить возможности этого оборудования для сбора, записи и обработки огромного объема данных, генерируемых движением глаз; и появление когнитивной психологии как теоретической и методологической основы, в рамках которой исследуются процессы чтения . Серено и Райнер (2003) полагали, что лучший современный подход к обнаружению непосредственных признаков распознавания слов - это запись движения глаз и потенциала, связанного с событием .

История [ править ]

До второй половины XIX века в распоряжении исследователей были три метода исследования движения глаз. Первое наблюдение без посторонней помощи дало лишь небольшие объемы данных, которые по сегодняшним научным стандартам можно было бы считать ненадежными. Эта недостаточная надежность возникает из-за того факта, что движение глаз происходит часто, быстро и под небольшими углами, до такой степени, что экспериментатор не может воспринимать и записывать данные полностью и точно без технической помощи. Другим методом было самонаблюдение , статус которого в научном контексте теперь считается сомнительным. Несмотря на это, некоторые знания, похоже, были получены в результате самоанализа и наблюдения невооруженным глазом. Например, Ибн аль-Хайтам, врач из Египта XI века, как сообщается, писал о чтении в терминах серии быстрых движений и понял, что читатели используют как периферическое, так и центральное зрение . [1]

Леонардо да Винчи: У глаза есть центральная линия, и все, что достигает глаза через эту центральную линию, можно увидеть отчетливо.

Леонардо да Винчи (1452–1519), возможно, был первым в Европе, кто распознал некоторые особые оптические качества глаза. Свои идеи он получил частично через самоанализ, но в основном через процесс, который можно было бы описать как оптическое моделирование. На основе вскрытия человеческого глаза он проводил эксперименты с заполненными водой хрустальными шарами. Он писал: «Функция человеческого глаза ... определенным образом описывалась многими авторами. Но я обнаружил, что это совершенно другое». [2]

Его главное экспериментальное открытие заключалось в том, что есть только отчетливое и ясное зрение на «прямой видимости», оптической линии, которая заканчивается в ямке . Хотя он не использовал эти слова буквально, он фактически является отцом современного различия между фовеальным зрением (более точный термин для центрального зрения) и периферическим зрением . Однако Леонардо не знал, что сетчатка - это чувствительный слой, он все еще считал, что хрусталик - это орган зрения.

Похоже, что до начала 19 века не было никаких записей об исследованиях движения глаз. Сначала главной задачей было описать глаз как физиологический и механический движущийся объект, наиболее серьезной попыткой была большая работа Германа фон Гельмгольца « Справочник по физиологической оптике» (1866 г.). На смену физиологическому подходу постепенно пришел интерес к психологическим аспектам визуального ввода, к движению глаз как функциональному компоненту визуальных задач.

В последующие десятилетия были предприняты более сложные попытки интерпретировать движение глаз, в том числе утверждение, что значимый текст требует меньше фиксации для чтения, чем случайные строки букв. [3] В 1879 году французский офтальмолог Луи Эмиль Жаваль использовал зеркало на одной стороне страницы, чтобы наблюдать движение глаз при безмолвном чтении, и обнаружил, что оно включает в себя последовательность прерывистых индивидуальных движений, для которых он ввел термин саккады . В 1898 году Erdmann & Dodge с удивительной точностью оценили среднюю продолжительность фиксации и длину саккады с помощью ручного зеркала.

Технология раннего отслеживания [ править ]

Устройство слежения за глазами - это инструмент, созданный для измерения движений глаз и головы. Первые устройства для отслеживания движения глаз имели две основные формы: те, которые основывались на механической связи между участником и записывающим инструментом, и те, в которых свет или какая-либо другая форма электромагнитной энергии направлялась в глаза участника, а ее отражение измерялось и записывалось. В 1883 году Ламар был первым, кто использовал механическое соединение, поместив тупую иглу на верхнее веко участника. Игла улавливала звук, производимый каждой саккадой, и передавала его в виде слабого щелчка в ухо экспериментатора через усиливающую мембрану.и резиновая трубка. Обоснованием этого устройства было то, что саккады легче воспринимать и регистрировать на слух, чем визуально. [4] В 1889 году Эдмунд Б. Делабарр изобрел систему записи движения глаз непосредственно на вращающийся барабан с помощью иглы с прямым механическим соединением с роговицей . [5] Другие устройства, предполагающие физический контакт с поверхностью глаз, были разработаны и использовались с конца 19 века до конца 1920-х годов; в их число входили такие предметы, как резиновые шары и наглазники.

Механические системы страдали тремя серьезными недостатками: сомнительная точность из-за проскальзывания физического соединения, значительный дискомфорт, причиняемый участникам прямым механическим соединением (и, как следствие, большая трудность в убеждении людей участвовать), а также вопросы экологической обоснованности , так как опыт участников чтения в испытаниях значительно отличалось от обычного чтения. Несмотря на эти недостатки, механические устройства использовались в исследованиях движения глаз еще в 20 веке.

