כיצד לבנות מערכת מצגת Dichoptic הכוללת גשש העין

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

אנחנו לאחרונה הציע שיטה המאפשרת מצגת גירויים חזותיים dichoptic העין המשקפת מעקב בו זמנית1. המפתח הוא השילוב של גשש אינפרא-אדום העין המראות אינפרא אדום-שקוף המתאים. כתב יד זה מספק עומק פרוטוקול ההתקנה הראשונית, יומיומית.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Qian, C. S., Brascamp, J. W. How to Build a Dichoptic Presentation System That Includes an Eye Tracker. J. Vis. Exp. (127), e56033, doi:10.3791/56033 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

המצגת של גירויים שונים שתי עיניו, dichoptic המצגת, חיוני עבור מחקרים שכללו 3D vision ודיכוי interocular. יש ספרות גוברת על הערך ניסויית ייחודית של אמצעי האישון תזוזת גלגל העין, במיוחד עבור מחקר על דיכוי interocular. למרות קבלת עקיבה אמצעים ובכך ירוויח מחקרים המשתמשים dichoptic המצגת, החומרה חיוני למצגת dichoptic (למשל שיקופים) לעתים קרובות מפריע העין באיכות גבוהה, מעקב, במיוחד בעת שימוש יש עין מבוססי-וידאו רכיב המעקב. אנחנו לאחרונה תיאר התקנה ניסיונית המשלב מערכת מצגת dichoptic סטנדרטי עם גשש אינפרא-אדום העין באמצעות מראות אינפרא אדום-שקוף1. ההגדרה תהיה תואמת רגיל ו עין עוקבים, קל ליישום, ובמחירים סבירים (גודל 1000 דולר ארה ב). יחסית לשיטות הקיימות יש את היתרונות של לא הדורשים ציוד מיוחד, התחזות כמה מגבלות על הטבע ועל איכות הגירוי החזותי. כאן אנו מספקים מדריך חזותי בנייה ושימוש של ההתקנה שלנו.

Introduction

בתנאים צפייה רגילה כל אחד העיניים שלנו מקבל קלט חזותי שונה במקצת. זה קלט מעובד ואז לייצר ייצוג הגיוניות, תלת מימד אחד של העולם. Dichoptic המצגת, הנוהג של שליטה באופן עצמאי את הקלט הציג בפני כל אחת שתי עיניו, ובכך מאפשר לחוקרים ללמוד איך בני אדם לשחזר ייצוג תלת-ממדי שתי תמונות הרשתית מימדי2 ,3,4. בנוסף, אם שתי עיניו תמונות הם גם שונים, שילוב interocular זה נכשל משקיפים במקום לדווח על תפיסת היחיד של התמונות בכל פעם בעוד השני נותר מודחק, בתופעות כגון יריבות דו-עינית5 ו דיכוי פלאש רציף6. חוקרים של דיכוי interocular כזה, גם משתמשים במצגת dichoptic, במקרה זה לבחון שאלות הקשורות לנושאים כמו מיקומה עצבית של מודעות7,8,הבחירה תפיסתי9ו הכרה עיבוד10.

דינמיקה המבט ועם תלמידו נרשמים למטרות רבות במחקר על ההתנהגות האנושית ותפיסה. כיוון המבט יכול לדווח עליהם, למשל, תשומת לב הקצאת11,10,13 ו החלטה עושה14, ואילו גודל אישון יכול להציג היבטים של עיבוד ויזואלי15, 16, פעילות האירוסין17או מודיעין נוזלים18.

שילוב של העין מעקב עם המצגת dichoptic שימושית במחקר לתוך, למשל, שלוש תפיסה תלת-ממדי (3D)19,20,21,22 או עינית התגובות חזותי קלט במהלך דיכוי interocular23,24,25. לדוגמה, תנועות עיניים נמצאו כדי לחשוף את עיבוד הכרה ללא תפיסה סובייקטיבית במהלך דיכוי פלאש רציף23. חוקרים קליניים חזותי ניתן להשתמש היכולת לעקוב אחר בשתי העיניים במהלך המצגת dichoptic לחקור מחלות עינית להשפיע את שתי עיניו בצורה א-סימטרית, לדוגמה, לעקוב אחר monocular, המשקפת עיוותים חזותיים המתרחשים עין עצלה26 ו- maculopathy27.

אנו המתואר לאחרונה התקנה1 המאפשר השילוב של העין מבוססי וידאו באיכות גבוהה מעקב ו- dichoptic גירוי קטן הגבלה על גודל או צבע של הגירויים, הערכנו את ביצועיה. בהמשך אנחנו מסכמים את הבנייה ואת השימוש תוכנית התקנה זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

פרוטוקול זה אושרה על ידי המוסדיים סקירה לוחות של אוניברסיטת מישיגן.

