Overview
출처: 조나단 플롬바움 연구소 -존스 홉킨스 대학
인간의 시력은 망막이라고 불리는 조직에 눈의 뒤쪽에 배치되는 빛에 민감한 뉴런에 달려 있습니다. 그들의 모양 때문에 막대와 원두에게 불린 뉴런은 망막에 균일하게 분포되지 않습니다. 대신, 망막의 중심에 는 콘이 조밀하게 포장되는 황반이라고 불리는 지역이 있으며, 특히 포베아라고 불리는 황반의 중앙 하위 영역에서는 특히 있습니다. 포베아 외부에는 콘이 거의 없으며, 막대 밀도는 포베아에서 더 큰 거리로 상당히 감소합니다. 그림 1은 이 배열을 스키마화합니다. 배열의 이 종류는 또한 시각적 인 피질에서 복제됩니다 : 많은 세포가 주변에 비해 포베아에서 자극을 나타냅니다.
그림 1. 인간의 눈의 회로도 묘사및 망막에 빛에 민감한 수용체 세포의 분포. 동공은 빛이 들어갈 수 있도록 눈 앞의 개구부입니다. 빛은 그 때 막대와 원추, 빛에 민감한 세포로 만들어진 눈의 뒤쪽에 있는 신경 조직인 망막에 집중됩니다. 망막의 중심에는 황반이 있으며 황반의 중심에는 포베아가 있습니다. 그래프는 그들의 위치의 함수로 망막에 막대와 원뿔 수용체의 밀도를 스키마화합니다. 색상 비전을 담당하는 콘은 거의 독점적으로 포베아에서 발견됩니다. 저조도 조건에서 볼 수 있는 막대도 마찬가지로 포베아 근처에 더 무겁게 군집되어 있으며, 황반 밖에서 밀도가 빠르게 떨어지는다.
결과: 우리는 우리의 눈이 직접 가리키는 공간의 부분에서 아주 잘 볼 수 있습니다, 포베아를 자극 공간의 부분; 그러나 우리는 실제로 주변에서 잘 보이지 않습니다. 우리의 눈이 끊임없이 움직이기 때문에 우리는 많은 개별 고정에서 공간을 표현하기 때문에 실제로 그것을 알지 못합니다.
주변 시력의 특성을 연구하는 한 가지 방법은 혼잡으로 알려진 현상입니다. 1 군중은 어수선하게 물체를 인식하지 못하는 것을 의미하며, 주변에 물체가 표시될 때 특히 강하게 혼잡을 경험합니다. 그림 2a는 혼잡을 경험할 수 있어야 하는 예입니다: 중앙의 십자가를 살펴보고 오른쪽 팩 의 중간에 있는 문자를 보고할 수 있는지 확인합니다. 그것은 아마 꽤 어렵다. 이제 그림 2b에서 왼쪽에 있는 편지를 보고하려고 합니다. 훨씬 쉽게! 이 그림에서 편지는 혼잡하지 않고 주변에 혼란이 없으므로 인식하기가 쉽습니다.
그림 2a. 혼잡 한 자극. 중앙에 십자가를 고정하고 왼쪽팩 중간에 있는 문자를 인식할 수 있는지 확인합니다. 편지가 주변에 있고 중앙 문자가 주변 의 편지로 붐비기 때문에 어려울 것입니다.
그림 2b. 혼잡하지 않은 자극. 이 자극은 그림 2a와 동일하며, 문자 G가 혼잡하지 않은 다른 문자가 둘러싸여 있지 않다는 것을 제외합니다. 십자가를 고정하는 동안에도 그림 2a의 G만큼 주변에 있지만 문자는 쉽게 인식 할 수 있어야합니다.
이 비디오는 문자로 군중 실험을 자극으로 설계하고 구현하는 방법을 보여줍니다.
Procedure
1. 자극과 디자인
- 시험에는 모든 영어 자음이 포함되며, 검은 색으로 작성되어 36 pt. Helvetica 글꼴로 표시됩니다.
