眼动行为的类型

本页将简要介绍几种主要的眼动行为类型以及他们的特征。

人类眼球的时间和空间采样能力限制了我们从周围环境中提取视觉信息的方式。由于我们在将视线从视野范围的中央区域移出时,视觉精度会迅速下降,所以我们使用了一系列眼动行为使我们能够将视线放在目标物或场景的感兴趣的位置。

眼跳是一种将中央窝视野从一点移到另一点的快速眼动行为,而注视则是将中央窝视野在目标上保持一定的时长以获得足够的视觉图像细节。我们对物体和场景的视觉感知是通过一系列的注视和眼跳来完成的(见左图)。由于眼跳发生时眼球的移动速度极快,这期间几乎不会获得任何有效的视觉信息,而多数的视觉信息是通过注视获取的。

眼跳的特征:

  • 眼跳是一种从一个注视点到另一个注视点之间的快速跳跃,眼跳的平均时间约为20-40 ms, 速度可达到600°/s
  • 在阅读英文时,平均的眼跳幅度为7-9 个字母的长度
  • 做出眼跳的准备时间在150-175 ms (延迟);若眼跳距离较大或需要获取精确的位置信息,时间更长
  • 眼跳过程中注视行为受到限制
  • 眼跳的结束点在移动中无法改变

注视的特征:

  • 注视的时间在80 - 600 毫秒之间变化
  • 场景信息(主要)在注视行为中获取
  • 常规的注视频率为 < 3 Hz
  • 此过程中的眼球并不是完全静止的(微眼跳, 眼颤, 漂移)

当我们头部保持静止观察静态物体时,我们主要的眼动行为是眼跳和注视。但当我们在移动或物体在移动的动态的情境中,为了确保中央窝视野能够保持在感兴趣的位置就会触发其他的眼动行为。集散运动能够帮我们将视线放在不同位置目标上,平稳跟踪可帮助我们将视线放在运动的目标上,前庭眼反射行为则是一种能够在我们的头部或身体运动时将中央窝视野保持在兴趣点的一种眼动行为。

集散行为特征:

  • 左、右眼移动方向相反
  • 可被归类为两种运动 - 远->近聚集运动和近->远发散运动
  • 通常比眼跳行为慢

平稳跟踪的特征:

  • 是一种缓慢的眼动行为,可以使对缓慢移动物体的图像或视觉中央窝附近的图像变得平稳
  • 平稳追踪的速度一般< 30°/s, 准备时间为 90-150 ms
  • 超过 30°/s 的平稳追踪将变换为眼跳
  • 我们对追踪水平方向的缓慢移动物体比追踪垂直方向的运转机制更好
  • 此行为与空间注意相关,如,我们一般不会对目标物体旁的其他物体进行视觉处理

前庭眼反射特征:

  • 眼球运动方向与头动方向相反
  • 通常眼球运动速度与头动速度相等

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