1. את המערכת

  1. הרציונל
    1. להכין את ההתקנה המראה, וריאציה של קלאסי ויטסטון סטריאוסקופ 28 מאויר באיורים איור 1 , המורכב שתי מראות מוצבים בזווית של 45 מעלות ביחס המשתתף ' s קו האמצע. המראות לשקף גירויים שני המסכים הממוקמים בקצוות מנוגדים של טבלה, אחד מול השני.
    2. מושב משתתף מול המראות ויש להם להציג מסך אחר, בא לידי ביטוי באמצעות מראה שונה, עם כל עין. לקבלת תוצאות מיטביות, השתמש מנוחה הראש לייצב את המשתתף ' זה הראש.
    3. הצב גשש אינפרא אדום רגיש מבוססי וידאו העין, כולל מצלמה ו מאייר, בפני המשתתף אבל מאחורי המראות. המעקב העין מיוצג על-ידי קופסה באיור 1.
      הערה: אתגר אחד כאשר מנסה לאתר העיניים שבה setups רגיל מסוג זה, היא כי העיניים הנחסמים על-ידי המראות.
    4. להשתמש שתי מראות החזית-השטח, לעיתים קרובות כפי שפורסם " מראות קר " (זווית התקרית: 45°), אשר כוללים כמעט מוחלטת השתקפות של אורכי גל גלוי ושידור כמעט מוחלטת של אורכי גל אינפרא אדום (ראה טבלה 1 לקבלת מפורט מידע על המראות).
      הערה: מראות כאלה ניתן להשיג באמצעות חברות אספקת ציוד אופטי למטרות מדעיים ותעשייתיים, אשר בדרך כלל לפרט רכיבים כאלה כמו ' מראות קר ' או כסוג של ' מראות ודיקרואיק זוהר ' (לראות פרטים נוספים חומרים / ציוד שולחן). < tr >
      התקנה 1 הגדרת 2
      מראות מידות 10.10 × 12.70 ס מ 10.10 × 12.70 ס מ
      השתקפות 400 ~ 690 nm 425 ~ 650 nm
      שידור 750 ~ 1200 ננומטר 800 ~ 1200 ננומטר
      עין המעקב המותג מחקר-קצה העין המעקב לקוחות - העין מעקב אחר
      שידור 890 ~ 940 nm כ 850 ננומטר

