段冠婷

(河北師范大學(xué)體育學(xué)院 河北石家莊 050000)

眼動(dòng)儀的開發(fā)現(xiàn)狀及其在運(yùn)動(dòng)心理領(lǐng)域的應(yīng)用

段冠婷

(河北師范大學(xué)體育學(xué)院 河北石家莊 050000)

眼動(dòng)儀的開發(fā)包含了三個(gè)技術(shù),分別是電流記錄法、電磁感應(yīng)法和光學(xué)記錄法,這三種技術(shù)代表了當(dāng)代高新技術(shù)的最高境界,具有高速、高精確度的特點(diǎn)，無(wú)論是角膜法還是虹膜鞏膜反射法，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)應(yīng)用和演進(jìn)，在技術(shù)應(yīng)用上不僅更加自然，而且也形成了多樣化等發(fā)展特點(diǎn)。而生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域的提高，也促進(jìn)眼動(dòng)儀與運(yùn)動(dòng)心理領(lǐng)域不斷地結(jié)合，使得視覺信息的反饋和獲得達(dá)到了有效的更高層次的境界。該文就從心理認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)心理領(lǐng)域、反映測(cè)試儀等技術(shù)的結(jié)合方面，圍繞眼動(dòng)儀的開發(fā)現(xiàn)狀及其在運(yùn)動(dòng)心理領(lǐng)域的應(yīng)用展開論述。

眼動(dòng)儀 電磁記錄法 光學(xué)記錄法

作為人腦的主要通道，眼睛的功能就是將外界的信息或者活動(dòng)情況進(jìn)行加工，然后傳導(dǎo)到人類的大腦中。隨著運(yùn)動(dòng)心理學(xué)的發(fā)展，體育運(yùn)動(dòng)已經(jīng)成為了一門學(xué)科，得到了實(shí)踐者和科研人員的重視。人們開始越來(lái)越重視運(yùn)動(dòng)心理學(xué)的重要性。研究方法和新的工具層出不窮，在提高運(yùn)動(dòng)心理學(xué)的研究領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，作為重要的研究工具，眼動(dòng)儀就是其中的一項(xiàng)科研發(fā)明。

1 眼動(dòng)儀的開發(fā)現(xiàn)狀

這是一個(gè)將人眼活動(dòng)進(jìn)行研究的專用儀器，能夠?qū)⑷说男睦磉^(guò)程加以展現(xiàn)?，F(xiàn)在，眼動(dòng)的記錄技術(shù)可以說(shuō)已經(jīng)相當(dāng)?shù)耐晟?，被開發(fā)成產(chǎn)品，形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

1.1 根據(jù)調(diào)查研究

目前國(guó)外眼動(dòng)儀的開發(fā)現(xiàn)狀，主要的有代表性的記錄方法包括直接用肉眼對(duì)眼動(dòng)的情況進(jìn)行觀察；還有利用閃光燈的高亮度閃動(dòng)之后形成的視覺后像進(jìn)行人的眼動(dòng)的觀察；機(jī)械的記錄法是利用頭部的支點(diǎn)、角膜的吸附環(huán)狀物、氣動(dòng)的方法等進(jìn)行記錄；電流記錄法包括了電流和電磁感兩種方法；光學(xué)記錄法，包含了反光法、記錄影視法、光電記錄法等。

目前，直接觀察法等技術(shù)已經(jīng)較為落后，應(yīng)用較多的是電流記錄法、電磁感應(yīng)記錄法以及光學(xué)記錄法等。

1.2 電流記錄法

采用電流記錄法進(jìn)行眼動(dòng)儀生產(chǎn)的法國(guó)公司生產(chǎn)的是眼動(dòng)儀是不能對(duì)眼動(dòng)的軌跡和瞳孔直徑進(jìn)行記錄和分析的，但是對(duì)眼動(dòng)的水平和垂直方面可以進(jìn)行軌跡的記錄。

采用電流記錄儀的優(yōu)勢(shì)在于，能夠?qū)︻^部的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行記錄，但是不會(huì)影響記錄的結(jié)果。記錄的時(shí)候不會(huì)直接接觸眼睛，但是能夠記錄眼球的電位差的相對(duì)數(shù)值，同時(shí)對(duì)眼動(dòng)的確切的運(yùn)動(dòng)情況加以計(jì)算，得到的電位差不同，并且在同一試驗(yàn)中在不同的時(shí)間段進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)得的數(shù)據(jù)也可能發(fā)生很大的誤差。

