Wie man ein dichoptische-Präsentationssystem zu bauen, die eine Eye-Tracker enthält
Özet
Es hat kürzlich vorgeschlagen, eine Methode, die dichoptische visuellen Stimulus Präsentation und binokularen Eyetracking gleichzeitig1ermöglicht. Der Schlüssel ist die Kombination von einer Infrarot-Eye-Tracker und die entsprechenden Infrarot-transparente Spiegel. Diese Handschrift enthält eine eingehende Protokoll für die Ersteinrichtung und den täglichen Betrieb.
Abstract
Die Präsentation der verschiedene Reize, die beiden Augen, dichoptische Präsentation ist wichtig für Studien mit 3D-Vision und interokulare Unterdrückung. Es gibt eine wachsende Literatur auf den einzigartigen experimentellen Wert der Pupillen und okulomotorischen Maßnahmen, insbesondere zur Erforschung von interokulare Unterdrückung. Obwohl Eyetracking-Maßnahmen erhalten somit profitieren würden Studien, die dichoptische Präsentation, die Hardware für dichoptische Präsentation (z.B. Spiegel) oft stört mit qualitativ hochwertigen Eye tracking, vor allem, wenn eine videobasierte Auge Tracker. Wir beschrieben vor kurzem eine Versuchsanordnung, die ein standard dichoptische-Präsentationssystem mit einem Infrarot-Auge-Tracker kombiniert mit Infrarot-transparente Spiegel1. Das Setup ist kompatibel mit standard-Monitore und Eye-Tracker, einfach zu implementieren und erschwinglich (in der Größenordnung von US$ 1.000). Relativ zum vorhandenen Methoden hat es die Vorteile der nicht erfordern spezielle Ausrüstung und posiert nur wenige Einschränkungen auf die Art und Qualität des visuellen Reizes. Hier bieten wir Ihnen eine visuelle Anleitung zum Aufbau und zur Nutzung unserer Einrichtung.
Introduction
Unter normalen Bedingungen erhält jedes unserer Augen eine etwas andere visuelle Eingaben. Dieser Eingang ist dann verarbeitet, um eine kohärente, dreidimensionale Darstellung der Welt zu produzieren. Dichoptische Präsentation, die Praxis selbstständig kontrollieren den Eingang präsentiert zu jedem der beiden Augen ermöglicht somit Forscher untersuchen, wie Menschen eine dreidimensionale Darstellung von zwei zweidimensionale retinalen Bilder2 rekonstruieren ,3,4. Darüber hinaus Wenn die beiden Augen Bilder zu verschieden sind, diese interokulare Kombination schlägt fehl und Beobachter stattdessen Wahrnehmung nur eines der Bilder zu einem Zeitpunkt während Berichten der andere bleibt unterdrückte in Phänomenen wie binokulare Rivalität5 und ständige Unterdrückung Flash-6. Forscher von solchen interokulare Unterdrückung auch nutzen, dichoptische Präsentation, in diesem Fall um Fragen rund um Themen wie die neuronalen Locus Bewusstsein7, Wahrnehmungs Auswahl8,9und unbewussten untersuchen Verarbeitung von10.
Blick und Schüler Dynamik werden für verschiedene Zwecke in der Forschung über menschliches Verhalten und Wahrnehmung erfasst. Blickrichtung kann informieren, zum Beispiel Aufmerksamkeit Zuweisung11,10,13 und Entscheidung machen14, während Pupillengröße Aspekte der visuellen Verarbeitung15, offenbaren kann 16, Aufgabe Engagement17oder Fluide Intelligenz18.
Kombination von Eye-tracking mit dichoptische Präsentation eignet sich in der Forschung in zum Beispiel drei dreidimensionale (3D) Wahrnehmung19,20,21,22 oder okuläre Reaktionen auf visuelle Geben Sie während interokulare Unterdrückung23,24,25. Zum Beispiel fanden Augenbewegungen, um unbewussten Verarbeitung ohne subjektive Wahrnehmung während der kontinuierlichen Flash-Unterdrückung23zu offenbaren. Klinische visuelle Forscher können die Fähigkeit verwenden, um beide Augen zu verfolgen, während dichoptische Präsentation, augenfällige Krankheiten zu untersuchen, die die beiden Augen asymmetrisch, z. B. zur Überwachung der monokularen und binokularen visuellen Verzerrungen beeinflussen, die in Amblyopie26 und Makulopathie27.
Wir beschrieben vor kurzem ein Setup1 , die für die Kombination von qualitativ hochwertigen Video-basierte Eye-tracking und dichoptische Stimulation mit wenig Beschränkung der Größe oder Farbe von den reizen können, und wir bewertet seine Leistung. Im folgenden fassen wir den Bau und Betrieb dieser Einrichtung.