      טבלה 1. פרטים על שתי גרסאות של ההתקנה שבה עבדנו.
      המעקב העין ' טווח אורך גל של השידור s מכוסה על ידי המראות ' טווח השידור בזווית 45 מעלות שכיחות, אבל מחוץ לטווח השתקפות שלהם.
  2. מבנה של ההתקנה
    1. לבנות את ההתקנה על גבי שולחן. מלבד מראות העין המעקב, הוא מורכב רק שלושה אלמנטים לפי הזמנה העשויים סיבית וארגזים (ראה איור 2 מדריך הרכבה), שני צגים עם מסך שטוח על צג לנשק זמין מהמשרד נורמלי לספק חנויות.
    2. סיבית וארגזים אלמנטים
      1. לבנות את המסגרת של ההתקנה של שלושת המרכיבים של fiberboards: מרכיב מרכזי אחד, הפניה שני לוחות בכל צד (ראו איור 1 מיקום כללי, שולחן 2 מידות מפורטת, איור 2 עבור מדריך הרכבה של כל רכיב). לצבוע את כל היצירות האלה בשחור מט כדי להפחית את פיזור האור.
        הערה: היא מרכיב מרכזי (ראה איור 2B ו- 2D) מחזיקה את המראות ואת עין המעקב. שתיהן נמצאות באותה הרמה, ובכך להשאיר את הגשש עין על המשתתפים ' עין רמת.
      2. למקם את הרכיב העליון של רכיב זה כזה כי זה משאיר 8 ס"מ עומק מול השולחן. סידור כזה מאפשר מספיק מקום עבור המשתתף ' s הפנים כאשר התייצב על שאר הראש ומונעת עיבוי מים על המראות במהלך התפוגה, תוך צמצום המרחק בין המשתתף ' s עיניים, במראות כדי למקסם שימוש אפשרי של המשתתף ' שדה ראייה s.
      3. למקם את שתי לוחות הפניה ישר למטה הצגים (ראו איור 1 מיקום, פאנלים איור 2 A ו- C עבור מדריך הרכבה) לצורך כיול ידני קל של המסכים. שימו לב: לכאורה באיור 1 בין מסך לוח ההיסט בשל עומק מוגבל רמזים בתמונה; הלוחות הם ישר מתחת המסכים משני הצדדים.
      4. להתיישר במדויק את horizontals ארוכה עם קצות השולחן, ואילו הניצבים זמן להשאיר 4 ס מ מעבר לחזית השולחן כדי להקל על ייצוב לוח כיול (ראו להלן) ללוחות אלו. שני הניצבים קטן יבטיח את השוהים זמן אנכי אנכי כהפניה על המסכים.
      5. להשתמש לחלופין, חתיכת נפרדים של סיבית וארגזים כמו קרש כיול (ראה איור 3). במקרה זה, לאחר קבלת תפקיד אופטימלית של צג, מקם את הלוח כיול מול הלוח הפניה, מציינים את העמדות של הלוח הפניה והן את הצג על הלוח כיול בעוד הוא המקום (בדוגמה של < חזק class = "xfig" > איור 3, לוחות עץ לספק אינדיקציות אלה).
      6. בכל פעם זה הצורך הצג מיקום אובד (בטעות או בגלל ניסויים אחרים דורשים עמדה שונה), לאחזר עמדה זו באמצעות הסימונים על הלוח כיול כדי להחזיר את הלוח כיול באותו מקום יחסית אליה הפניה לוח בעל משרה קבועה על השולחן. לעלות את המסך שוב לקו כל הסימנים המתאימים (ראה שלב 2.1.1. לפרטים).
        רכיב מידות (ס"מ) מספר ההערה
        מרכיב מרכזי < / td > 80 × 25 × 2 1 האופקי העליון
        23 × 25 × 2 1 האופקי התחתון
        21 × 32 × 2 1 מרכזי אנכי
        32 × 25 × 2 1 חזית הפונה אנכי
        הפניה לוחות 61 × 11 × 2 2 האופקית הארוכה
        66 × 29 × 2 2 האנכיים הארוכים
        11 × 15 × 2 4 אנכי קטן

        בטבלה 2. הפרטים של רכיבי סיבית וארגזים.
    3. צגים ומראות
      1. למקם את ההתקנה על גבי שולחן משרדים רגילות.
      2. הר שני צגים עם מסך שטוח על הזרועות צגים רגילים כשכרטיס בצידי השולחן (מחבר חובק למעקה הלוח הפניה והן את השולחן). זרועות אלה מאפשרים תרגום בשלושה ממדים, כמו גם סיבוב במישור של המסך. צגי CRT רגילים הם בבירור גם תואם תוכנית ההתקנה, אך לא להרשות לעצמו את הגמישות באותו מיקום, מיקום מחדש.
      3. הר המראות על טעינות מראה הנמכרים למטרה על-ידי הספקים זהה את המניה מראות קר. להתחבר טעינות אלה המנהלים סיבים מחזיק המראה על המשתתפים ' עין רמה. מיקום במראות כדי לגעת ב 90 מעלות זווית במרכז, ממש לפני המשתתף ' האף s.
    4. נותרת אלמנטים
      הערה: ניסויים דרוש ממשתתפים לא רואה את המסכים מהפינה של העיניים שלהם, כך קו ראיה ישיר אל המסכים (קווים מקווקווים ב איור 4A) יש להימנע.
      1. במקרה הזה, ליצור " כיסויים " עשוי קרטון שחור כתפיות מרופד חור צבוע בשחור, וחבר אותם ההודעות של הראש לנוח (ראה איור 4B). התאם עיוורון הבירוקרטיה גובה, זווית כדי להכיל את המשתתפים בודדים. אם הקיר בפני המשתתף יש השתקפות גבוהה, תלויה פיסת בד שחור יעזור לתקן זאת.