1.3 使用電磁感應(yīng)的方法的眼動(dòng)儀

電磁感應(yīng)眼動(dòng)記錄的系統(tǒng)中，能夠使用硅膠隱性眼鏡片，其中裝有可以進(jìn)行電磁感應(yīng)法生產(chǎn)的隱性探測(cè)線圈。這種線圈存在電壓的感應(yīng)，能夠檢測(cè)出感應(yīng)電壓，并且能夠?qū)Υ怪焙退椒较虻难蹌?dòng)進(jìn)行精確的測(cè)量，使用這種技術(shù)，相當(dāng)于眼睛佩戴了隱形眼鏡，被測(cè)試的視敏度得到了下降并且存在不適感，實(shí)驗(yàn)中的頭部也不能夠移動(dòng)。

1.4 應(yīng)用光學(xué)記錄法的眼動(dòng)儀

利用光學(xué)記錄的眼動(dòng)的直接記錄，是目前研究方法較為成熟的技術(shù)?，F(xiàn)代眼動(dòng)儀中，對(duì)瞳孔和角膜的反射法的記錄能夠?qū)⒀蹌?dòng)儀的技術(shù)推廣到根據(jù)虹膜-鞏膜進(jìn)行反射的原理生產(chǎn)中。例如美國(guó)應(yīng)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的EVM3200眼動(dòng)系統(tǒng)，就是根據(jù)虹膜-鞏膜反射法原理生產(chǎn)的眼動(dòng)儀。

2 國(guó)內(nèi)眼動(dòng)儀的開發(fā)

目前在國(guó)內(nèi)進(jìn)行眼動(dòng)儀開發(fā)和研制的方法，始于20世紀(jì)80年代。最早是紅外光電反射眼動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)紅外發(fā)光管、光敏管發(fā)射的原理來(lái)進(jìn)行眼動(dòng)的測(cè)量。20世紀(jì)90年代，西安電子科技大學(xué)研制開發(fā)出了頭盔式的眼動(dòng)儀，系統(tǒng)包含了頭箍以及光學(xué)系統(tǒng)，瞳孔中心提取系統(tǒng)等，將瞳孔坐標(biāo)加以疊加，得到了圖像和數(shù)據(jù)的記錄以及處理軟件。采用雙眼眼動(dòng)的中精度的方法，利用紅外攝像法獲得雙眼的圖像，將瞳孔中心的坐標(biāo)加以高速的信號(hào)處理，疊合外景圖像。這款儀表的優(yōu)點(diǎn)在于具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，價(jià)格低且能夠擴(kuò)展和改進(jìn)，但是缺點(diǎn)在于采用頭盔式的手工制作的方法，重量大且采樣頻率較低。

經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)產(chǎn)眼動(dòng)儀的發(fā)展歷程和性能的總結(jié)，得到的初步的總結(jié)，包括了對(duì)眼動(dòng)記錄方法的淘汰，不斷提高眼動(dòng)儀的記錄速度等。還有一些高新技術(shù)是將電子計(jì)算機(jī)技術(shù)與紅外線技術(shù)相互結(jié)合起來(lái)進(jìn)行定位的。開發(fā)和應(yīng)用日漸趨于自然，眼動(dòng)儀發(fā)生了變化，不再是過(guò)去那樣體積巨大不便攜帶，而是更加的小型化和便攜。在人們的生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)等領(lǐng)域給予了很大的幫助。同時(shí)眼動(dòng)儀的使用也已經(jīng)向著多樣化的方向發(fā)展著。

3 眼動(dòng)儀在運(yùn)動(dòng)心理領(lǐng)域的應(yīng)用

在運(yùn)動(dòng)心理領(lǐng)域應(yīng)用眼動(dòng)儀的方法，是應(yīng)用眼動(dòng)儀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)心理學(xué)的研究。首先，生態(tài)學(xué)被加以運(yùn)用，將實(shí)驗(yàn)情境和真實(shí)情境進(jìn)行了緊密的結(jié)合，同時(shí)在現(xiàn)實(shí)情境中使用新型的儀器也逐漸被運(yùn)用到體育運(yùn)動(dòng)中，獲得更加具有意義的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)視覺運(yùn)動(dòng)實(shí)踐得到了每一時(shí)刻的視覺的信息，使得運(yùn)動(dòng)員和裁判員能夠及時(shí)獲得信息的反饋，將運(yùn)動(dòng)水平不斷地加以提高，也讓教練員能夠參照這些信息的反饋指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員。

