Name: how to build a dichoptic presentation system that includes an eye tracker
Uploaded: 2017-09-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 48 s
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Die Autoren danken Pieter Schiphorst für seine Rolle bei der Gestaltung der Einrichtung und die Grafik der Figuren 1 und 3, und Marnix Naber für hilfreiche Diskussion und seinen Beitrag zur Abbildung 6. Die Autoren erkennen auch Forscher und Herausgeber für die Wiederverwendung von Abbildung 1 und 6 aus einem veröffentlichten Papier1.

dieses Protokoll genehmigt wurde, von der institutionellen Review Boards der Michigan State University.
 1. Aufbau des Systems <ol><li>Begründung <ol><li>bereiten das Spiegel-Setup, eine Variante der klassischen Wheatstone Stereoskop 28 dargestellt Abbildung 1 , bestehend aus zwei Spiegel positioniert in einem 45° Winkel relativ zu der Teilnehmer &#39; s Mittellinie. Die Spiegel reflektieren Reize aus zwei Bildschirme, die an den entgegengesetzten Enden des Tisches, einander gegenüber positioniert sind.</li>
		<li>Sitz ein Teilnehmers vor dem Spiegel und haben sie einen anderen Bildschirm reflektiert über eine andere Spiegel, mit beiden Augen zu sehen. Um beste Ergebnisse zu erzielen, verwenden Sie eine Kopfstütze für die Stabilisierung des Teilnehmers &#39; Kopf s.</li>
		<li>Positionieren Sie eine Infrarot-empfindliche videobasierte Eye-Tracker, darunter eine Kamera und einen Illuminator, vor dem Teilnehmer aber hinter den spiegeln. Der Eye-Tracker wird durch eine Box in Abbildung 1 dargestellt. 
		Hinweis: Eine Herausforderung, wenn Sie versuchen, die Augen in normale Installationen dieser Art zu verfolgen ist, dass die Augen durch die Spiegel gesperrt sind.</li>
		<li>Verwenden zwei Front-Oberfläche spiegeln, oft beworben als &#34; kalten Spiegel &#34; (Einfallswinkel: 45°), das verfügen über nahezu vollständigen Reflexion der sichtbaren Wellenlängen und nahezu vollständigen Übertragung der Nah-Infrarot-Wellenlängen (siehe Tabelle 1 für detaillierte Informationen über die Spiegel). 
		Hinweis: Solche Spiegel erhalten Sie über Unternehmen liefern optische Geräte für wissenschaftliche und industrielle Zwecke, die in der Regel Komponenten wie diese als Liste &#39; kalten Spiegel &#39; oder als eine Art &#39; dichroitischen Spiegel &#39; (sehen Sie mehr Details in den Materialien / Ausrüstung (siehe Tabelle).
		<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"> <tbody><tr><td colspan="2"></td> <td>setup 1</td> <td>Setup 2</td></tr> <tr><td rowspan="3"> Spiegel</td> <td>Abmessungen</td> <td>10.10 × 12,70 cm</td> <td>10.10 × 12,70 cm</td></tr> <tr><td>Reflexion</td> <td>400 ~ 690 nm</td> <td>425 ~ 650 nm</td></tr> <tr><td>Getriebe</td> <td>750 ~ 1200 nm</td> <td>800 ~ 1200 nm</td></tr> < tr > <td rowspan="2"> Eye-Tracker</td> <td>Marke</td> <td>Forschung-End-Eye-Tracker</td> <td>Kunden-Grade-Eye-Tracker</td></tr> <tr><td>Getriebe</td> <td>890 ~ 940 nm</td> <td>rund 850 nm</td></tr></tbody></table>
		 Tabelle 1. Details der zwei Versionen der Einrichtung, mit der wir gearbeitet haben. 
		Der Eye-Tracker &#39; s Getriebe Welle Längenbereich wird abgedeckt durch die Spiegel &#39; Reichweite in einem Winkel von 45° Inzidenz, aber außerhalb ihrer Reflexion.</li>
	</ol></li> <li>Struktur des Setups <ol><li>das Setup auf dem Schreibtisch zu bauen. Neben dem Spiegel und Eye-Tracker, es besteht nur aus drei speziell angefertigten Elementen aus Faserplatten (siehe Abbildung 2 für eine Bauanleitung) und zwei Flachbildschirme auf Monitor-Arme von normalen Büro-Versorgung-Läden.</li>
		<li>Holzfaserplatte Elemente <ol><li>bauen im Rahmen der Einrichtung von Faserplatten aus drei Komponenten: eine zentrale Komponente und zwei Referenz-Boards auf jeder Seite (siehe Abbildung 1 für die allgemeine Positionierung, Tabelle 2 detaillierte Abmessungen und Abbildung 2 für eine Montageanleitung der einzelnen Komponenten). Malen Sie diese Stücke in mattschwarz, Streulicht zu reduzieren. 
			Hinweis: Die zentrale Komponente (siehe Abb. 2 b und 2D) hält den Spiegel und Eye-Tracker. Beide sind auf dem gleichen Plateau, so halten die Eye-Tracker an Teilnehmer &#39; Augenhöhe.</li>
			<li>Legen das oberste Element dieser Komponente, sodass es 8 cm in der Tiefe vor dem Schreibtisch verlässt. Eine solche Anordnung lässt genug Platz für die Teilnehmer &#39; s Gesicht, wenn auf der Kopfstütze stabilisiert und Kondensation auf den spiegeln bei Ablauf verhindert, bei gleichzeitiger Minimierung den Abstand zwischen dem Teilnehmer &#39; s Augen und die Spiegel zur Maximierung der mögliche Verwendung des Teilnehmers &#39; Gesichtsfeld s.</li>
