【G3系列来啦】 Tobii的穿戴式眼动追踪技术

在去年举办的【全国心理学学术会议】上，不少研究者对Tobii的可穿戴眼动追踪解决方案很感兴趣。因此我们计划在假期的时间，用一个系列（三篇推文）为大家详细介绍Tobii可穿戴眼动追踪技术的发展历史，技术现状和具体的应用实践知识。欢迎感兴趣的小伙伴们关注我们的Tobii Pro Glasses 3系列推文~

01

进化史：Tobii眼动仪的穿戴化

如今，人类的行为正随着技术的进步而迅速发生着改变，而技术的进步，已不再是追求把产品的体积缩小，而是追求更贴近“人”本身的诉求，这也是近年来“穿戴化”概念盛行的主要原因之一。

作为一种严谨的、基于视觉的行为量化工具，传统的屏幕式眼动仪已经难以满足如今越来越多变的人类行为研究场景。不可否认的是，适合屏幕式眼动仪的研究场景能够在多种变量可控的实验条件下开展的研究，从数据质量这个层面上看是最理想的。

我们在这类实验条件下能够通过头动补偿算法为被试创造一个尽可能自由的头部空间，以此来最大限度确保实验的生态效度，采集到被试最自然和真实的术数据，同时确保采集下来的数据质量。对这一类研究的问题，研究者要接受这样一个假设：使用呈现在屏幕上的刺激物能够有效回答研究问题。即屏幕呈现的刺激物效果与真实情况下差异不大或完全相同，例如阅读的认知加工过程研究，网页的可用性测试等。

随着科研水平的不断深入与研究范围的不断拓展，对于真实环境中的人类视觉行为研究越来越重要，各领域的研究人员对穿戴式眼动仪的呼声越来越高。然而，相对于屏幕式眼动追踪技术而言，眼动仪的“穿戴化”面临着更多挑战：

1. 关键元器件的尺寸、光源与传感器的布局
2. 有效的追踪视野
3. 有效的场景摄像机视角
4. 穿戴化后的追踪能力与数据质量
5. 真实环境中的校准有效性和持续性
6. 发生意外的位移（用手推眼镜等）对数据准确度的影响
7. 后期的数据处理方式和效率
8. 框架设计与佩戴舒适度

……

2010年

Tobii Pro推出了第一代也是当时市面上最早的、真正意义上的穿戴式眼动仪——Tobii Pro Glasses，它采用了眼镜式设计，单传感器，双参照光源，良好的集成性和追踪能力使其成为当时眼动追踪研究新领域的开拓者。基于物理空间标记器的IR Marker-AOA半自动数据叠加方法是初代Glasses的一大亮点。

2014年

Tobii Pro通过重新设计的第二代穿戴式眼动仪——Tobii Pro Glasses 2，重新定义了穿戴式眼动追踪技术。通过重新优化的元器件布局，“全视域”的设计理念，无线数据传输技术和微传感器技术的引入，使其在性能全面提升的基础上能够应对更广泛的研究环境，使真实环境下的视觉行为研究范围得到了极大的拓展。也是从这一代开始，Tobii的新一代全功能行为研究软件——Tobii Pro Lab正式发布，结合其独有的RWM自动数据叠加技术，进一步确保了数据分析的有效性和高效性。

2020年

真·穿戴式眼动仪Tobii Pro Glasses 3发布！

集多项创新技术于一身，让研究人员专注于研究本身，让研究过程充满创造性旨在为研究人员提供纯粹的研究体验。我们一起通过官方视频来看下它的新特性：

Tobii君用几个关键词来描述Tobii Pro Glasses 3的主要创新：

• 更大的追踪视野
• 更隐蔽的外观
• 更可靠的数据质量
• 更高的系统抗干扰性
• 更广泛的环境适应能力

 

02

严谨的研究工具也需要用户体验

以往的眼动追踪研究在数据采集前的准备阶段，为了确保眼动追踪设备的性能达到预期，需要大量的手动安装、架设、调试和校准工作，这个过程往往会演变成一个令人抓狂的试错的过程。而这个过程决定着关乎研究结论正确与否的根基——数据质量。因此在以往的眼动研究中，研究人员对设备的操作熟练度，经验等。人为因素为研究增加了额外的不确定性。用现在的一个名词来形容这些使用的问题，就是用户体验。

 

既然眼动仪是一种客观的工具，那么能否让这个过程更加自动化，尽量减少人为因素的参与，让研究人员能够将精力放到研究问题而不是技术和调试上呢？

 

Tobii深知这一点，并通过设计和流程的优化，将高效、直观的用户体验融合到了各个系列的产品中。以Tobii Pro Glasses 3为例，看看从组装到开始实验要多久（点击下方图片跳转👇）：

 

 

我们来总结一下流程：

1. 设备架设阶段：①连接一根线缆👉②插入存储卡和电池👉③长按启动记录装置👉Ready；
2. 设备调试阶段：①WIFI搜索到设备👉②运行数据采集软件👉Ready；
3. 实验前的校准：①带上头戴模块（眼镜）👉②手持校准卡目视校准卡圆心👉③数据采集软件中点击校准👉Ready。

 

 

如上所述，我们的研究记录就这样开始了：没有突兀的外观，没有不方便的绑带。无线传输的视频流能够让研究人员在平板电脑、安卓手机上直观地看到佩戴者的视线位置，实时记录下关键事件。在记录过程中，佩戴者用手推了一下眼镜，甚至把它摘下来擦了擦镜片上的灰尘。如果是以往的穿戴式眼动仪，这种情况一旦发生，就意味着重新校准或记录作废。但研究人员会发现，记录的准确度和追踪能力没有受到任何影响！这得益于眼动仪内置的微传感器对于眼镜发生偏移时的数据补偿。记录结束后，研究人员以即时眼动记录回放为线索开展回溯性访谈，作为对客观数据的有效补充。