目前，對(duì)于運(yùn)動(dòng)心理領(lǐng)域在眼動(dòng)儀的局限以及趨勢(shì)的研究方面，涉及到的研究文獻(xiàn)等很多，包括了硬件設(shè)備在內(nèi)的概念和參數(shù)各有不同，因此無(wú)法有針對(duì)性地對(duì)方法、模型和設(shè)備性能進(jìn)行比較，眼動(dòng)的研究帶來(lái)的困難也是運(yùn)動(dòng)心理領(lǐng)域遇到的困難。

對(duì)于眼動(dòng)儀的分析系統(tǒng)進(jìn)行研究，可以使用頭盔式的視覺跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試的時(shí)候頭部和身體是移動(dòng)的，實(shí)驗(yàn)中的儀器可以將運(yùn)動(dòng)實(shí)踐的情境加以記錄，因此對(duì)生態(tài)學(xué)效度的記錄是不斷提高的。頭盔的場(chǎng)景和眼部攝像頭以及連線的方法，對(duì)于快速運(yùn)動(dòng)的頭部是不容易進(jìn)行試驗(yàn)的。尤其是自然環(huán)境條件下，使用儀器進(jìn)行精密度的調(diào)試，往往受到下降因素的限制，導(dǎo)致應(yīng)用場(chǎng)所的研究受到限制。運(yùn)動(dòng)員帶著測(cè)試帽進(jìn)行運(yùn)動(dòng)也容易干擾技能的發(fā)揮，分散注意力。而且從眼動(dòng)儀目前的技術(shù)能力來(lái)看眼睛在某個(gè)縱深距離上，不能進(jìn)行平面維度的移動(dòng)，對(duì)于視覺縱深進(jìn)行功能的變化，如果不能得到很好的實(shí)現(xiàn)，則在自然環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)研究的儀器，將會(huì)擁有帶有縱深變化功能的記錄，這是儀表儀器開發(fā)商努力的方向。

從運(yùn)動(dòng)的專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)心理能力進(jìn)行認(rèn)知，得到了關(guān)于心理能力的認(rèn)知水平，是當(dāng)今運(yùn)動(dòng)心理學(xué)研究的重要課題。眾多的研究集中在瞳孔的直徑、注釋位置以及指標(biāo)次數(shù)等，以達(dá)到視覺搜索的特征要求，如眼動(dòng)的外部特征，運(yùn)動(dòng)員決策時(shí)的心理認(rèn)知特點(diǎn)等等，將眼動(dòng)儀與測(cè)試儀進(jìn)行心理認(rèn)知特點(diǎn)的結(jié)合，觀察運(yùn)動(dòng)員的眼動(dòng)以及內(nèi)部的心理活動(dòng)內(nèi)容的測(cè)試，使得研究的指標(biāo)能夠得到更加全面的研究，這是一個(gè)解決好眼動(dòng)和認(rèn)知決策過(guò)程的同步測(cè)量的問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)指標(biāo)綜合的重要的環(huán)節(jié)，采用的是眼動(dòng)儀和反應(yīng)測(cè)量?jī)x的同步操作的方法。

4 結(jié)語(yǔ)

從當(dāng)前運(yùn)動(dòng)心理領(lǐng)域應(yīng)用眼動(dòng)儀的方法來(lái)看，研究運(yùn)動(dòng)員的眼動(dòng)特征，探測(cè)相應(yīng)的規(guī)律，找到儀器的用途和使用方法，從應(yīng)用的角度進(jìn)行眼動(dòng)儀的研究，使得眼動(dòng)儀能夠?qū)\(yùn)動(dòng)員的視覺信息進(jìn)行準(zhǔn)確的處理，并得到認(rèn)知決策方面的眼動(dòng)訓(xùn)練策略。

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G80-05

A

2095-2813(2017)08(b)-0234-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.23.234