			<li>Positionieren Sie die beiden Referenz-Boards direkt unter den Monitoren (siehe Abbildung 1 für Positionierung und Abbildung 2 Platten A und C für eine Montageanleitung) für einfache manuelle Kalibrierung der Bildschirme. Beachten Sie, dass der scheinbare Offset in Abbildung 1 zwischen Bildschirm und Vorstand aufgrund begrenzter Tiefe Queues im Bild; die Platten werden direkt unter den Monitoren auf beiden Seiten.</li>
			<li>Richten genau die langen horizontalen mit den Kanten des Schreibtisches, während die langen vertikalen 4 cm jenseits der Front des Schreibtisches für einfache Stabilisierung eine Kalibrierung Board (siehe unten) auf diesen Brettern lassen. Die zwei kleinen vertikalen sorgen die langen vertikalen bleiben als Referenz für die Monitore vertikal.</li>
			<li>Optional, verwenden Sie ein separates Stück Hartfaserplatte als Kalibrierung Board (siehe Abbildung 3). In diesem Fall nach Erhalt einer optimalen Position eines Monitors, positionieren Sie die Kalibrierung Board gegen das Referenz-Brett und zeigen die Positionen der Referenz-Board und der Monitor auf dem Brett Kalibrierung, während es ist (im Beispiel < starke Klasse = "Xfig" > Abbildung 3, Holzlatten bieten diese Indikationen).</li>
			<li>, Wann immer dies Monitor Position gewünscht geht verloren (versehentlich oder weil andere Experimente eine andere Position erfordern), diese Position abrufen, indem Sie mit den Markierungen auf dem Brett Kalibrierung um Kalibrierung Board wieder an der gleichen Stelle bezogen auf die Referenz-Board, das eine feste Position auf dem Schreibtisch hat. Bewegen Sie den Monitor wieder auf Linie mit den entsprechenden Markierungen (siehe Schritt 2.1.1. für Details).
			<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"> <tbody><tr><td>Komponente</td> <td>Maße (cm)</td> <td>Anzahl</td> <td>Bemerkung</td></tr> <tr><td rowspan="4"> zentrale Komponente < / TD > <td>80 × 25 × 2</td> <td>1</td> <td>Horizontal oben</td></tr> <tr><td>23 × 25 × 2</td> <td>1</td> <td>Horizontal unten</td></tr> <tr><td>21 × 32 × 2</td> <td>1</td>
						<td>Zentrale vertikale</td></tr>
					<tr><td>32 × 25 × 2</td> <td>1</td> <td>vorn gerichteten vertikalen</td></tr>
					<tr><td rowspan="3"> Referenz-Boards</td> <td>61 × 11 × 2</td> <td>2</td> <td>langen horizontalen</td></tr>
					<tr><td>66 × 29 × 2</td> <td>2</td> <td>langen vertikalen</td></tr>
					<tr><td>11 × 15 × 2</td> <td>4</td> <td>kleine vertikale</td>
					</tr></tbody></table> Tabelle 2. Details der einzelnen Holzfaserplatte.</li>
		</ol></li> <li>Monitoren und Spiegel <ol><li>positionieren Sie das Setup auf einem standard-Office Schreibtisch.</li>
			<li>Mount beiden Flachbildschirme auf Standardmonitor Arme auf die Seite des Schreibtischs (Klemmung der Referenz-Board und die Rezeption) geklemmt. Diese Arme erlauben Übersetzung in drei Dimensionen sowie Rotation in der Ebene des Bildschirms. Herkömmliche CRT-Monitore sind eindeutig auch kompatibel mit dem Setup, aber nicht die gleiche Flexibilität in Bezug auf die Positionierung und Neupositionierung leisten würde.</li>
			<li>Montieren Sie den Spiegel an Spiegelhalter, die für den Zweck von den gleichen Lieferanten verkauft werden, die kalte Spiegel auf Lager. Schließen Sie diese Halterungen an die Holzfaserplatte mit dem Spiegel an Teilnehmer &#39; Augenhöhe. Stellung der Spiegel, tippen Sie auf eine 90 ° in der Mitte, direkt vor der Teilnehmer Winkel &#39; s Nase.</li>
		</ol></li> <li>Verbleibende Elemente Hinweis: einige Experimente erfordern Teilnehmer nicht zu sehen, die Bildschirme von der Ecke ihrer Augen, so dass eine direkte Sichtverbindung zu den Bildschirmen (gestrichelte Linien in Abbildung 4a).) sollte vermieden werden.
		<ol><li>In diesem Fall erstellen &#34; Scheuklappen &#34; aus schwarzem Karton und Schaumstoff-Inlet Loch Riemen in schwarz lackiert, und bringen Sie sie zu den Stellen des Kopfes ruhen (siehe Abbildung 4 b). Passen Sie die Scheuklappen in Höhe und Neigung, einzelne Teilnehmer unterzubringen. Wenn die Wand vor dem Teilnehmer hohe Reflexion, hing ein Stück schwarzen Stoff hilft hier Abhilfe zu schaffen.</li>