- 실험의 각 시험은 500ms에 대한 디스플레이의 중앙에 제시 된 고정 십자가로 시작하고, 500 ms에 대한 십자가의 오른쪽 또는 왼쪽에 제시 자극다음, 마지막으로 응답 화면 다음에. 도 3은 실험 시퀀스를 스키마화합니다.
그림 3. 평가판 시퀀스. 실험의 단일 시험에서 이벤트의 순서는 다음과 같습니다 : 참가자는 중앙 십자가를 고정하고 재판을 시작하기 위해 우주 바를 누릅니다. 500ms 후, 테스트 자극은 세 글자를 포함하여 고정의 오른쪽 또는 왼쪽에 나타납니다. 참가자는 눈의 움직임을 피해야하지만 그룹의 중심에있는 문자를 식별하려고합니다. 편지는 500 ms 후에 사라지며, 참가자는 그룹 중간에 본 편지를보고하는 응답을 입력하라는 메시지가 표시됩니다.
그림 4. 조작을 위한 변수입니다. 혼잡 실험에서 조작할 수 있는 두 가지 중요한 변수가 있습니다. 첫 번째는 고정 십자가와 대상 자극 사이의 거리를 참조하는 편심이라고하며,이 경우 3 개의 그룹의 중심에있는 문자입니다. 두 번째 변수는 대상 문자와 각 이웃 사이의 거리를 가리키는 자극 간 간격이라고 합니다. 실험에서, 이들 두 변수는 일반적으로 상대 간격이라고 하는 제3 유래 변수에 의해 함께 조작되며, 편심에 대한 상대 간격의 비율로 정의된다.
- 각 시험에서 제시된 자극은 항상 세 그룹으로 올 것이다. 두 가지 변수는 실험에서 조작될 것이다: (1) 자극의 그룹의 중간에 고정 십자가와 자극 사이의 거리, 편심이라고 불리는 측정; (2) 그룹 내의 중간 자극과 다른 두 사이의 거리, 자극 간 간격이라고 하는 측정. 그림 4는 샘플 평가판을 나타내고 이러한 두 변수를 식별합니다.
- 실험을 준비할 때 이 두 변수는 실제로 해당 비율에서 파생된 세 번째 변수에 의해 제어됩니다. 우리는 상대 간격을 호출하고 편심으로 나누어 상호 자극 간격으로 정의합니다. 동일한 단위를 가진 두 변수에 대해 정의된 비율이므로 상대 간격에는 단위가 없습니다.
- 이제 실험을 순서대로 200개의 시험 집합을 프로그래밍합니다.
- 각 평가판은 0.25, 0.4, 0.5 및 0.75의 값을 가진 네 가지 상대 간격 조건 중 하나에 속합니다. 픽셀에서, 다음은 각 조건의 자극 간 간격 및 편심에 사용할 값입니다: (100, 400); (50, 125); (75, 150); (600, 800). 그러나 원하는 비율을 생성하는 한 모든 값을 사용할 수 있습니다.
- 네 가지 조건에서 동일한 수의 시험이 무작위로 혼합됩니다. 각 평가판에서 단일 평가판에서 문자가 반복되지 않는 제한과 함께 표시할 세 자음을 무작위로 선택합니다.
- 또한 실험의 절반에 고정의 오른쪽에 자극을 보여주고, 나머지 절반에 고정의 왼쪽에 자극을 보여주기 위해 실험을 프로그래밍한다.
- 평가판 번호, 표시된 세 글자, 상대 간격, 참가자가 제공한 응답, 해당 응답이 옳고 그었는지 여부 등 각 평가판에 대해 관련 출력을 최소한으로 보고하도록 실험을 프로그래밍해야 합니다.
2. 실험 실행
- 실험을 실행하려면 참가자를 모집합니다.
- 참가자가 실험실에 도착하면 완전한 동의를 받아야 합니다. 그런 다음 참가자를 컴퓨터 모니터에서 60cm 앉습니다.
