方法文章

如何建立一个包括眼球跟踪器的 Dichoptic 演示系统

DOI：

10.3791/56033

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2017年9月6日

 , 
1Department of Psychology, Michigan State University, 2Neuroscience Program, Michigan State University

本文内容

摘要

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我们最近提出了一种方法, 允许 dichoptic 视觉刺激演示和双目眼睛跟踪同时1。关键是红外眼跟踪器和相应的红外透明镜像的组合。这份手稿提供了一个在初始设置和日常操作的深度协议。

摘要

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不同的刺激对两只眼睛的介绍, dichoptic 介绍, 是必要的研究涉及3D 视觉和双眼抑制。关于瞳孔和动眼神经测量的独特实验价值的文献越来越多, 特别是对双眼抑制的研究。虽然获得眼球跟踪措施将有益于使用 dichoptic 演示的研究, 但 dichoptic 演示的硬件 (如镜子) 通常会干扰高质量的眼球跟踪, 尤其是在使用视频眼睛跟踪.我们最近描述了一个实验性的设置, 它将一个标准的 dichoptic 演示系统与红外眼睛跟踪器结合使用红外透明镜像1。安装程序与标准监视器和眼跟踪器兼容, 易于实施, 而且价格适中 (按1000美元的顺序)。相对于现有的方法, 它具有不需要特殊设备的好处, 对视觉刺激的性质和质量的限制很少。在这里, 我们提供了建设和使用我们的设置视觉指南。

引言

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在正常的观察条件下, 我们的每一个眼睛都接受一个稍微不同的视觉输入。然后处理这个输入, 以产生一个连贯的, 三维的世界代表。Dichoptic 演示, 独立控制两只眼睛所呈现的输入的实践, 从而使研究人员能够从两个 two-dimensional 视网膜图像2中重建一个三维的表示.,3,4。另外, 如果两只眼睛的图像太不相同, 这种双眼组合就会失败, 而观察者却只报告其中一个图像的感知, 而另一只则被压制, 在诸如双目对抗等现象中5和连续的 flash 抑制6。这种双眼抑制的研究人员, 也使用 dichoptic 演示, 在这种情况下, 以检查与主题有关的问题, 如神经轨迹的意识7, 感性选择8,9, 和无意识正在处理10。

凝视和瞳孔动力学在人类行为和知觉的研究中被记录为多个目的。凝视方向可以通知有关, 例如, 注意分配11,<....

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方案

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本议定书已得到密歇根州立大学机构审查委员会的批准.

1. 生成系统

  1. 基本原理
    1. 准备镜像设置, 经典惠斯立体 28 的变体在 图1中演示, 由位于45和 #176 的两个镜像组成; 相对于参与者和 #39 中线的角度。镜子反映了两个屏幕的刺激, 它们位于桌子的两端, 彼此面向.
    2. 在镜子前放置一个参与者, 让他们查看不同的屏幕, 通过不同的镜子反映出来, 每只眼睛。为了取得最佳效果, 使用头部休息来稳定参与者和 #39 的头部.
    3. 将红外线敏感的视频眼跟踪器 (包括照相机和照明灯) 放置在参与者前面, 但在镜子后面。眼睛跟踪器由 图 1 中的一个框表示.
      注意: 在这种类型的正常设置中试图跟踪眼睛的一个挑战是, 眼睛被镜子挡住了.
    4. 使用两个前表面反射镜, 通常是广告 #34; 冷镜和 #34; (入射角:45 和 #176;), 该特征近乎完全的可见光反射率和近乎完全的近红外波长传输 (详见表 1)有关镜像的信息).
      注: 此类镜子可以通过提供科学和工业用途的光学设备的公司获得, 这通常列出诸如和 #39 之类....

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结果

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在协议中描述的校准后, 我们执行了校准-验证程序, 而不存在镜像的问题。图 5清楚地说明了该方法的有效性, 它显示了照相机的图像 (使用研究端眼跟踪系统) 与镜像到位。两组平行线沿参与者的鼻子和眼睛眉毛以上的线是镜子的边缘, 但, 然而, 在该框架内的脸是一样清楚的, 因为它是外面。这突出显示了在相机记录的波长上缺少信号损耗。一个正式评估以前显示学生大小, 扫视和光滑的追求结果是等效的与镜子和没有镜子1。我们描述了该评价的一个代表性部分。

一个简短的实验, 只有一个镜子的地方进行比较的结果和没有镜子。参与者对屏幕上的不同位置进行了扫视。眼球追踪器并没有遗漏任何一只眼睛的样品。水平凝视角和垂直凝视角的平均相关性为 0.99 (参见图 6)。

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讨论

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我们提出了一个 step-by 步指南的建设和使用的实验设置, 允许同时跟踪眼睛和 dichoptic 呈现视觉刺激。在许多情况下, dichoptic 刺激使用, 关键的问题, 防止有效的眼睛跟踪是 dichoptic 表示阻挡视线的视频眼追踪。这是通过使用红外线透明的镜子和红外线敏感的眼睛跟踪器来解决的。这种设置允许3D 视觉, 双眼抑制或临床研究的研究员收集高质量的眼球跟踪数据, 同时使用大的, 任意颜色的刺激。

此设置可以根据实验需要进行修改。如果两只眼睛的刺激足够小5以适应单个屏幕, 则四个屏幕的镜像可能足以实现 dichoptic 演示的眼球跟踪。在这种情况下, 两个更多的前表面反射镜 (不需要红外线透明度) 将被置于外围和平行于当前的镜像, 反映屏幕上的视觉刺激对当前的镜像 (请参阅参考5以将镜像放置在标准镜像立体)。

这个实验装置有几个局限性。一个是潜在的视觉污染的眼睛跟踪器中提到的代表结果。其次, 如果视觉刺激的颜.......

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披露

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

作者没有什么可透露的。

致谢

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

作者感谢彼得 Schiphorst 在设计设置和提供图1和3的图形方面的作用, 以及马尼克斯 Naber 的有用讨论和他对图表6的贡献。作者还承认研究人员和出版商从一个已发表的论文1中重用图1和6。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
设置 1Edmund Optics #64-452镜子尺寸 10.10 × 12.70 厘米;反射率：400 ~ 690 nm;透射率： 750 ~ 1200nm
反射镜 设置 2Edmund Optics项目已停产尺寸 10.10 & 次 12.70 厘米;反射率：425 ~ 650 nm;透射率： 800 ~ 1200nm
其他反射镜选项Edmund Optics#62-634尺寸 12.50 & 次 12.50 厘米;反射率：425 ~ 650 nm;透射率：800 ~ 1200nm
眼动仪，设置1SR Research Ltd.，安大略省，加拿大安大略省密西沙加Eyelink 1000透射率：890 ~ 940 nm
眼动仪，设置2The Eye Tribe Aps，哥本哈根，丹麦Eye Tribe （已停产）透射率：约 850 nm

参考文献

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Brascamp, J. W., Naber, M. Eye tracking under dichoptic viewing conditions: a practical solution. Behav. Res. Methods. , 1-7 (2016).
  2. Barendregt, M., Harvey, B. M., Rokers, B., Dumoulin, S. O. Transformation from a Retinal to a Cyclopean Representation in Human Visual Cortex.<....

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