6 settembre 2017
Abbiamo recentemente proposto un metodo che consente la presentazione di stimolo visivo dicoptico e binoculare eye-tracking contemporaneamente1. La chiave è la combinazione di infrarossi eye tracker e gli specchi a infrarossi-trasparente corrispondenti. Questo manoscritto fornisce un'approfondita protocollo per la configurazione iniziale e il funzionamento di tutti i giorni.
L'obiettivo generale di questa procedura è ottenere il tracciamento oculare binoculare durante la presentazione dello stimolo visivo dicotico. Nello studio della vista, è spesso importante mostrare a ogni occhio un'immagine diversa. Ad esempio, utilizzando gli specchi.
Questa è chiamata stimolazione dicoptica. Il vantaggio principale di questa tecnica è che consente l'eye tracking durante la visione dicoptica in un set up che è molto compatibile con gli eye tracker standard e ha un costo contenuto e pone pochissimi limiti sulla dimensione e sul colore degli stimoli visivi che si utilizzano. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nello studio della visione umana, come ad esempio come si muovono gli occhi nelle scene 3D e come rispondono le pupille agli input visivi presentati inconsciamente utilizzando una tecnica chiamata soppressione interoculare.
In generale, gli individui che tentano di eseguire l'eye tracking nelle normali configurazioni dicoptiche avranno difficoltà perché gli specchi utilizzati per la presentazione dicoptica bloccano la vista degli eye tracker basati su video. Per costruire la struttura in fibra di legno, inizia mettendo insieme un componente centrale, che conterrà gli specchi e l'eye tracker e due schede di riferimento dipinte in nero opaco per ridurre la dispersione della luce. Posizionare l'elemento superiore di questo componente, in modo tale che lasci otto centimetri di profondità davanti alla scrivania, per lasciare spazio sufficiente per il viso del partecipante quando stabilizzato sul poggiatesta ed evitare la formazione di condensa sugli specchi durante l'esplorazione.
Quindi, posizionare le due schede di riferimento nelle posizioni desiderate dei monitor. Montare due monitor a schermo piatto su bracci standard per monitor, fissati al lato della scrivania per consentire la traslazione in tre dimensioni, nonché la rotazione sul piano dello schermo. Quindi, collegare i supporti degli specchietti alla fibra di legno e stabilizzare gli specchi sui supporti degli specchietti.
Posiziona gli specchi da toccare con un angolo di 90 gradi al centro, in modo da riflettere gli stimoli provenienti dai due schermi che sono posizionati alle estremità opposte del tavolo. Allineare il poggiatesta con il centro degli specchietti. Infine, crea dei paraocchi in cartone nero e cinghie intere imbottite in schiuma dipinte di nero e attaccale ai montanti del poggiatesta.
Posiziona l'eye tracker dietro gli specchi e l'intero set up è pronto per gli esperimenti. Inizia facendo sedere un partecipante davanti agli specchi e chiedigli di vedere uno schermo diverso riflesso attraverso uno specchio diverso con ciascun occhio. Per ottenere i migliori risultati, utilizzare un poggiatesta per stabilizzare la testa del partecipante.
Posiziona un eye tracker basato su video sensibile agli infrarossi, che include una fotocamera e un illuminatore, davanti al partecipante ma dietro gli specchi. Se la posizione desiderata del monitor viene persa, recuperarla utilizzando i contrassegni sulla scheda di calibrazione, per riposizionare la scheda nella stessa posizione, rispetto alla scheda di riferimento che ha una posizione fissa sulla scrivania. Spostare nuovamente il monitor in modo che sia allineato con i contrassegni appropriati.
Quando si utilizzano i paraocchi, spostarli all'altezza degli occhi del partecipante e ruotarli leggermente verso la linea mediana per ridurre al minimo l'esposizione del partecipante ad altri input visivi. Assicurati che ogni occhio possa vedere l'intero stimolo visivo nello specchio senza vederne direttamente alcuno. Per la calibrazione del software, presentare un punto su ciascuna delle due schermate in alternanza.
Chiedi al partecipante di eliminare il cambiamento di posizione percepito, spostando il punto su uno degli schermi. In alternativa, chiedi al partecipante di allineare i fotogrammi degli stimoli sperimentali invece di due punti, in modo che entrambi i campi visivi critici per il particolare esperimento siano allineati. Infine, dopo aver applicato uno dei due metodi, centrare gli stimoli nell'esperimento sulle posizioni risultanti sullo schermo per iniziare l'esperimento.
Durante l'esperimento, l'immagine mostrata nel software di tracciamento oculare sembrerà semplicemente che gli specchi non siano lì. È stato condotto un breve esperimento con un solo specchio in posizione per confrontare i risultati con e senza lo specchio. Il partecipante si è recato in diverse posizioni sullo schermo con un occhio tracciato senza lo specchio e l'altro occhio seguito con lo specchio.
L'eye tracker non ha perso alcun campione per nessuno dei due occhi. Le correlazioni medie nell'angolo di sguardo orizzontale e nell'angolo di sguardo verticale erano 0,99. Durante la costruzione di questa configurazione, è importante acquistare specchi di codice che presentino una riflettanza quasi completa della lunghezza d'onda visibile e una trasmissione quasi completa della lunghezza d'onda del vicino infrarosso.
Una volta padroneggiata, questa configurazione e calibrazione può essere completata in 10 minuti per ogni partecipante se eseguita correttamente. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come costruire e utilizzare questo sistema di presentazione dicoptico con un eye tracker. Dopo questo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della scienza della visione per esplorare lo sguardo e le dinamiche della pupilla con un sistema che consente la presentazione visiva dicotterica.
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Questo articolo presenta un metodo per ottenere il monitoraggio binoculare degli occhi durante la presentazione di stimoli visivi dichoptici. La tecnica utilizza il monitoraggio degli occhi a infrarossi combinato con specchi trasparenti agli infrarossi, consentendo un efficace monitoraggio degli occhi mentre si visualizzano immagini diverse per ciascun occhio.
This method enables binocular eye tracking during dichoptic visual presentation, supporting mechanistic de-risking in vision science research. By combining infrared eye tracking with infrared-transparent mirrors, it provides a cost-effective, scalable solution for studying interocular suppression and 3D vision mechanisms. The approach enhances predictive confidence in preclinical models of visual function by allowing quantitative oculomotor and pupillometric measurements under controlled dichoptic conditions.
This method integrates into the discovery continuum from target validation through preclinical research by providing reliable, quantitative eye tracking data during dichoptic stimulus presentation.