如何选择眼动追踪校准设置
在Labvanced中进行网络摄像头眼动追踪研究之前,一些校准决策决定了你的注视数据的准确性以及每个参与者的校准所需时间。所有这些设置都位于Settings标签 → Physiology → Eye-Tracking下。
选择级别:努力、排除和它们之间的权衡
从Physiology Toolbox Version 2.0开始,通过任何入口点打开眼动追踪,研究设置开关、任务自身的眼动追踪设置或添加需要注视数据的事件触发,都会打开相同的设置向导。向导首先询问你的参与者是什么类型Adults / Adolescents或Infants / toddlers,然后询问一个级别(准确性与努力)。只有对于支持的级别,会出现第二个独立选择:筛选级别(准确性与屏蔽);其余的直接应用该级别,没有第二步。每个选择的影响及其背后的数字因参与者类型而异。
提高任一旋钮,使用更高的努力级别或更严格的筛选级别,会提高你记录的注视数据的平均准确性,但每个选项消耗的资源不同。选择两个选项中最低的选项,Passive级别完全没有筛选级别,完全放弃准确性以换取对参与者没有要求。更高的努力级别消耗参与者的时间和耐心:每一个被接纳的参与者都要经历更长、更具挑战性的校准。一个真正无法产生可用校准的参与者,一旦超过级别的重试限制,就会彻底失败,这是一项每个级别都适用的基本质量底线,而非故意的配额。更严格的筛选级别在此之上增加了配额:它通过故意拒绝一部分开始研究的人,即使他们的校准在技术上成功,消耗了你的招聘预算。Labvanced自己的设置向导直接对这一点进行了定价:被筛选出的参与者只需支付筛选费用(例如在Prolific上为0.5到0.8英镑),并在你的研究设置中设置筛选链接以确保该参与者真正获得补偿,而不仅仅是被丢弃。
在实践中,这两个选择可以互相替代。如果你需要高准确性,并在筛选成本高昂的面板上招募,则提高级别(更多努力,相同的筛选级别)可以在不拒绝更多参与者的情况下购买准确性。如果你的参与者对努力敏感(儿童、临床人群、已经很长的会议)但你的预算可以容忍一些数据损失,则保持低努力级别而提高筛选级别,会在事后进行准确性过滤,而不是提前对每个参与者提出更多要求。
成人 / 青少年
这是大多数研究使用的参与者类型:任何足够大的人员,可以遵循口头或屏幕上的指示,并经历正常的校准。
准确性与努力(成人 / 青少年)
每个级别将校准长度、下巴支撑的严格程度和注视控制频率打包成单个选择,更多的准确性意味着对参与者的要求更多。下面的Screen-out Option列将在下一节中解释:
| 准确性 | 努力水平 | 描述 | 最佳适用 | 筛选选项 |
|---|---|---|---|---|
Passive:较低准确性 | 无努力 | 无指令,无校准,无下巴支撑。被动在后台运行。 | 当参与者无需付出任何努力且不应被打扰时最佳。眼动追踪的准确性是次要的。 | ❌ |
Fast:中等准确性 | 最小努力 | 30秒校准,无注视控制,松下巴支撑。 | 当设置时间必须最小,但准确性必须优于被动/基础模型时最佳。 | ❌ |
Immediate:良好准确性 | 有限努力 | 1分钟校准,注视控制,中等下巴支撑。 | 当参与者的努力必须相对有限,因此没有足够的时间进行2分钟的校准,但仍然需要良好的准确性时的良好选择。适用于努力和准确性同样重要的研究。 | ✅ |
High:高准确性(推荐) | 适度努力 | 2分钟校准,每3分钟注视控制,中等下巴支撑。 | 高注视准确性与可接受的参与者努力。适合于高注视准确性至关重要、而参与者努力应保持适度的研究。推荐用于大多数学术研究。 | ✅ |
Very High:最高准确性 | 高努力 | 4到5分钟校准,每个试验前注视控制,中等下巴支撑。 | 当注视准确性最重要而参与者努力是次要时最佳。参与者需要有耐心,并期望始终保持头部静止。 | ✅ |
除了前期较长的校准,更高的级别还会在研究过程中更频繁地进行注视控制检查,并执行更严格的下巴支撑。注视控制检查通过屏幕提示中断会话:“请看黑圈。略微调整你的头部以使红点覆盖它,重叠越好,倒计时越快。”参与者必须主动保持该位置,研究才会继续。更严格的下巴支撑设置会缩小参与者从校准头部位置偏离的范围,在研究彻底暂停之前,级别越高,某一移动触发暂停的时间就越早。Custom级别也可用,它不应用任何这些捆绑的预设,并让此页面上的每个设置都可以单独编辑。
准确性与筛选(成人 / 青少年)
第二个问题独立于级别:如何严格筛选校准准确性不足的参与者。只有上面标记为✅的级别支持此选项,Passive和Fast的校准不够准确无法进行筛选,因此完全跳过此步骤,仅完成级别选择。Immediate、High和Very High每个预选一个起始级别(例如,High从Light开始),但该级别可以单独更改。预期准确性是以屏幕对角线的百分比报告的平均注视误差,较低意味着更准确。下面的数字显示的都是High,推荐的级别,下一节解释它们在不同级别上如何变化:
| 屏幕剔除级别 | 录取(总共100) | 预期准确率 (% 的屏幕对角线) 在 High |
|---|---|---|