- 이 실험을 위해 턱 을 쉬는 것도 중요합니다.
- 참가자에게 턱을 턱에 놓고 시험 중에 움직이지 말라고 지시합니다. 실험이 스스로 진행되고 있으며, 그들이 원하는 대로 시험 사이에 자유롭게 움직이거나 휴식을 취할 수 있음을 알려주십시오.
- 참가자에게 다음과 같이 지침을 설명합니다.
- "이 실험에서는 시각적 인 주변에 표시된 개체를 얼마나 쉽게 인식 할 수 있는지 조사하는 데 관심이 있습니다. 각 시험에서, 나는 당신이 화면의 중앙에 십자가에 고정하고, 당신의 눈을 이동하지 않도록 최선을 다하고 싶습니다. 500ms 이후에 스페이스바를 눌러 재판을 시작하면 고정의 왼쪽 또는 오른쪽에 있는 세 글자가 화면에 나타납니다. 그들은 단지 500 ms에 대한 화면에 남아있을 것입니다, 그들은 보기 어려울 수 있습니다. 당신의 임무는 팩의 중간에 있는 편지를 인식하기 위해 최선을 다하는 것입니다, 즉, 두 사람 사이에 제시 된 편지. 문자가 나타날 때조차도 눈을 움직이지 마십시오. 사라지면 키보드를 사용하여 중간에 본 문자를 입력합니다. 당신이 확실하지 않은 경우, 그냥 추측.
- 그녀는 몇 가지 시험을 완료하는 동안 참가자와 함께 방에 남아. 그런 다음 실험을 완료하기 위해 그녀를 둡니다.
- 이 실험의 데이터 분석은 간단합니다. 평균 문자 인식 정확도를 상대 간격의 함수로 계산하기만 하면 됩니다. 따라서 참가자가 각 간격 조건에서 중앙 문자를 정확하게 인식하고 각 간격 조건에 대해 50 번의 시험이 있었기 때문에 50으로 나누는 시험 수를 계산하십시오.
특히 시야 주변에 있는 경우 주변 의 물체가 항상 명확하게 보이지는 않습니다.
하루 종일, 개인은 박물관에서 그림의 요소와 같은 다른, 독특한 항목을 직접 보고 눈을 이동합니다.
이런 일이 발생하면 사과와 같이 자세히 연구되는 개체는 관찰자의 시야 중간에 위치하며 결과적으로 명확하게 볼 수 있습니다.
대조적으로, 사과의 측면에 멀리 떨어진 항목 (이 경우, 개는 - 시야의 주변에 위치하고, 퍼지로 인식된다.
이러한 흐릿함은 실제로 시각적 인 군중이라는 현상에서 악화 될 수 있습니다. 여기서 주변 물체가 "혼란"으로 둘러싸여 있는 경우 불량 예술가가 페인트하기로 결정한 개처럼 인식할 수 없습니다.
이 비디오에서는 편지 기반 접근 방식을 사용하여 혼잡을 조사하는 방법을 살펴봅시다. 우리는 자극을 설계하고 주변 시력 데이터를 수집하고 해석하는 방법을 설명할 뿐만 아니라, 연구자들이 운전 안전에 미치는 영향과 같은 다른 맥락에서 개념을 연구하는 방법에 대해서도 설명합니다.
이 실험에서 참가자는 주변 시야에 전달되는 문자를 식별하도록 요청받습니다.
이것은 먼저 컴퓨터 모니터의 중간에 제시 된 작은 고정 십자가에 초점을 맞추고, 그 후 문자 자극이 나타납니다.
이 단계에서는 JXW와 같이 동등하게 간격이 있는 대문자영어 자음 3개가 십자가의 한쪽에 표시되므로 주변 시야로만 볼 수 있습니다. 모음은 데이터 수집을 방해할 수 있는 짧은 단어를 형성할 수 있기 때문에 특별히 제외됩니다.