2. באמצעות המערכת

  1. כיול חומרה
    הערה: מטרת הכיול היא להשיג יישור משביע רצון של שני צגים, כדי להקל על שילוב של שני צגים ' תמונות לכל משתתף. אפשר להשיג בשני שלבים: כיול חומרה (המתוארים כאן) וכיול תוכנה (יפורט בהמשך).
    1. בעת שימוש לוח כיול, כמתואר לעיל, ליישר אותו עם אחד של הלוחות הפניה, להתאפק מקום עם C-מלחציים במידת הצורך, ולאחר מכן להעביר לצג התואם בשורה אחת עם הקווים הפניה הרצוי על הלוח כיול. הצגים צריכות להיות מקבילות זו לזו, כל אחד צריך להיות ישר מעל לוח הפניה שלו.
    2. בעת שימוש כיסויים, להעביר אותם אל המשתתף ' s עין רמת ולסובב אותם מעט לכיוון האמצע, כלומר יותר פנימה, בהשוואה הכיוון של הצגים. ודא כי כל עין רואה את הגירוי החזותי כל במראה בלי לראות אף אחד זה ישירות. הפיכת עיוורון הבירוקרטיה לכיוון ולא מן האמצע יהיה למזער המשתתפים ' חשיפה קלט חזותי אחר.
  2. תוכנת כיול
    1. מאז המשתתפים עשויים להשתנות בעמדה שלהם עין יחסית המראות למרות השימוש של מנוחה הראש, כיול נוסף לפני ביצוע ניסויים. החלק הזה בקלות הרבה ביותר מתבצעת התוכנה, כלומר מבלי להזיז את ההתקנה ' s חלקים כל עוד יותר. ישנן שתי שיטות אפשריות.
      1. הראשונה, מציג נקודה על כל אחד שני המסכים בחילוף, והנחיית ' המשתתף כדי לחסל את שינוי העמדה נתפסת על-ידי הזזת הנקודה באחד המסכים (או שניהם בכיוונים הפוכים).
      2. על השיטה השנייה, להורות את המשתתף כדי ליישר את המסגרות של גירויים ניסיוני במקום שתי נקודות כך בשתי העיניים ' שדות חזותיים קריטית מסוימת הניסוי מיושרים.
    2. לאחר החלת אחת מהשיטות, מרכז הגירויים של הניסוי על וכתוצאה מכך עמדות על המסך. היבטים אחרים של הגדרת תצוגות של גירויים עבור המצגת dichoptic באופן כללי ניתן למצוא במקום אחר 5.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

לאחר הכיול שמתואר לפרוטוקול, אנחנו לבצע הליך אימות כיול ללא בעיות עם המראות במקום. יעילותה של השיטה מודגם בבירור על ידי איור 5, אשר מציג את התמונה של המצלמה (באמצעות "מחקר" בעין קצה מערכת מעקב) עם המראות במקום. שתי קבוצות של קווים מקבילים לאורך האף של המשתתפים והן לקווי מעל הגבות העיניים הם הקצוות של המראות, אך למרות זאת, הפנים ברור בתוך המסגרת כמו בחוץ. זה מדגיש את חוסר אובדן אות באורכי שהוקלט על ידי המצלמה. הערכה פורמלית הראו בעבר תלמידו גודל, saccade ותוצאות רדיפה חלקה יהיה שווה עם מראות וללא מראות1. אנו מתארים חלק נציג של ההערכה.

ניסוי קצר שנערך עם מראה אחת בלבד במקום כדי להשוות את התוצאות עם או בלי המראה. המשתתף עשוי saccades במיקומים שונים על המסך. המעקב העין לא לפספס דוגמיות גם בעין. מתאמים הממוצע זווית המבט אופקי, זווית המבט אנכי היו 0.99 (ראה איור 6).

כמה זה עולה?

במעבדה כבר רגיל עקיבה חומרים כגון גשש העין, מנוחה הראש, צגים, המחיר המשוער של הרכיבים היו פונים $1, 000. מחיר זה משווה לטובה כדי כמה חלופות כגון מערכות goggle29 בזמנו של הפרסום (2017). מראות: 400 דולר; ראי מחזיקי: 150; סיבית וארגזים, דבק וכו ': 100; לפקח על הידיים: 300 דולר. העלות של גשש העין עשויים לנוע בין 100 דולר כדי מעל 25,000 דולר בהתאם לגורמים כמו הדיוק ואת קצב הדגימה (ראה אפשרויות נוספות ב- 30).

כמה טוב זה עובד עבור עין אחרת עוקבים?

שני סוגים של אינפרא-אדום העין עוקבים הוערכו בעבר מבחינת האיכות של העין נתונים1. הם גשש עין סוף-מחקר התלויות על שולחן העבודה, גשש העין הצרכן-כיתה, אחד בשילוב עם זוג מראה מעט שונה (לפרטים, ראה טבלה 1). מפרטי המוצר מראים כי בתכל'ס הן אמורות לפעול היטב עם תוכנית התקנה זו, זה הוא שחלקית את הערכות שפורסמו1. ניתן למצוא אפשרויות נוספות עבור העין עוקבים 30.

כיצד למנוע הפרעה של המאייר אינפרא-אדום של הגשש העין?