Level 0: No screening | 100 | ~6.5% |
Level 1: Failed calibrations only | ~85 | ~6.0% |
Level 2: Light | ~65 | ~5.6% |
Level 3: Balanced | ~50 | ~5.2% |
Level 4: Strict | ~30 | ~4.9% |
Level 5: Very strict | ~15 | ~4.4% |
预期准确率:这两个选择如何组合(成人 / 青少年)
在步骤1(努力)中选择一个级别为你的预期准确率设定了基线。如果该级别支持一个筛选等级,步骤2(屏幕剔除)让你能进一步控制准确率,在基线之上,通过选择筛选参与者的严格程度。例如,在High,基线为 Level 1 (Failed calibrations only) 大约为6.0%;收紧到 Level 4 (Strict) 将其提高到约4.9%,完全不改变级别。级别本身也会改变基线:在同一个 Level 1,Very High 的基线起始点要比 High 更好,约5.2% 而不是 6.0%。
婴儿 / 幼儿
这种参与者类型适用于无法被指示保持静止或命令凝视一个点的婴儿或幼儿,因此这里的每个级别用动物图标、声音和引起注意的方式替代了口头指令。
准确率与努力 (婴儿 / 幼儿)
每个级别将校准长度、下巴支撑的严格程度和凝视控制频率集合为一个选择,形状与成人级别相同,但梯子本身不同:较低的婴儿级别在每次试验之前使用简短的动物引起注意,而不是计时校准,只有最高的两个级别才添加了强制的下巴支撑和凝视控制。下面的 Screen-out Option 列将在下一节中解释:
| 准确率 | 努力级别 | 描述 | 最适用 | 屏幕剔除选项 |
|---|---|---|---|---|
Passive: 最低准确率 | 无努力 | 无指令,无校准,无下巴支撑,试验间无任何干预。完全在后台运行。 | 最适合2个选择的偏好观看范式和其他左右或二到四个区域设计。 | ❌ |
Attention: 低准确率 | 最小努力 | 无指令,无校准,每次试验前有一个动物引起注意的干预,配有非常宽松的下巴支撑。 | 最适合左右或二到四个区域设计,每次试验应该以大致已知的凝视位置开始。 | ❌ |
Medium: 中等准确率 | 有限努力 | 大约40秒适合婴儿的校准,每个试验前有引起注意的干预,配有宽松的下巴支撑。 | 最适合有2到6个较大刺激的设计。婴儿在第一次试验前看到5张动物图像,以适应校正,而不是依赖于一般模型。 | ❌ |
Good: 良好准确率(婴儿的默认值) | 中等努力 | 大约90秒适合婴儿的校准,试验期间有宽松的下巴支撑,每个试验前有引起注意的干预。 | 最适合注重凝视准确率的设计。需要婴儿静止并注意大约90秒。 | ✅ |
High: 高准确率 | 较高努力 | 大约90秒适合婴儿的校准,试验期间配有中等的下巴支撑,每个试验前有引起注意的干预,凝视控制。 | 最适合旨在跟踪屏幕上较小或多个区域的设计。适合能理解指令且能保持静止的较大孩子。 | ✅ |
准确率与屏幕剔除 (婴儿 / 幼儿)
只有上面标记为✅的级别支持它,与 Passive 和 Fast 跳过成年人一样,但 Good 和 High 的支持程度并不相同。Good 不运行凝视控制,所以它只能达到六个级别中的两个;另外四个需要一个凝视控制探针来评分,而只有 High 运行该探针。High 是唯一允许完整六级范围的婴儿级别,就像每个可筛选的成人级别一样,参见以下预期准确率,了解这种比较是如何进行的。预期准确率是报告的平均凝视误差相对于屏幕对角线的百分比,值越低表示越准确。下面的数字是 Good 自身的两个选项:
| 屏幕剔除级别 | 录取(总共100) | 预期准确率 (% 的屏幕对角线) 在 Good |
|---|---|---|
Level 0: No screening | 100 | ~11.7% |
Level 1: Failed calibrations only | ~85 | ~10.8% |
预期准确率:这两个选择如何组合(婴儿 / 幼儿)
在步骤1(努力)中选择一个级别为预期准确率设定了基线,按照婴儿校准的难度进行缩放。如果该级别支持一个筛选等级,步骤2(屏幕剔除)让你能够进一步控制准确率,建立在该基线上。Good 在 Level 1 (Failed calibrations only) 设置了约10.8%的基线,由于 Good 不支持更严格的级别,因此基线无法进一步收紧。在同一水平上,High 从更好的基线开始,约为9.6%,并且也可以进一步收紧:移动到 Level 3 (Balanced) 将其提高到约8.3%,而无需更改级别。
生理工具箱版本
以上所有假设当前的 Physiology Toolbox Version,这是新研究默认获得的版本。如果您正在继续进行构建于旧版本上的研究,那么校准目的需要知道一件事:任务编辑器中的凝视检测模式要求v1.2或更高,旧版本的v1.2不支持该功能。请参阅 生理工具箱版本 了解完整的版本历史和版本策略。
生理工具箱版本 1.3 及更早版本