Protocol
Representative Results
Discussion
Wir präsentieren Ihnen eine schrittweise Anleitung für den Bau und die Nutzung des Versuchsaufbaus, die ermöglicht die gleichzeitige Verfolgung beider Augen und dichoptische Darstellung von visuellen Reizen. In vielen Situationen, in denen dichoptische Stimulation verwendet wird, ist der kritische Punkt wirksame Eyetracking zu verhindern, dass die Spiegel für die dichoptische Präsentation den Anblick von videobasierten Eye Tracker blockieren. Dies ist hier mit Infrarot-transparente Spiegel und eine Infrarot-Sensitiv…
Açıklamalar
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren danken Pieter Schiphorst für seine Rolle bei der Gestaltung der Einrichtung und die Grafik der Figuren 1 und 3, und Marnix Naber für hilfreiche Diskussion und seinen Beitrag zur Abbildung 6. Die Autoren erkennen auch Forscher und Herausgeber für die Wiederverwendung von Abbildung 1 und 6 aus einem veröffentlichten Papier1.
Materials
| 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 |
Referanslar
- Brascamp, J. W., Naber, M. Eye tracking under dichoptic viewing conditions: a practical solution. Behav. Res. Methods. , 1-7 (2016).
- 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).
- Held, R. T., Cooper, E. A., Banks, M. S. Blur and Disparity Are Complementary Cues to Depth. Curr. Biol. 22 (5), 426-431 (2012).
- Julesz, B. . Foundations of cyclopean perception. xiv, (1971).
- Carmel, D., Arcaro, M., Kastner, S., Hasson, U. How to Create and Use Binocular Rivalry. J. Vis. Exp. (45), (2010).
- Tsuchiya, N., Koch, C. Continuous flash suppression reduces negative afterimages. Nat. Neurosci. 8 (8), 1096-1101 (2005).
- Crick, F., Koch, C. Consciousness and neuroscience. Cereb Cortex. 8 (2), 97-107 (1998).
- 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).
- 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).
- Bahrami, B., Carmel, D., Walsh, V., Rees, G., Lavie, N. Spatial attention can modulate unconscious orientation processing. Perception. 37 (10), 1520-1528 (2008).
- 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).
- Deubel, H., Schneider, W. X. Saccade target selection and object recognition: Evidence for a common attentional mechanism. Vision Res. 36 (12), 1827-1837 (1996).
- Pastukhov, A., Braun, J. Rare but precious: Microsaccades are highly informative about attentional allocation. Vision Res. 50 (12), 1173-1184 (2010).
- Reddi, B. a. J., Carpenter, R. H. S. The influence of urgency on decision time. Nat. Neurosci. 3 (8), 827-830 (2000).
- Barbur, J. L. Learning from the pupil-studies of basic mechanisms and clinical applications. Vis. Neurosci. 1, 641-656 (2004).
- Naber, M., Nakayama, K. Pupil responses to high-level image content. J. Vis. 13 (6), 7-7 (2013).
- 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).
- Van Der Meer, E., et al. Resource allocation and fluid intelligence: Insights from pupillometry. Psychophysiology. 47 (1), 158-169 (2010).
- Erkelens, C. J., Regan, D. Human ocular vergence movements induced by changing size and disparity. J. Physiol. 379, 145-169 (1986).
- Wismeijer, D. A., Erkelens, C. J., van Ee, R., M, W. e. x. l. e. r. Depth cue combination in spontaneous eye movements. J. Vis. 10 (6), 25-25 (2010).
- Takagi, M., et al. Adaptive Changes in Dynamic Properties of Human Disparity-Induced Vergence. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 42 (7), 1479-1486 (2001).
- Maiello, G., Harrison, W. J., Bex, P. J. Monocular and Binocular Contributions to Oculomotor Plasticity. Sci. Rep. 6, (2016).
- Rothkirch, M., Stein, T., Sekutowicz, M., Sterzer, P. A direct oculomotor correlate of unconscious visual processing. Curr. Biol. 22 (13), R514-R515 (2012).
- Spering, M., Pomplun, M., Carrasco, M. Tracking Without Perceiving A Dissociation Between Eye Movements and Motion Perception. Psychol. Sci. 22 (2), 216-225 (2011).
- Spering, M., Carrasco, M. Acting without seeing: eye movements reveal visual processing without awareness. Trends Neurosci. 38 (4), 247-258 (2015).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Fox, R., Todd, S., Bettinger, L. A. Optokinetic nystagmus as an objective indicator of binocular rivalry. Vision Res. 15 (7), 849-853 (1975).
- Leopold, D. A., Fitzgibbons, J. C., Logothetis, N. K. The Role of Attention in Binocular Rivalry as Revealed through Optokinetic Nystagmus. , (1995).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Duchowski, A. T., et al. Binocular Eye Tracking in Virtual Reality for Inspection Training. Proc. 2000 Symp. Eye Track. Res. Appl. , 89-96 (2000).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Naber, M., Frässle, S., Einhäuser, W. Perceptual Rivalry: Reflexes Reveal the Gradual Nature of Visual Awareness. PLOS ONE. 6 (6), e20910 (2011).