אורך הגל של האור מועברת על ידי המאייר אינפרא-אדום של הגשש העין משתרע לתוך לטווח הגלוי. המשתתפים ולכן לפעמים רואים במערך אדום או נקודות דרך המראות, במיוחד במהלך ההליך כיול-אימות כאשר המסך הוא בעיקר שחורים. חומרת החשש תלוי הנבחנים מסוים, למשל הימנעות משימוש הצבע האדום של הגירוי יקטין את האפשרות של בלבול פוטנציאליים. בנוסף, ניסויים יכולים להגביר זוהר הרקע כך הנקודות האדומות גלויים בקושי, ולאפשר כמה גששים העין המאייר את היכולת להיות סירב. יתר על כן, במקרים שבו הגירוי עניין מכסה חלק קטן יחסית של המסך, ניתן להעביר את אלומת האור לא להיות חופפים עם החלק הזה.

מהו הגודל המרבי של שדה הראייה?

הכיוונון הנוכחי יכול לכסות יותר מ 30 מעלות זווית ויזואלית אנכית ואופקית.

כמה זמן לוקח לבנות את ההתקנה, לכייל כל משתתף?

בונים את המערכת לוקח בערך יום אם כל החומרים והציוד הינם זמינים. זה לוקח פחות מ 10 דקות כדי לכייל כל משתתף על dichoptic המצגת והן העין מערכת המעקב.

Figure 1
איור 1 . איור סכמטי של ההתקנה.
ההתקנה היא על שולחן העבודה במשרד, המשתתף הוא יושב ליד השולחן, להסתכל במראה שונה עם כל עין. אמנם לא הכרחי, התוצאות הטובות ביותר מתקבלים על ידי תומך הראש של המשתתף עם מנוחה הראש רכוב בצד השולחן. (שימו לב: ההיסט לכאורה בין מסך הלוח בצד ימין הוא בשל עומק מוגבל רמזים בתמונה). הדמות כבר ממאמרו של 1. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2 . מדריך הרכבה של הלוחות הפניה (לוחות A ו- C), היא מרכיב מרכזי (לוחות B ו- D).
A ו- C רק מראות הלוח ההפניה נמצאת בצד שמאל של ההתקנה; הלוח הפניה מצד ימין הוא תמונת ראי של האחד השמאלית, כלומר עם הלוחות אנכי קטן הצבעה מן האמצע. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3 . כיול הלוח.
בדוגמה זו, לוחות עץ לקחת תפקיד זה יכול להתבצע גם על ידי מהקווים. פסיס אנכי, עקבות פסיס אופקי לפינה של הצג כאשר זה בתנוחה הנכונה. עוד אנכי פסיס ליד החלק התחתון של הלוח יישור עם הצד הקצר של הלוח הפניה (פנסיון האנכיים הארוכים) כשהוא בתנוחה הנכונה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 4
איור 4 . הפגנה של עיוורון הבירוקרטיה.
עיוורון הבירוקרטיה למנוע קו ראיה ישיר המסכים (קווים מקווקווים). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

p-together.within-דף = "1" >Figure 5
איור 5 . מסגרת של תצוגת המצלמה במהלך המצגת dichoptic, בחולשה מציג את הקצוות של המראות אבל מראה אחרת אין חסימה עקב המראות.

Figure 6
איור 6 . הנתונים נאספו מ נציג משתתפים באמצעות מחקר-קצה העין המעקב במהלך פעילות saccade.
קווים מקווקווים אנכי מצביעים על שינויים במיקום היעד. הדמות כבר ממאמרו של 1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

אנו מציגים מדריך צעד אחר צעד בנייה ושימוש התקנה ניסיונית המאפשר מעקב בו זמנית בשתי העיניים והן dichoptic מצגת של גירויים חזותיים. במצבים רבים שבו גירוי dichoptic משמש נושא קריטי למנוע מעקב יעיל העין היא מראות dichoptic מצגת לחסום למראה העין מבוססי וידאו עוקבים. שזה יפתר כאן באמצעות מראות אינפרא אדום-שקוף וגשש אינפרא אדום רגיש העין. תוכנית התקנה זו מאפשרת חוקרים של 3D vision, דיכוי interocular או מחקר קליני לאסוף נתוני מעקב עין באיכות גבוהה תוך שימוש גדול, באופן שרירותי בצבע גירויים.