下面的设置描述了在 Physiology Toolbox Version 1.3 及更早版本中的校准,在此版本之前没有使用上面提到的级别和筛选系统。如果您的研究在 2.0 上,选择任何级别已经为您设置了这些条件,Custom 是直接在此处达到这些条件的唯一方法,并且并非所有设置在 2.0 上都以相同形式存在,具体情况已单独注明。
校准长度
Calibration Length (Settings 标签 → Physiology → Eye-Tracking → Calibration Length) 是眼动追踪校准中最大的权衡:更多的校准点会产生更准确的凝视预测,但需要更长的校准时间。研究人员在构建新研究时可选择三种选项:
130 points, 9 poses (~5 minutes): 精度约为1.5视觉度55 points, 4 poses (~2 minutes): 精度约为2.0视觉度15 points, 1 pose (~30 seconds): 精度约为2.7视觉度
在Labvanced的基础设置中存在第四种更长的选项 (175 points, 12 poses, ~7 minutes),但通过标准界面构建新研究的研究人员无法使用。
如何选择:如果您的研究依赖于区分紧密间隔的目标(例如,阅读研究或屏幕上的小元素),则130点选项的更高准确性是值得额外校准时间的。如果您的研究只需要区分几个在屏幕上广泛分离的区域,则55点或15点的选项能够保持研究更短而不会显著影响结果。考虑到这一点,研究儿童或可能难以耐心完成较长校准的参与者通常更倾向于选择较短的选项。
校准质量控制
有两个设置可以让您强制执行最低校准质量,而不是接受初始校准所产生的任何结果:
Set Maximum Calibration Error,启用后,会显示Max Calibration Error (%),作为屏幕对角线的百分比所允许的最大校准误差。降低此值可提高数据质量,但意味着更多参与者将直接无法通过校准。Max Nr Calibration Attempts控制参与者在研究完全失败之前可以重试校准的次数。
收紧这两个设置对于数据质量比样本大小更重要的研究(例如精确计时或空间测量)是有意义的。重视样本大小或者正在试验新任务的研究通常将这些设置保持在默认值。
校准图像与参与度选项
Calibration Image Type让您可以选择用于校准目标的点或动物图标。Play Calibration Sounds,启用时,会显示音量滑块(从 v1.1 及以上可用),以调整校准音效的响度。Show Grid在校准期间显示网格,可以帮助参与者预期下一个校准点将出现的位置。Allow Calibration Reuse允许参与者跳过校准,如果他们在过去几小时内已经在同一设备上进行了校准。这在自己开发和测试任务时特别有用,因为它避免了在每次测试运行时重新进行校准。
婴儿友好模式
Infant Friendly Mode (Settings 标签 → Physiology → Eye-Tracking → Infant Friendly Mode) 在开启时会自动调整上述校准设置,使其更适合婴儿参与者(通常为动物图标、启用声音和较短的校准时长)。您仍然可以在之后编辑任何调整的值。
虚拟下巴托与下巴托约束
在校准期间,参与者的头部位置被记录为中心姿态,称为虚拟下巴托。 Virtual Chinrest (Settings 标签 → Physiology → Eye-Tracking → Virtual Chinrest) 控制在研究其余时间内何时强制执行此位置:
Enable (check during trials):持续强制;如果参与者偏离中心姿态,研究会立即暂停Enable (check between trials):仅在试验之间强制,不在试验期间Enable (check between trials) and show ignore button:与上述相同,但参与者可以选择忽略提示并继续Disable:根本不强制
一个相关的设置,下巴托约束,控制在多大程度上的移动被视为违反下巴托,可以从非常宽松到非常严格。更严格的设置提高精度,但对于参与者(尤其是儿童)来说更难以维持。常见的模式是在婴儿研究中将宽松的约束与忽略按钮模式配对,而在对精度要求较高的成人研究中使用更严格的约束与连续执行结合。
最低面网速
Minimum Facemesh Speed (Settings 标签 → Physiology → Eye-Tracking → Minimum Facemesh Speed) 设置参与者设备摄像头必须能够处理的每秒面部快照的阈值,以参与研究,范围从 Very Low (0.5Hz) 到 Very High (15Hz)。这是一个数据质量底线:较低的阈值可以接受更多参与者的设备,但会降低数据质量,而较高的阈值则限制参与者为更快的设备。中等设置(Medium Low (5Hz) 到 Medium (7.5Hz))是大多数研究的合理默认值。
参与者实际看到的内容
此页面上的设置决定了从参与者的角度来看,校准过程的外观和感觉,但不包括提示的确切顺序。有关详细信息,请参见 参与者校准体验。