		</ol></li></ol></li></ol> 2. Mit dem System <ol><li>Hardware-Kalibrierung Hinweis: der Zweck der Kalibrierung ist die Erreichung zufrieden stellende Ausrichtung der beiden Monitore für Mühelosigkeit der Fusion der beiden Monitore &#39; Bilder für jeden Teilnehmer. Dies kann in zwei Schritten: Hardware-Kalibrierung (hier beschrieben) und Software-Kalibrierung (siehe unten).
	<ol><li>Wenn Sie eine Kalibrierung Board verwenden, wie oben beschrieben, richten Sie ihn mit der Referenz-Boards, hielt sie in mit einer C-Klammer bei Bedarf, und bewegen Sie dann den entsprechenden Monitor Line-up mit den gewünschten Referenzlinien auf dem Brett Kalibrierung. Die Monitore sollten parallel zueinander sein, und jeder sollte direkt über seine Referenz Bord.</li>
		<li>Bei der Verwendung von Scheuklappen, verschieben Sie sie an den Teilnehmer &#39; s Augenhöhe und drehen Sie sie leicht in Richtung der Mittellinie, d.h. mehr nach innen, verglichen mit der Ausrichtung der Monitore. Stellen Sie sicher, dass jedes Auge die ganze visuelle Reize in den Spiegel sehen kann, ohne es direkt zu sehen. Drehen die Scheuklappen gegenüber und nicht weg von der Mittellinie verringert die Teilnehmer &#39; Exposition gegenüber anderen visuellen Input.</li>
	</ol></li> <li>Software Kalibrierung <ol><li>kalibrieren, da die Teilnehmer in ihre Augenposition relativ zu der Spiegel trotz der Verwendung einer Kopfstütze variieren können, weitere vor Experimenten. Dieser Teil ist am leichtesten gemacht in der Software, d.h. ohne das Setup &#39; s Teile jeder weiter. Es gibt zwei mögliche Methoden.
		<ol><li>Für das erste, einen Punkt auf jedem der zwei Bildschirme im Wechsel zu präsentieren, und weisen Sie die Teilnehmer, die wahrgenommene Positionswechsel zu beseitigen durch Verschieben des Punkts auf einem der Bildschirme (oder beides in entgegengesetzte Richtungen).</li>
			<li>Für die zweite Methode anweisen, die Teilnehmer müssen die Rahmen der experimentellen Stimuli statt zwei Punkte ausrichten damit beide Augen &#39; Gesichtsfeldes entscheidend für das besondere Experiment ausgerichtet sind.</li>
		</ol></li> <li>Nach der Anwendung entweder-Methode, Zentrum der Reize in das Experiment auf die daraus resultierenden auf dem Bildschirm positioniert. Andere Aspekte der Einrichtung Displays und Reize für dichoptische Präsentation im allgemeinen anderswo 5 finden.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
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J., van Ee, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+image+shifts,+but+not+eye+movements+per+se,+cause+alternations+in+awareness+during+binocular+rivalry.">Retinal image shifts, but not eye movements per se, cause alternations in awareness during binocular rivalry.</a> J. Vis. 6 (11), 3-3 (2006).</li><li>Maiello, G., Chessa, M., Solari, F., Bex, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulated+disparity+and+peripheral+blur+interact+during+binocular+fusionShort+Title??.">Simulated disparity and peripheral blur interact during binocular fusionShort Title??.</a> J. Vis. 14 (8), 13-13 (2014).</li><li>Vinnikov, M., Allison, R. S., Fernandes, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+depth+of+field+simulation+on+visual+fatigue:+Who+are+impacted?+and+how?.">Impact of depth of field simulation on visual fatigue: Who are impacted? and how?.</a> Int. J. Hum.-Comput. Stud. 91, 37-51 (2016).</li><li>Tsuchiya, N., Wilke, M., Fr&#228;ssle, S., Lamme, V. A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=No-Report+Paradigms:+Extracting+the+True+Neural+Correlates+of+Consciousness.">No-Report Paradigms: Extracting the True Neural Correlates of Consciousness.</a> Trends Cogn. Sci. 19 (12), 757-770 (2015).</li><li>Naber, M., Fr&#228;ssle, S., Einh&#228;user, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perceptual+Rivalry:+Reflexes+Reveal+the+Gradual+Nature+of+Visual+Awareness.">Perceptual Rivalry: Reflexes Reveal the Gradual Nature of Visual Awareness.</a> PLOS ONE. 6 (6), e20910 (2011).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Wir präsentieren Ihnen eine schrittweise Anleitung für den Bau und die Nutzung des Versuchsaufbaus, die ermöglicht die gleichzeitige Verfolgung beider Augen und dichoptische Darstellung von visuellen Reizen. In vielen Situationen, in denen dichoptische Stimulation verwendet wird, ist der kritische Punkt wirksame Eyetracking zu verhindern, dass die Spiegel für die dichoptische Präsentation den Anblick von videobasierten Eye Tracker blockieren. Dies ist hier mit Infrarot-transparente Spiegel und eine Infrarot-Sensitiv...