ניתן לשנות הגדרה זו המבוססת על הצרכים ניסיוני. אם הגירויים משני העיניים הם קטנים מספיק5 כדי להתאים על גבי מסך אחד, ארבעה מראות עם מסך אחד עשוי להיות מספיק כדי להשיג את העין מעקב עם המצגת dichoptic. במקרה זה, להציב שתי מראות החזית-פני יותר (אינפרא-אדום-שקיפות אינה חובה) היקפיים ומקבילי למראות הנוכחי, המשקף גירויים חזותיים על המסך, המראות הנוכחי (ראה התייחסות 5 עבור מיקום של מראות ב מראה רגיל סטריאוסקופ).

קיימות מספר מגבלות של הגדרת הניסוי הזה. אחד הוא פוטנציאל זיהום חזותי של המאיר של רכיב המעקב העין הזכיר בתוצאות נציג. שנית, אם צבע מהגירוי החזותי הוא לא רלוונטי, טכנולוגיית משקפיים יכול להיות בחירה טובה יותר מבחינת המחיר, במיוחד אם זה לא קריטי כי הפרדת תמונות שתי עיניו הוא לא תמיד מלאה כאשר בעזרת טכנולוגיית משקפיים.

לעומת שיטות המסתמכות על ההקלטה לא אופטי ישירות מן העיניים, למשל אלקטרו-oculography31,32,33 , את סליל scleral טכניקה19,34, 35, השיטה המוצעת היא פחות פולשנית ומאפשר pupillometry. מצד שני, חלק מהמשתתפים יש עיניים שקשה לתפוס באמצעות העין מבוססי וידאו מקליט, כך באותם מקרים שיטות הקלטה ישירה עדיפים. השיטה שלנו כדאי להשוות גם שיטות אחרות המסתמכות על סימן ויזואלי. לדוגמה, ניתן להשיג העין מעקב עם מערכות מרחוק הכוללות מצלמות משולב חתיכות העין36 או הצגת הנטען ראש37. מערכות מרחוק יש יתרון כי הם אינם דורשים המשתתפים להישאר עדיין אך הרזולוציה המרחבית ואת זמני של מערכות כאלה יכול להיות נמוך לעומת השיטה המוצעת. זה גם אפשרי לעשות הקלטה מבוססי וידאו העין מבעד לעדשות של טכנולוגיית משקפיים (משקפי למשל אדום ירוק או אדום-כחול)20,38,39, ובו החיסרון של הגבלת הצבעים שיכולים לשמש גירויים חזותיים המוצגים למשתתף. הפרדת התמונות של העיניים אפשר להשיג באמצעות משקפיים סטריאו מקוטב30 או40,22,של סטריאו רפפה משקפיים41. שיטות כאלה המאיצה מזו המוצעת, אבל האיכות גירוי חזותי סובלים crosstalk סטריאוסקופית.

קבוצה אחת משתמשים בהצלחה מלכודת שילוב סטריאוסקופ 4-מראה סטנדרטי של24,הגשש העין25 על ידי מעקב עין אחת דרך פרצה בין המראות. מלבד המאפשר רק monocular העין מעקב, שיטה זו כולל החיסרון הקלטה באמצעות פער זה מגביל את הגודל של המראות בשימוש ו, לכן, שדה הראייה, כי זה דורש מיקום מאוד ספציפי של רכיב המעקב העין. כתוצאה מכך, תהליך ההתקנה יכול לקחת עד 20 דקות (מרים Spering, תקשורת אישית, 7 מאי 2017). לשם השוואה, השיטה המוצעת מאפשרת מבט שדה של יותר מ 40 מעלות, מעקב של העיניים, וגם זה לוקח בסביבות 10 דקות כדי לסיים את התהליך כולו כיול.

קיימת מגמה מחקר הכרוכה דיכוי interocular להשתמש תגובות האישון ו תזוזת גלגל העין בנוסף, או החלפת, הכפתור מסורתי העיתונות תגובות36,42,43. דבר ראשון, עין dynamics עשויים לגלות עיבוד הכרה, בעוד לחיצות כפתור בדרך כלל לסמן מודעות סובייקטיבית24,25. יתר על כן, בהסתמך על העין תגובות יכול למנוע את הפוטנציאל מבלבל המשויך ידני תגובות ב ניסויים26,33. ההתקנה שלנו מהווה פתרון אידיאלי עבור אלה המעוניינים לעסוק זה שילוב של דיכוי interocular העין מעקב.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