이러한 모든 문자는 동일한 크기와 글꼴 유형이지만, 이러한 자극(편심 및 자극 간 간격)에서 두 가지 주요 변수가 조작되어 혼잡에 영향을 주는 요소를 더 잘 이해할 수 있습니다.
첫 번째 편심은 중앙 문자에서 교차선의 교차점에 이르는 픽셀의 거리이며, 이는 시각적 필드 자극의 주변에 있는 위치와 관련이 있습니다. 편심이 높을수록 문자의 프리젠 테이션이 더 주변됩니다.
대조적으로, 자극 간 간격은 거리(또한 픽셀)로 정의되며, 중앙 자음과 이를 접수하는 각 문자 사이에 있습니다. 이 측정은 측면 공격수들이 중간 문자에 얼마나 가까이 있어야 하는지 평가하여 시각적 인 밀집에 필요한 혼란을 제공합니다.
주어진 자극에서 이 두 거리에 대해 선택된 숫자는 실제로 상대 간격이라고 하는 편심에 대한 자극 간 간격의 비율로 정의된 세 번째 변수에 의해 제어됩니다.
0.25, 0.4, 0.5 및 0.75의 네 가지 값은 편심과 관련하여 자극 간격이 특정 크기여야 하는지 여부를 구체적으로 평가하기 위해 테스트됩니다.
예를 들어 문자 트리오의 상대 간격 값이 0.75인 경우, 이는 자극 간 거리가 편심의 크기의 3/4임을 의미합니다. 따라서 측면 자음은 중앙 문자와 상대적으로 멀리 떨어져 있습니다.
자극이 사라진 후 응답 화면이 표시되어 참가자가 중앙 문자로 인식한 내용을 입력하라는 메시지가 표시됩니다.
서로 다른 상대 간격 값을 가진 자극이 동등하게 수행되지만 무작위로 제시되는 200 개의 시험이 수행됩니다.
여기서 종속 변수는 중간 문자가 올바르게 식별되는 시험의 백분율입니다.
이전 작품을 기반으로 참가자는 0.5 이상의 상대 간격으로 자극의 중심 문자를 정확하게 인식할 수 있을 것으로 예상됩니다.
중요한 것은, 이것은 상호 자극 간격이 붐비기를 방지하기 위해 편심의 적어도 절반 크기가 될 필요가 있음을 나타냅니다, 부마의 규칙으로 알려진 규정.
참가자가 도착했을 때 인사하고 정보에 입각한 동의 자료에 서명하도록 합니다. 그런 다음 키보드로 컴퓨터 모니터 앞에 앉습니다.
화면에서 약 60cm 떨어진 곳에 턱을 놓습니다.
실험을 스스로 진행하고, 우주바를 눌러야 한다는 점을 강조하면서 계속해서 작업을 설명한다. 또한 어떤 경우에도 참가자가 중앙 자음의 신원을 확실하지 않은 경우 최상의 추측을 제공해야 합니다.
그런 다음 참가자가 여러 연습 시험을 수행하는 것을 지켜보십시오. 각각에 대해 고정 십자가가 500 ms에 대해 제시되고, 그 다음에 같은 시간 동안 문자가 표시되는지 확인하십시오. 또한 메시지가 표시되면 키보드의 자음 버튼을 눌러 참가자가 응답을 입력하는지 확인합니다.
작업을 이해하면 방을 떠나 참가자가 200 번의 시험을 완료 할 수 있습니다.
데이터를 분석하려면 각 상대 간격 비율에 대해 참가자가 중앙 자음을 올바르게 식별한 시험 비율을 계산합니다.
상대 간격이 증가함에 따라 정확도가 향상되었습니다. 특히 이 비율이 0.5였을 때 참가자들은 75%의 성과를 보였고, 상대 간격이 0.75일 때 이 값은 약 95%로 뛰어올랐습니다.
그러나 0.4의 비율로 참가자들은 시험의 20%에서 중앙 자음을 정확하게 인식했으며, 0.25에서 이 값은 5%로 떨어졌으며, 중앙 문자가 무작위로 추측되는 경우 거의 우연에 해당하는 빈도입니다.
이러한 결과는 부마의 규칙을 뒷받침하는 관찰과 같이 이 거리의 25% 또는 40%와 같이 자극 간 간격이 편심의 절반 미만인 경우에만 혼잡이 발생함을 나타냅니다.
이제 편심과 자극 간 간격의 조작이 혼잡을 연구하는 데 어떻게 사용될 수 있는지 알고 있으므로 주변 시력의 다른 측면이 탐구되는 방법을 살펴보겠습니다.
혼잡은 자동차 안전과 관련하여, 그리고 환경의 물체 수가 운전자가 보는 것에 영향을 미칠 수 있는지 여부와 관련하여 검토되었습니다.
이러한 작업은 여러 대의 자동차, 교통 콘 또는 지역의 표지판으로 인해 운전자가 보행자를 효과적으로 인식하지 못할 수 있다고 결정했습니다.
예를 들어, 사람이 자동차 가운데 흐릿한 물체를 관찰할 수 있으며, 아이템이 거리로 나타나갈 때까지 주차된 자전거라고 생각할 수 있으며, 기차를 잡기 위해 달리는 남자로 판명될 수 있습니다.
주변 시야의 한계에 대한 작업은 연구원들이 명확하고 조명이 잘 설치된 횡단보도를 만드는 것과 같이 보행자및 운전 안전을 개선할 수 있는 방법을 마련하도록 장려하고 있습니다.
반면, 웹 개발자는 효과적인 팝업 광고를 만들기 위해 주변 시야에 대해 알고 있는 것을 적용하고 있습니다.
편지에 혼잡의 효과로 인해 이러한 배너는 인터넷 사용자의 주변 시야에서 모니터 측면에 나타날 때 구별할 수 없기 때문에 많은 텍스트를 포함하지 않도록 설계되었습니다.
오히려 이러한 광고에는 누군가의 관심을 끌고 눈을 움직여이 프로모션에 집착하게하는 밝고 움직이는 요소가 포함되어 있습니다. 그런 다음, 바라건대, 그 사람은 그것을 클릭하고 판매되는 것을 주문할 것입니다.
지금까지, 우리는 정상적인 참가자의 혼잡에 초점을 맞추고있다; 그러나, 연구원은 또한 이 지각 현상이 특정 질병과 관련되었던 시각적 인 결함과 관련이 있는지 여부를 보고 있습니다.
예를 들면, 몇몇 일은 알츠하이머병과 유사한 신경 퇴행성 조건으로 진단된 환자에게 밀접하게 간격이 있는 편지 트리오의 프리젠 테이션을 관련시켰습니다. 중요한 것은, 이러한 자극은 컴퓨터 모니터의 중간에 표시되어, 따라서 시야의 중심으로 전달되었다.
흥미롭게도, 더 적은 환자는 건강한 통제에 비해 중앙 편지의 이름을 지정할 수 있었습니다.
총체적으로,이 작품은 군중의 확장에 대한 증거를 제공합니다 - 일반적으로 중앙 시력에 - 주변의 문제, 일부 신경 퇴행성 환자 경험에 대한 가능한 설명을 제공합니다.
주변 혼잡에 대한 JoVE의 비디오를 방금 시청했습니다. 지금까지이 현상을 조사하기 위해 문자 간격을 조작하고 비전 데이터를 수집하고 해석하는 방법을 이해해야합니다. 또한 팝업 광고 디자인과 같은 다른 영역에 크라우드싱이 어떻게 적용되는지 파악해야 합니다.
시청해 주셔서 감사합니다!
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Results
그림 5 그래프 정확도는 상대 간격의 함수입니다. 상대 간격이 커지면서 성능이 많이 향상되었습니다. 이것이 의미하는 바는 자극 간 간격이 편심만큼 절반 이상 크면 성능이 이점이라는 것입니다. 사실, 간격이 혼잡을 방지하기 위해 편심의 절반으로 커야한다는 생각은 자극 간 간격과 편심 사이의 비율이 군중을 제어하는 방법을 발견 한 과학자 후 부마의 규칙으로 알려져 있습니다. 그래프와 같이 비율이 0.5인 경우 성능은 일반적으로 약 75% 이상입니다. 0.5 미만의 정확도는 종종 우연에 가깝습니다. 상대 간격이 0.4인 경우에도 이 실험의 성능은 25% 미만이었고 상대 간격이 0.25인 경우 무작위에 가까웠습니다. 영어로 21자음이 있으므로 추측하면 거의 5%의 정답을 얻을 수 있습니다.
그림 5. 혼잡 실험의 결과. 인식 정확도는 매우 좋지 않았고, 때로는 상대 간격이 0.5 미만인 시험에서 기회에 가깝습니다. 그러나 0.5 이상의 간격을 가진 시험의 경우, 인식은 일반적으로 75 % 보다 더 정확했다. 0.5는 일반적으로 혼잡을 방지하는 중요한 상대 간격입니다.
변형
이제 혼잡 실험 실행의 기본을 알고 있으므로 실험을 실행하여 상대 간격이 혼잡의 중요한 결정요인임을 보여줄 수 있습니다. 방법은 다음과 같습니다 : 50, 100, 200 및 250 px와 같은 네 개의 편심 값을 선택합니다. 각각에 대해, 이전 실험에서 상대 간격 값을 줄 것이다 네 가지 자극 간격 간격 값을 식별, 즉. 0.25, 0.4, 0.5, 0.75. 이제 동일한 상대 간격 값을 생성하지만 다른 편심을 갖는 네 가지 방법이 있습니다. 총 16가지 조건입니다. 모든 16가지 조건중 50개의 시험으로 실험을 실행하고 그림 6에표시된 대로 데이터를 플롯합니다. 상대 간격이 성능의 중요한 결정요인임을 알아야 합니다(편심과 는 반대로).
그림 6. 성능에 편심과 상대 간격의 효과를 대조하도록 설계된 두 번째 밀집 실험의 결과. x축은 사용되는 네 개의 상대 간격 값을 표시하고 다른 색상 아이콘은 서로 다른 편심을 나타냅니다. 편심이 인식에 대한 주요 제약 조건인 경우 동일한 색상의 아이콘은 인식 정확도 측면에서 함께 그룹화하는 경향이 있습니다. 그러나 대신, 정확도는 상대적인 간격에 의해 지배되는 것처럼 보였습니다.
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Applications and Summary
혼잡을 이해하는 것이 중요한 이유 중 하나는 황반 변성과 관련이 있습니다. 황반 변성은 주로 황반의 변성을 포함하는 노인에 영향을 미치는 상태이며, 포베아를 포함하는 망막의 인구밀도가 높은 부분입니다. 황반 변성은 65 세 이상의 사람들 사이에서 미국에서 실명의 주요 원인입니다. 그것은 사람들이 주변 시력에 크게 의존 떠난다. 따라서, 군중에 대한 연구는 과학자들이 주변 시력의 한계와 경제성, 그것을 개선하는 방법, 그리고 일반적으로 중요한 상황에서 혼잡을 방지하기 위해 환경을 설계하는 방법을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
크라우드싱 작동 방식을 이해하는 것은 엔지니어, 그래픽 디자이너 및 웹 개발자가 사람들이 매일 참여하는 많은 디스플레이를 배치하는 방식에도 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 팝업 또는 배너 광고 웹사이트가 웹 브라우저에 표시되면 주의를 끌기 위해 고안되었지만, 100% 읽을 수 없거나 백그라운드의 사람들이 눈을 움직이고 광고를 보고 싶어합니다.
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Acknowledgments
1. 휘트니, D., 레비, D.M. (2011). 시각적 혼잡: 의식적인 인식과 개체 인식에 대한 근본적인 제한입니다. 인지 과학의 동향,15(4), 160-168.