Unter normalen Bedingungen erhält jedes unserer Augen eine etwas andere visuelle Eingaben. Dieser Eingang ist dann verarbeitet, um eine kohärente, dreidimensionale Darstellung der Welt zu produzieren. Dichoptische Präsentation, die Praxis selbstständig kontrollieren den Eingang präsentiert zu jedem der beiden Augen ermöglicht somit Forscher untersuchen, wie Menschen eine dreidimensionale Darstellung von zwei zweidimensionale retinalen Bilder2 rekonstruieren ,3,4. Darüber hinaus Wenn die beiden Augen Bilder zu verschieden sind, diese interokulare Kombination schlägt fehl und Beobachter stattdessen Wahrnehmung nur eines der Bilder zu einem Zeitpunkt während Berichten der andere bleibt unterdrückte in Phänomenen wie binokulare Rivalität5 und ständige Unterdrückung Flash-6. Forscher von solchen interokulare Unterdrückung auch nutzen, dichoptische Präsentation, in diesem Fall um Fragen rund um Themen wie die neuronalen Locus Bewusstsein7, Wahrnehmungs Auswahl8,9und unbewussten untersuchen Verarbeitung von10.
Blick und Schüler Dynamik werden für verschiedene Zwecke in der Forschung über menschliches Verhalten und Wahrnehmung erfasst. Blickrichtung kann informieren, zum Beispiel Aufmerksamkeit Zuweisung11,10,13 und Entscheidung machen14, während Pupillengröße Aspekte der visuellen Verarbeitung15, offenbaren kann 16, Aufgabe Engagement17oder Fluide Intelligenz18.
Kombination von Eye-tracking mit dichoptische Präsentation eignet sich in der Forschung in zum Beispiel drei dreidimensionale (3D) Wahrnehmung19,20,21,22 oder okuläre Reaktionen auf visuelle Geben Sie während interokulare Unterdrückung23,24,25. Zum Beispiel fanden Augenbewegungen, um unbewussten Verarbeitung ohne subjektive Wahrnehmung während der kontinuierlichen Flash-Unterdrückung23zu offenbaren. Klinische visuelle Forscher können die Fähigkeit verwenden, um beide Augen zu verfolgen, während dichoptische Präsentation, augenfällige Krankheiten zu untersuchen, die die beiden Augen asymmetrisch, z. B. zur Überwachung der monokularen und binokularen visuellen Verzerrungen beeinflussen, die in Amblyopie26 und Makulopathie27.
Wir beschrieben vor kurzem ein Setup1 , die für die Kombination von qualitativ hochwertigen Video-basierte Eye-tracking und dichoptische Stimulation mit wenig Beschränkung der Größe oder Farbe von den reizen können, und wir bewertet seine Leistung. Im folgenden fassen wir den Bau und Betrieb dieser Einrichtung.