המחברים תודה פיטר Schiphorst על תפקידו לעצב את ההתקנה שלה לספק את הגרפיקה של דמויות 1 ו- 3, ו- Marnix נייבר לדיון מועיל תרומתו איור 6. המחברים גם להכיר חוקרים ומפרסמים עבור שימוש חוזר איור 1 ו- 6 מתוך מאמר שפורסם1.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Mirrors in Setup 1 Edmund Optics  #64-452 dimensions 10.10 × 12.70 cm; Reflectance: 400 ~ 690 nm; Transmission: 750 ~ 1200nm
Mirrors in Setup 2 Edmund Optics Item discontinued dimensions 10.10 × 12.70 cm; Reflectance: 425 ~ 650 nm; Transmission: 800 ~ 1200nm
Other Mirror Option Edmund Optics #62-634 dimensions 12.50 × 12.50 cm; Reflectance: 425 ~ 650 nm; Transmission: 800 ~ 1200nm
Eye Tracker in Setup 1 SR Research Ltd., Mississauga, Ontario, Canada Eyelink 1000 Transmission: 890 ~ 940 nm
Eye Tracker in Setup 2 The Eye Tribe Aps, Copenhagen, Denmark Eye Tribe (item discontinued) Transmission: around 850 nm

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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. Curr. Biol. 25, (15), 1982-1987 (2015).
  3. Held, R. T., Cooper, E. A., Banks, M. S. Blur and Disparity Are Complementary Cues to Depth. Curr. Biol. 22, (5), 426-431 (2012).
  4. Julesz, B. Foundations of cyclopean perception. xiv, U. Chicago Press. Oxford, England. (1971).
  5. Carmel, D., Arcaro, M., Kastner, S., Hasson, U. How to Create and Use Binocular Rivalry. J. Vis. Exp. (45), (2010).
  6. Tsuchiya, N., Koch, C. Continuous flash suppression reduces negative afterimages. Nat. Neurosci. 8, (8), 1096-1101 (2005).
  7. Crick, F., Koch, C. Consciousness and neuroscience. Cereb Cortex. 8, (2), 97-107 (1998).
  8. Jiang, Y., Costello, P., Fang, F., Huang, M., He, S. A gender- and sexual orientation-dependent spatial attentional effect of invisible images. Proc. Natl. Acad. Sci. 103, (45), 17048-17052 (2006).
  9. Jiang, Y., Costello, P., He, S. Processing of Invisible Stimuli: Advantage of Upright Faces and Recognizable Words in Overcoming Interocular Suppression. Psychol. Sci. 18, (4), 349-355 (2007).
  10. Bahrami, B., Carmel, D., Walsh, V., Rees, G., Lavie, N. Spatial attention can modulate unconscious orientation processing. Perception. 37, (10), 1520-1528 (2008).
  11. Smith, D. T., Ball, K., Ellison, A., Schenk, T. Deficits of reflexive attention induced by abduction of the eye. Neuropsychologia. 48, (5), 1269-1276 (2010).
  12. Deubel, H., Schneider, W. X. Saccade target selection and object recognition: Evidence for a common attentional mechanism. Vision Res. 36, (12), 1827-1837 (1996).
  13. Pastukhov, A., Braun, J. Rare but precious: Microsaccades are highly informative about attentional allocation. Vision Res. 50, (12), 1173-1184 (2010).
  14. Reddi, B. aJ., Carpenter, R. H. S. The influence of urgency on decision time. Nat. Neurosci. 3, (8), 827-830 (2000).
  15. Barbur, J. L. Learning from the pupil-studies of basic mechanisms and clinical applications. Vis. Neurosci. 1, 641-656 (2004).
  16. Naber, M., Nakayama, K. Pupil responses to high-level image content. J. Vis. 13, (6), 7-7 (2013).
  17. Gilzenrat, M. S., Nieuwenhuis, S., Jepma, M., Cohen, J. D. Pupil diameter tracks changes in control state predicted by the adaptive gain theory of locus coeruleus function. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 10, (2), 252-269 (2010).
  18. Van Der Meer, E., et al. Resource allocation and fluid intelligence: Insights from pupillometry. Psychophysiology. 47, (1), 158-169 (2010).
  19. Erkelens, C. J., Regan, D. Human ocular vergence movements induced by changing size and disparity. J. Physiol. 379, 145-169 (1986).
  20. Wismeijer, D. A., Erkelens, C. J., van Ee, R., M, W. exler Depth cue combination in spontaneous eye movements. J. Vis. 10, (6), 25-25 (2010).
  21. Takagi, M., et al. Adaptive Changes in Dynamic Properties of Human Disparity-Induced Vergence. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 42, (7), 1479-1486 (2001).