Вскоре были предприняты попытки преодолеть эти проблемы. Одним из решений было использование электромагнитной энергии, а не механического соединения. В «технике Доджа» луч света направлялся на роговицу, фокусировался системой линз и затем записывался на подвижную фотопластинку. Эрдманн и Додж [6]использовали эту технику, чтобы заявить, что во время саккад восприятие практически отсутствует, и это открытие было позже подтверждено Utall & Smith с использованием более сложного оборудования. Фотопластинка в технике Dodge вскоре была заменена пленочной камерой, но по-прежнему страдала от проблем с точностью из-за сложности поддержания идеального выравнивания всех частей оборудования в течение всего испытания и точной компенсации искажений, вызванных дифракцией. качества фотообъективов. Кроме того, обычно необходимо было удерживать голову участника с помощью неудобной прикусной планки или зажима для головы.

В 1922 году Шотт первым изобрел новый способ, названный электроокулографией (ЭОГ), методом регистрации электрического потенциала между роговицей и сетчаткой . [7] Электроды можно покрыть специальной контактной пастой перед нанесением на кожу. Таким образом, теперь нет необходимости делать надрезы на коже пациента. Распространенное заблуждение об ЭОГ состоит в том, что измеренный потенциал - это электромиограмма экстраокулярных мышц . Фактически, это только проекция глазного диполя на кожу, потому что более высокие частоты, соответствующие ЭМГ, отфильтровываются. EOG позволил значительно улучшить точность и надежность, что объясняет его постоянное использование экспериментаторами на протяжении многих десятилетий. [8] [9] [10]

Современное отслеживание глаз [ править ]

В движении глаз во время чтения участвуют четыре основные когнитивные системы: обработка речи, внимание, зрение и глазодвигательный контроль. [11] Глазные трекеры отражают ближний инфракрасный свет от внутренней части глазного яблока и отслеживают отражение в глазу, чтобы определить местоположение взгляда. С помощью этой техники можно точно определить положение фиксации на экране. [12]Ван (2011) упомянул, что айтрекер на основе видео, который использует видеокамеры для записи положения глаз людей - записи расширения зрачка и движения глаз - может использоваться для изучения того, как реакции фиксации, саккады и расширения зрачка связаны с информация на экране и варианты поведения. Согласно Вангу (2011: 185), «понимание взаимосвязи между этими наблюдаемыми величинами может помочь нам понять, как на поведение человека в экономике может влиять информация, которую люди получают, на чем сосредоточено их внимание, в каком эмоциональном состоянии они находятся и даже то, какой мозговой деятельностью они заняты. Это связано с тем, что фиксации и саккады (сопоставленные с информацией, отображаемой на экране) показывают, как люди получают информацию (и что они видят), продолжительность фиксации указывает на внимание,а реакция на расширение зрачка указывает на эмоции, возбуждение, стресс, боль или когнитивную нагрузку ».[ необходима цитата ]

Саккады [ править ]

Основная статья: Саккада
Горизонтальное движение глаз при чтении. Движение слева направо можно рассматривать как «наверху», а саккады справа налево отчетливы.

Опытные читатели двигают глазами во время чтения в среднем каждую четверть секунды. Во время фиксации взгляда в систему обработки поступает новая информация. Хотя средняя продолжительность фиксации составляет 200–250 мс (тысячные доли секунды), диапазон составляет от 100 мс до более 500 мс. [13] Расстояние, на которое глаз перемещается в каждой саккаде (или коротком быстром движении), составляет от 1 до 20 знаков, в среднем 7–9 знаков. Саккада длится 20–40 мс, и в это время зрение подавляется, так что новая информация не приобретается. [14]Существует значительная вариативность фиксации (точки, в которую перескакивает саккада) и саккад между читателями и даже для одного и того же человека, читающего один отрывок текста. Опытные читатели возвращаются к уже прочитанному материалу примерно в 15% случаев. Основное различие между более быстрыми и медленными читателями заключается в том, что последняя группа постоянно показывает более длительную среднюю продолжительность фиксации, более короткие саккады и большее количество регрессий. [15] Эти основные факты о движении глаз были известны почти сто лет, но только недавно исследователи начали рассматривать поведение движения глаз как отражение когнитивной обработки во время чтения. [16]

Диаграмма, демонстрирующая остроту фовеального зрения при чтении

Нижняя строка текста симулирует остроту зрения с относительной остротой в процентах. Сложность распознавания текста возрастает с удалением от точки фиксации. [17]

Дислексия [ править ]

Люди с дислексией обычно страдают от снижения скорости чтения, которое может быть вызвано множеством различных факторов. Есть много средств для борьбы с этим дефицитом, в зависимости от того, на какой биологической теории дислексии они основаны. Одна из таких идей основана на магноцеллюлярном дефиците, когда магноцеллюлярные пути не скоординированы, вызывая пропуск или повторное считывание строк. [18]

Компьютерные модели движения глаз при чтении [ править ]

Теория конкуренции-взаимодействия и SERIF подчеркивают низкоуровневые глазодвигательные процессы при чтении, такие как то, как длина слова текущего фиксированного слова и его соседних слов влияет на амплитуду и латентность саккады (или продолжительность фиксации). [19] [ необходима цитата ] Reader, EMMA, EZ Reader и SWIFT делают упор на когнитивные процессы более высокого уровня, такие как лексическая обработка, частота слов, синтаксический анализ или предсказуемость слов. [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Биологические теории дислексии
  • Движение глаз
  • Движение глаз при чтении нот
  • Парадигма непредвиденного взгляда
  • Чтение
  • Фиксация (визуальная)
  • Слежение за глазами
  • Отслеживание взгляда на Международной космической станции
  • Фовеал
  • Чтение с экрана

Заметки [ править ]

  1. ↑ Heller (1988: 39).
  2. ↑ Леонардо да Винчи (1955), das Lebensbild eines Genies, Эмиль Фольмер Верлаг, Висбаден, Берлин. Dokumentation der Davinci Ausstellung in Mailand 1938, стр. 430; цитируется в 'Hans-Werner Hunziker, (2006) Im Auge des Lesers: foveale und периферия Wahrnehmung - vom Buchstabieren zur Lesefreude' [В глазах читателя: фовеальное и периферийное восприятие - от распознавания букв к радости чтения] Transmedia Stäubli Verlag Zürich 2006 ISBN  978-3-7266-0068-6 .
  3. ^ Рейнер, Pollatsek, и Александр (2005).
  4. ^ Ламар, М. (1893). "Des mouvements des yeux pendants la lecture". Comptes Rendus de la Société Française d'Ophthalmologie : 35–64.
  5. ^ Delabarre (1898).
  6. Перейти ↑ Erdmann B & Dodge R (1898).
  7. ^ Schott E (1922).
  8. ^ Finocchio, Preston, & Fuchs (1990).
  9. ^ Лю, Чжоу, Ху (2011).
  10. ^ Tecce, Пок, Consiglio, О'Нил (2005).
  11. ^ «Движение глаз во время чтения» . Pitt.edu . Проверено 14 апреля 2014 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  12. ^ Ван (2011).
  13. Перейти ↑ Sereno & Rayner (2003).
  14. ^ Рейнер, Foorman, Перфетти, Песецкий, и Seidenberg (2001).
  15. ^ Райнер, Слэттери, Белэнджер (2010).
  16. Перейти ↑ Rayner K (1975).
  17. ↑ Hans-Werner Hunziker, (2006) Im Auge des Lesers: foveale und периферия Wahrnehmung - vom Buchstabieren zur Lesefreude [В глазах читателя: фовеальное и периферическое восприятие - от распознавания букв к радости чтения] Transmedia Stäubli Verlag Zürich 2006 , ISBN 978-3-7266-0068-6 . 
  18. ^ Штейн Дж., Магноцеллюлярная теория дислексии развития Дислексия. 2001, янв – март, 7 (1): 12–36.
  19. ^ Ян, С.-Н; Макконки, GW (2001). «Движение глаз во время чтения: теория времен инициации саккад». Исследование зрения . 41 (25–26): 3567–3585. DOI : 10.1016 / S0042-6989 (01) 00025-6 . PMID 11718796 . 

Ссылки [ править ]

  • Абади, Р. (2006). Зрение и движения глаз. Клиническая и экспериментальная оптометрия, 55–56.
  • Delabarre EB (1898) Метод записи движений глаз, Психологический обзор 8, 572–74.
  • Энгберт Р. и Клигл Р. (2011) Модели чтения с параллельным градуированным вниманием. Оксфордский справочник движений глаз. Ливерседж С., Гилкрист И. и Эверлинг С. (ред.) Oxford University Press.
  • Erdmann B & Dodge R (1898) Psychologische Untersuchung über das Lesen auf Experimenteller Grundlage , Niemeyer: Halle.
  • Finocchio, Dom; Престон, Карен Л; Фукс, Альберт Ф. (1990). «Получение количественной меры движений глаз у младенцев: метод калибровки электроокулограммы». Исследование зрения 30 (8): 1119–28. DOI : 10.1016 / 0042-6989 (90) 90169-L .
  • Heller D (1988) «Об истории регистрации движения глаз» в исследовании движения глаз: физиологические и психологические аспекты , Торонто: CJ Hogrefe, 37–51.
  • Гельмгольц H (1866) Handbuch der Physiologischen Optik , Voss: Hamburg.
  • Ханзикер, Х. (2006). Im Auge des Lesers: foveale und периферия Wahrnehmung - vom Buchstabieren zur Lesefreude [В глазах читателя: фовеальное и периферическое восприятие - от распознавания букв к радости чтения] Transmedia Stäubli Verlag Zürich 2006, ISBN 978-3-7266-0068 -6 . 
  • Javal, E. (1878) "Essai sur la Physiologie de la Lecture ", in Annales d'ocullistique 80, 61–73.
  • Джаст, Массачусетс, и Карпентер, Пенсильвания (1980). Теория чтения: от фиксации взгляда к пониманию. Психологический обзор, 87 (4), 329.
  • Ламар, М. (1893) Des mouvements des yeux pendants la lecture, Comptes rendus de la société française d'ophthalmologie , 35–64.
  • Liu, Y .; Чжоу, З .; Ху, Д. (2011). "Независимый мозг-компьютерный орфографический анализатор со скрытыми задачами визуального поиска". Клиническая нейрофизиология 122 (6): 1127–36. DOI : 10.1016 / j.clinph.2010.10.049 . Проверено 1 ноября 2011 года.
  • Макдональд, С.А., Карпентер, Р.Х.С., и Шиллкок, Р.К. (2005). Анатомически ограниченная стохастическая модель управления движением глаз при чтении. Психологическое обозрение, 112 (4), 814.
  • Нутманн, А. (2014, сентябрь). Движение глаз и зрительное познание, лекция 2 (Эдинбургский университет, Великобритания).
  • Rayner, K .; Форман, Б .; Perfetti, C .; Песецкий Д. и Зайденберг М. (2001). Как психологическая наука влияет на обучение чтению. Психологическая наука в интересах общества 2 (2): 31–74.
  • Rayner, K .; Слэттери, Тимоти Дж; Белэнджер, Натали Н. (2010). Движения глаз, диапазон восприятия и скорость чтения. Психономический бюллетень и обзор 17 (6): 834–39. DOI : 10,3758 / PBR.17.6.834 . Проверено 1 ноября 2011 года.
  • Райнер К. (1975). Движения глаз, диапазон восприятия и неспособность читать, Annals of Dyslexia, 33 (1), 163–73. DOI : 10.1007 / BF02648003
  • Рейнер; К .; Pollatsek, J .; Александр, Б. (2005). Движение глаз во время чтения. Наука чтения: Справочник. [1-4051-1488-6]: Blackwell Publishing. С. 79–97. ISBN 1-4051-1488-6 (Твердый переплет); 978-1-4051-1488-2. 
  • Райхле, Э. (2011). Модели чтения с последовательным вниманием. Оксфордский справочник движений глаз . Ливерседж С., Гилкрист И. и Эверлинг С. (ред.) Oxford University Press.
  • Райхле, Э.Д., Райнер, К., и Поллацек, А. (2003). Модель EZ Reader контроля движения глаз при чтении: сравнение с другими моделями. Поведенческие науки и науки о мозге, 26 (04), 445–76.
  • Сальвуччи, DD (2001). Интегрированная модель движений глаз и визуального кодирования. Исследование когнитивных систем , 1 (4), 201-220.
  • Schott E (1922) Über die Registrierung des Nystagmus und anderer Augenbewegungen vermittels des Saitengalvanometer, Deutsches Archiv für klinisches Medizin 140, 79–90.
  • Sereno, S .; Райнер, К. (2003). Измерение распознавания слов при чтении: движения глаз и связанные с событием потенциалы. Тенденции в когнитивных науках , 7 (11): 489–93.
  • Tecce, J .; Пок, ЖЖ; Consiglio, MR; О'Нил, Дж. Л. (2005). Нарушение внимания при электроокулографическом контроле функций компьютера. Международный журнал психофизиологии , 55 (2): 159–63. DOI : 10.1016 / j.ijpsycho.2004.07.002 . Проверено 1 ноября 2011 года.
  • Виту, Ф., Макконки, Г. У., Керр, П., и О'Реган, Дж. К. (2001). Влияние местоположения фиксации на продолжительность фиксации во время чтения: эффект перевернутого оптимального положения для просмотра. Исследование зрения , 41 (25), 3513–33.
  • Ван, Дж. (2011). «Расширение зрачков и отслеживание глаз». Справочник по методам отслеживания процессов для исследования решений: критический обзор и руководство пользователя: Серия «Общество вынесения суждений и принятия решений». С. 185–204. ISBN 1-84872-864-6 . 
  • Ян, С.-Н., и МакКонки, GW (2001). Движение глаз во время чтения: теория времени начала саккад. Vision Research, 41, 3567–85.

Внешние ссылки [ править ]