<table><tbody><tr><td>Mirrors in Setup 1</td><td>Edmund Optics</td><td>&amp;nbsp;#64-452</td><td>dimensions 10.10 &amp;times; 12.70 cm; Reflectance: 400 ~ 690 nm; Transmission: 750 ~ 1200nm</td></tr><tr><td>Mirrors in Setup 2</td><td>Edmund Optics</td><td>Item discontinued</td><td>dimensions 10.10 &amp;times; 12.70 cm; Reflectance: 425 ~ 650 nm; Transmission: 800 ~ 1200nm</td></tr><tr><td>Other Mirror Option</td><td>Edmund Optics</td><td>#62-634</td><td>dimensions 12.50 &amp;times; 12.50 cm; Reflectance: 425 ~ 650 nm; Transmission: 800 ~ 1200nm</td></tr><tr><td>Eye Tracker in Setup 1</td><td>SR Research Ltd., Mississauga, Ontario, Canada</td><td>Eyelink 1000</td><td>Transmission: 890 ~ 940 nm</td></tr><tr><td>Eye Tracker in Setup 2</td><td>The Eye Tribe Aps, Copenhagen, Denmark</td><td>Eye Tribe (item discontinued)</td><td>Transmission: around 850 nm</td></tr></tbody></table>

how to build a dichoptic presentation system that includes an eye tracker

Die Präsentation der verschiedene Reize, die beiden Augen, dichoptische Präsentation ist wichtig für Studien mit 3D-Vision und interokulare Unterdrückung. Es gibt eine wachsende Literatur auf den einzigartigen experimentellen Wert der Pupillen und okulomotorischen Maßnahmen, insbesondere zur Erforschung von interokulare Unterdrückung. Obwohl Eyetracking-Maßnahmen erhalten somit profitieren würden Studien, die dichoptische Präsentation, die Hardware für dichoptische Präsentation (z.B. Spiegel) oft stört mit qualitativ hochwertigen Eye tracking, vor allem, wenn eine videobasierte Auge Tracker. Wir beschrieben vor kurzem eine Versuchsanordnung, die ein standard dichoptische-Präsentationssystem mit einem Infrarot-Auge-Tracker kombiniert mit Infrarot-transparente Spiegel1. Das Setup ist kompatibel mit standard-Monitore und Eye-Tracker, einfach zu implementieren und erschwinglich (in der Größenordnung von US$ 1.000). Relativ zum vorhandenen Methoden hat es die Vorteile der nicht erfordern spezielle Ausrüstung und posiert nur wenige Einschränkungen auf die Art und Qualität des visuellen Reizes. Hier bieten wir Ihnen eine visuelle Anleitung zum Aufbau und zur Nutzung unserer Einrichtung.

Nach der Kalibrierung im Protokoll beschrieben haben wir eine Kalibrierung Validierungsverfahren ohne Probleme mit den spiegeln im Ort durchgeführt. Die Wirksamkeit der Methode wird deutlich durch Abbildung 5, die das Bild der Kamera (mit einer Forschung Ende Eye-tracking System) zeigt mit den spiegeln im Ort. Die beiden parallelen Linien entlang Teilnehmer Nase und die Linien über den Augenbrauen sind die Kanten der Spiegel aber dennoch, das Gesicht ist in...

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How to Build a Dichoptic Presentation System That Includes an Eye Tracker

Es hat kürzlich vorgeschlagen, eine Methode, die dichoptische visuellen Stimulus Präsentation und binokularen Eyetracking gleichzeitig1ermöglicht. Der Schlüssel ist die Kombination von einer Infrarot-Eye-Tracker und die entsprechenden Infrarot-transparente Spiegel. Diese Handschrift enthält eine eingehende Protokoll für die Ersteinrichtung und den täglichen Betrieb.

Wie man ein dichoptische-Präsentationssystem zu bauen, die eine Eye-Tracker enthält

The presentation of different stimuli to the two eyes, dichoptic presentation, is essential for studies involving 3D vision and interocular suppression. ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

8.4K Aufrufe.  Michigan State University. Es hat kürzlich vorgeschlagen, eine Methode, die dichoptische visuellen Stimulus Präsentation und binokularen Eyetracking gleichzeitig1ermöglicht. Der Schlüssel ist die Kombination von einer Infrarot-Eye-Tracker und die entsprechenden Infrarot-transparente Spiegel. Diese Handschrift enthält eine eingehende Protokoll für die Ersteinrichtung und den täglichen Betrieb.

Serie: How to Build a Dichoptic Presentation System That Includes an Eye Tracker

Using Eye Movements to Evaluate the Cognitive Processes Involved in Text Comprehension

The present article describes how to use eye tracking methodologies to study the cognitive processes involved in text comprehension. Measuring eye movements during reading is one of the most precise methods for measuring moment-by-moment (online) processing demands during text comprehension. Cognitive processing demands are reflected by several aspects of eye movement behavior, such as fixation duration, number of fixations, and number of regressions (returning to prior parts of a text). Important properties of eye tracking equipment that researchers need to consider are described, including how frequently the eye position is measured (sampling rate), accuracy of determining eye position, how much head movement is allowed, and ease of use. Also described are properties of stimuli that influence eye movements that need to be controlled in studies of text comprehension, such as the position, frequency, and length of target words. Procedural recommendations related to preparing the participant, setting up and calibrating the equipment, and running a study are given. Representative results are presented to illustrate how data can be evaluated. Although the methodology is described in terms of reading comprehension, much of the information presented can be applied to any study in which participants read verbal stimuli.

The present article describes how to use eye tracking methodologies to study the cognitive processes involved in text comprehension. Descriptions of eye tracking equipment, how to develop experimental stimuli, and procedural recommendations are included. The information presented can be applied to most any study using verbal stimuli.

Verwenden von Augenbewegungen zur Bewertung der kognitiven Prozesse, die an der Textverständigung beteiligt sind

The present article describes how to use eye  tracking methodologies to study the cognitive processes involved in text  comprehension. Measuring eye ...

Forschung

Verhalten

Eye Movement Monitoring of Memory

Explicit (often verbal) reports are typically used to investigate memory (e.g. "Tell me what you remember about the person you saw at the bank yesterday."), however such reports can often be unreliable or sensitive to response bias 1, and may be unobtainable in some participant populations. Furthermore, explicit reports only reveal when information has reached consciousness and cannot comment on when memories were accessed during processing, regardless of whether the information is subsequently accessed in a conscious manner. Eye movement monitoring (eye tracking) provides a tool by which memory can be probed without asking participants to comment on the contents of their memories, and access of such memories can be revealed on-line 2,3. Video-based eye trackers (either head-mounted or remote) use a system of cameras and infrared markers to examine the pupil and corneal reflection in each eye as the participant views a display monitor. For head-mounted eye trackers, infrared markers are also used to determine head position to allow for head movement and more precise localization of eye position. Here, we demonstrate the use of a head-mounted eye tracking system to investigate memory performance in neurologically-intact and neurologically-impaired adults. Eye movement monitoring procedures begin with the placement of the eye tracker on the participant, and setup of the head and eye cameras. Calibration and validation procedures are conducted to ensure accuracy of eye position recording. Real-time recordings of X,Y-coordinate positions on the display monitor are then converted and used to describe periods of time in which the eye is static (i.e. fixations) versus in motion (i.e., saccades). Fixations and saccades are time-locked with respect to the onset/offset of a visual display or another external event (e.g. button press). Experimental manipulations are constructed to examine how and when patterns of fixations and saccades are altered through different types of prior experience. The influence of memory is revealed in the extent to which scanning patterns to new images differ from scanning patterns to images that have been previously studied 2, 4-5. Memory can also be interrogated for its specificity; for instance, eye movement patterns that differ between an identical and an altered version of a previously studied image reveal the storage of the altered detail in memory 2-3, 6-8. These indices of memory can be compared across participant populations, thereby providing a powerful tool by which to examine the organization of memory in healthy individuals, and the specific changes that occur to memory with neurological insult or decline 2-3, 8-10.

Eye movement monitoring (or eye tracking) reveals where in space the eyes linger, when and for how long. Here, we demonstrate how eye tracking can be used to investigate the integrity of memory in multiple participant populations, without requiring verbal, or otherwise explicit, reports.

Eye Movement Überwachung von Speicher

Explicit (often verbal) reports are typically used to investigate memory (e.g. "Tell me what you remember about the person you saw at the bank ...

Neurowissenschaften

VisualEyes: A Modular Software System for Oculomotor Experimentation

Eye movement studies have provided a strong foundation forming an understanding of how the brain acquires visual information in both the normal and dysfunctional brain.1 However, development of a platform to stimulate and store eye movements can require substantial programming, time and costs. Many systems do not offer the flexibility to program numerous stimuli for a variety of experimental needs. However, the VisualEyes System has a flexible architecture, allowing the operator to choose any background and foreground stimulus, program one or two screens for tandem or opposing eye movements and stimulate the left and right eye independently. This system can significantly reduce the programming development time needed to conduct an oculomotor study. The VisualEyes System will be discussed in three parts: 1) the oculomotor recording device to acquire eye movement responses, 2) the VisualEyes software written in LabView, to generate an array of stimuli and store responses as text files and 3) offline data analysis. Eye movements can be recorded by several types of instrumentation such as: a limbus tracking system, a sclera search coil, or a video image system. Typical eye movement stimuli such as saccadic steps, vergent ramps and vergent steps with the corresponding responses will be shown. In this video report, we demonstrate the flexibility of a system to create numerous visual stimuli and record eye movements that can be utilized by basic scientists and clinicians to study healthy as well as clinical populations.

Neural control and cognitive processes can be studied through eye movements. The VisualEyes software allows an operator to program stimuli on two computer screens independently using a simple, custom scripting language. The system can stimulate tandem eye movements (saccades and smooth pursuit) or opposing eye movements (vergence) or any combination.

Visualeyes: ein modulares Softwaresystem für oculomotorius Experimentieren

Eye movement studies have provided a strong foundation forming an understanding of how the brain acquires visual information in both the normal and ...

Eye Tracking Young Children with Autism

The rise of accessible commercial eye-tracking systems has fueled a rapid increase in their use in psychological and psychiatric research. By providing a direct, detailed and objective measure of gaze behavior, eye-tracking has become a valuable tool for examining abnormal perceptual strategies in clinical populations and has been used to identify disorder-specific characteristics1, promote early identification2, and inform treatment3. In particular, investigators of autism spectrum disorders (ASD) have benefited from integrating eye-tracking into their research paradigms4-7. Eye-tracking has largely been used in these studies to reveal mechanisms underlying impaired task performance8 and abnormal brain functioning9, particularly during the processing of social information1,10-11. While older children and adults with ASD comprise the preponderance of research in this area, eye-tracking may be especially useful for studying young children with the disorder as it offers a non-invasive tool for assessing and quantifying early-emerging developmental abnormalities2,12-13. Implementing eye-tracking with young children with ASD, however, is associated with a number of unique challenges, including issues with compliant behavior resulting from specific task demands and disorder-related psychosocial considerations. In this protocol, we detail methodological considerations for optimizing research design, data acquisition and psychometric analysis while eye-tracking young children with ASD. The provided recommendations are also designed to be more broadly applicable for eye-tracking children with other developmental disabilities. By offering guidelines for best practices in these areas based upon lessons derived from our own work, we hope to help other investigators make sound research design and analysis choices while avoiding common pitfalls that can compromise data acquisition while eye-tracking young children with ASD or other developmental difficulties.

Eye tracking has long been used to study gaze patterns in typically-developing individuals, but recent technological advancements have made its use with clinical populations, including autism, more feasible. While eye-tracking young children with autism can offer insight into early symptom manifestations, it involves methodological challenges. Suggestions for best practices are provided.

Eye Tracking kleine Kinder mit Autismus

The rise of accessible commercial eye-tracking systems has fueled a rapid increase in their use in psychological and psychiatric research. By providing a ...

Medizin

Eye Tracking During Visually Situated Language Comprehension: Flexibility and Limitations in Uncovering Visual Context Effects

The present work is a description and an assessment of a methodology designed to quantify different aspects of the interaction between language processing and the perception of the visual world. The recording of eye-gaze patterns has provided good evidence for the contribution of both the visual context and linguistic/world knowledge to language comprehension. Initial research assessed object-context effects to test&#160;theories of modularity in language processing. In the introduction, we describe how subsequent investigations have taken the role of the wider visual context in language processing as a research topic in its own right, asking questions such as how our visual perception of events and of speakers contributes to&#160;comprehension informed by&#160;comprehenders&#39; experience. Among the examined aspects of the visual context are actions, events, a speaker&#39;s gaze, and emotional facial expressions, as well as spatial object configurations. Following an overview of the eye-tracking method and its different applications, we list the key steps of the methodology in the protocol, illustrating how to successfully use it to study visually-situated language comprehension. A final section presents three sets of representative results and illustrates the benefits and limitations of eye tracking for investigating the interplay between the perception of the visual world and language comprehension.

The present article reviews an eye-tracking methodology for studies on language comprehension. To obtain reliable data, key steps of the protocol must be followed. Among these are the correct set-up of the eye tracker (e.g., ensuring good quality of the eye and head images) and accurate calibration.

Eyetracking während visuell liegt Sprachverständnis: Flexibilität und Einschränkungen bei der Aufdeckung visuellen Kontext Effekte

The present work is a description and an assessment of a methodology designed to quantify different aspects of the interaction between language processing ...

Eye-tracking to Distinguish Comprehension-based and Oculomotor-based Regressive Eye Movements During Reading

Regressive eye movements are eye movements that move backwards through the text and comprise approximately 10-25% of eye movements during reading. As such, understanding the causes and mechanisms of regressions plays an important role in understanding eye movement behavior. Inhibition of return (IOR) is an oculomotor effect that results in increased latency to return attention to a previously attended target versus a target that was not previously attended. Thus, IOR may affect regressions. This paper describes how to design materials to distinguish between regressions caused by comprehension-related and oculomotor processes; the latter is subject to IOR. The method allows researchers to identify IOR and control the causes of regressions. While the method requires tightly controlled materials and large numbers of participants and materials, it allows researchers to distinguish and control the types of regressions that occur in their reading studies.

The method was designed to investigate the role of inhibition of return (IOR) in regressive eye movements during reading. The focus is on differentiating between regressions triggered as a result of comprehension difficulty versus those triggered from oculomotor error, including the role of IOR in the two types of regressions.

Eye-Tracking, Verständnis und okulomotorischen-basierten Regressive Augenbewegungen beim Lesen zu unterscheiden

Regressive eye movements are eye movements that move backwards through the text and comprise approximately 10-25% of eye movements during reading. As ...

Efficiently Recording the Eye-Hand Coordination to Incoordination Spectrum

The objective analysis of eye movements has a significant history and has been long proven to be an important research tool in the setting of brain injury. Quantitative recordings have a strong capacity to screen diagnostically. Concurrent examinations of the eye and upper limb movements directed toward shared functional goals (e.g., eye-hand coordination) serve as an additional robust biomarker-laden path to capture and interrogate neural injury, including acquired brain injury (ABI). While quantitative dual-effector recordings in 3-D afford ample opportunities within ocular-manual motor investigations in the setting of ABI, the feasibility of such dual recordings for both eye and hand is challenging in pathological settings, particularly when approached with research-grade rigor. Here we describe the integration of an eye tracking system with a motion tracking system intended primarily for limb control research to study a natural behavior. The protocol enables the investigation of unrestricted, three-dimensional (3D) eye-hand coordination tasks. More specifically, we review a method to assess eye-hand coordination in visually guided saccade-to-reach tasks in subjects with chronic middle cerebral artery (MCA) stroke and compare them to healthy controls. Special attention is paid to the specific eye- and limb-tracking system properties in order to obtain high fidelity data from participants post-injury. Sampling rate, accuracy, permissible head movement range given anticipated tolerance and the feasibility of use were several of the critical properties considered when selecting an eye tracker and an approach. The limb tracker was selected based on a similar rubric but included the need for 3-D recording, dynamic interaction and a miniaturized physical footprint. The quantitative data provided by this method and the overall approach when executed correctly has tremendous potential to further refine our mechanistic understanding of eye-hand control and help inform feasible diagnostic and pragmatic interventions within the neurological and rehabilitative practice.&#160;

Cerebral injury can damage both ocular and somatic motor systems. Characterization of motor control post-injury affords biomarkers that assist in disease detection, monitoring, and prognosis. We review a method to measure eye-hand movement control in health and in pathologic incoordination, with look-and-reach paradigms to assess coordination between eye and hand.

Die Auge-Hand-Koordination, Koordinationsstörungen Spektrum aufnehmen effizient

The objective analysis of eye movements has a significant history and has been long proven to be an important research tool in the setting of brain ...

Exploring Infant Sensitivity to Visual Language using Eye Tracking and the Preferential Looking Paradigm

We discuss the use of the preferential looking paradigm in eye tracking studies in order to study how infants develop, understand, and attend to the world around them. Eye tracking is a safe and non-invasive way to collect gaze data from infants, and the preferential looking paradigm is simple to design and only requires the infant to be attending to the screen. By simultaneously showing two visual stimuli that differ in one dimension, we can assess whether infants show different looking behavior for either stimulus, thus demonstrating sensitivity to that difference. The challenges in such experimental approaches are that experiments must be kept brief (no more than 10 min) and be carefully controlled such that the two stimuli differ in only one way. The interpretation of null results must also be carefully considered. In this paper, we illustrate a successful example of an infant eye tracking study with a preferential looking paradigm to discover that 6-month-olds are sensitive to linguistic cues in a signed language despite having no prior exposure to signed language, suggesting that infants possess intrinsic or innate sensitivities to these cues.

Eye tracking studies using a preferential looking paradigm can be used to study infants&#39;&#160;emerging understanding of, and attention to, their external visual world.

Erforschen der Sensibilität für visuelle Sprache durch Eye Tracking und das Preferential Looking Paradigm

We discuss the use of the preferential looking paradigm in eye tracking studies in order to study how infants develop, understand, and attend to the world ...

A Methodology for Capturing Joint Visual Attention Using Mobile Eye-Trackers

With the advent of new technological advances, it is possible to study social interactions at a microlevel with unprecedented accuracy. High frequency sensors, such as eye-trackers, electrodermal activity wristbands, EEG bands, and motion sensors provide observations at the millisecond level. This level of precision allows researchers to collect large datasets on social interactions. In this paper, I discuss how multiple eye-trackers can capture a fundamental construct in social interactions, joint visual attention (JVA). JVA has been studied by developmental psychologists to understand how children acquire language, learning scientists to understand how small groups of learners work together, and social scientists to understand interactions in small teams. This paper describes a methodology for capturing JVA in colocated settings using mobile eye-trackers. It presents some empirical results and discusses implications of capturing microobservations to understand social interactions.

Using multimodal sensors is a promising way to understand the role of social interactions in educational settings. This paper describes a methodology for capturing joint visual attention from colocated dyads using mobile eye-trackers.

Eine Methodik zur Erfassung der gemeinsamen visuellen Aufmerksamkeit mit mobilen Eye-Trackern

With the advent of new technological advances, it is possible to study social interactions at a microlevel with unprecedented accuracy. High frequency ...

Assessing Binocular Central Visual Field and Binocular Eye Movements in a Dichoptic Viewing Condition

Macular degeneration typically results in heterogeneous binocular central visual defects. Currently available approaches to assess central visual field, like the microperimetry, can test only one eye at a time. Therefore, they cannot explain how the defects in each eye affect the binocular interaction and real-world function. Dichoptic stimulus presentation with a gaze-controlled system could provide a reliable measure of monocular/binocular visual fields. However, dichoptic stimulus presentation and simultaneous eye-tracking are challenging because optical devices of instruments that present stimulus dichoptically (e.g., haploscope) always interfere with eye-trackers (e.g., infrared video-based eye-trackers). Therefore, the goals were 1) to develop a method for dichoptic stimulus presentation with simultaneous eye-tracking, using 3D-shutter glasses and 3D-ready monitors, that is not affected by interference and 2) to use this method to develop a protocol for assessing central visual field in subjects with central vision loss. The results showed that this setup provides a practical solution for reliably measuring eye-movements in dichoptic viewing condition. In addition, it was also demonstrated that this method can assess gaze-controlled binocular central visual field in subjects with central vision loss.

Presented here is a protocol for assessing binocular eye movements and gaze-controlled central visual field screening in participants with central vision loss.

Beurteilung von binokularen zentralen Gesichtsfeld- und Binokularaugenbewegungen in einem dichoptischen Betrachtungszustand

Macular degeneration typically results in heterogeneous binocular central visual defects. Currently available approaches to assess central visual field, ...