  22. Maiello, G., Harrison, W. J., Bex, P. J. Monocular and Binocular Contributions to Oculomotor Plasticity. Sci. Rep. 6, (2016).
  23. Rothkirch, M., Stein, T., Sekutowicz, M., Sterzer, P. A direct oculomotor correlate of unconscious visual processing. Curr. Biol. 22, (13), R514-R515 (2012).
  24. Spering, M., Pomplun, M., Carrasco, M. Tracking Without Perceiving A Dissociation Between Eye Movements and Motion Perception. Psychol. Sci. 22, (2), 216-225 (2011).
  25. Spering, M., Carrasco, M. Acting without seeing: eye movements reveal visual processing without awareness. Trends Neurosci. 38, (4), 247-258 (2015).
  26. Piano, M. E. F., Bex, P. J., Simmers, A. J. Perceptual Visual Distortions in Adult Amblyopia and Their Relationship to Clinical FeaturesPerceptual Visual Distortions in Adult Amblyopia. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 56, (9), 5533-5542 (2015).
  27. Wiecek, E., Lashkari, K., Dakin, S. C., Bex, P. Novel Quantitative Assessment of Metamorphopsia in MaculopathyQuantitative Assessment of Metamorphopsia. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 56, (1), 494-504 (2015).
  28. Wheatstone, C. Contributions to the Physiology of Vision.--Part the First. On Some Remarkable, and Hitherto Unobserved, Phenomena of Binocular Vision. Philos. Trans. R. Soc. Lond. 128, 371-394 (1838).
  29. Beach, G., Cohen, C. J., Braun, J., Moody, G. Eye tracker system for use with head mounted displays. 1998 IEEE Int. Conf. Syst. Man. 5, 4348-4352 (1998).
  30. Gibaldi, A., Vanegas, M., Bex, P. J., Maiello, G. Evaluation of the Tobii EyeX Eye tracking controller and Matlab toolkit for research. Behav. Res. Methods. 1-24 (2016).
  31. Fox, R., Todd, S., Bettinger, L. A. Optokinetic nystagmus as an objective indicator of binocular rivalry. Vision Res. 15, (7), 849-853 (1975).
  32. Leopold, D. A., Fitzgibbons, J. C., Logothetis, N. K. The Role of Attention in Binocular Rivalry as Revealed through Optokinetic Nystagmus. (1995).
  33. Zaretskaya, N., Thielscher, A., Logothetis, N. K., Bartels, A. Disrupting Parietal Function Prolongs Dominance Durations in Binocular Rivalry. Curr. Biol. 20, (23), 2106-2111 (2010).
  34. Robinson, D. A. A Method of Measuring Eye Movemnent Using a Scieral Search Coil in a Magnetic Field. IEEE Trans. Bio-Med. Electron. 10, (4), 137-145 (1963).
  35. Kalisvaart, J. P., Goossens, J. Influence of Retinal Image Shifts and Extra-Retinal Eye Movement Signals on Binocular Rivalry Alternations. PLOS ONE. 8, (4), e61702 (2013).
  36. Frässle, S., Sommer, J., Jansen, A., Naber, M., Einhäuser, W. Binocular rivalry: frontal activity relates to introspection and action but not to perception. J. Neurosci. 34, (5), 1738-1747 (2014).
  37. Duchowski, A. T., et al. Binocular Eye Tracking in Virtual Reality for Inspection Training. Proc. 2000 Symp. Eye Track. Res. Appl. 89-96 (2000).
  38. Hayashi, R., Tanifuji, M. Which image is in awareness during binocular rivalry? Reading perceptual status from eye movements. J. Vis. 12, (3), 5-5 (2012).
  39. van Dam, L. C. J., van Ee, R. Retinal image shifts, but not eye movements per se, cause alternations in awareness during binocular rivalry. J. Vis. 6, (11), 3-3 (2006).
  40. Maiello, G., Chessa, M., Solari, F., Bex, P. J. Simulated disparity and peripheral blur interact during binocular fusionShort Title?? J. Vis. 14, (8), 13-13 (2014).
  41. Vinnikov, M., Allison, R. S., Fernandes, S. Impact of depth of field simulation on visual fatigue: Who are impacted? and how? Int. J. Hum.-Comput. Stud. 91, 37-51 (2016).
  42. Tsuchiya, N., Wilke, M., Frässle, S., Lamme, V. A. F. No-Report Paradigms: Extracting the True Neural Correlates of Consciousness. Trends Cogn. Sci. 19, (12), 757-770 (2015).
  43. Naber, M., Frässle, S., Einhäuser, W. Perceptual Rivalry: Reflexes Reveal the Gradual Nature of Visual Awareness. PLOS ONE. 6, (6), e20910 (2011).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics