안구 운동: 유형 및 기능 설명

시선추적을 시작하기 전에 다양한 유형의 안구 움직임과 그 목적을 이해하는 것이 중요합니다. 이러한 지식은 시선추적 연구를 효과적으로 설계하고, 데이터를 해석하며, 연구 결과에 대한 올바른 결론을 도출하는 데 도움이 됩니다. 또한, 다양한 유형의 안구 움직임은 다음과 같은 다양한 측면에 대한 인사이트를 제공할 수 있습니다. 인지 과정. 예를 들어, 시선은 의사 결정 과정에 대한 정보를 알려줄 수 있으며, 고정 시간은 정신적 노력을 나타낼 수 있습니다(Ryan and Shen, 2020; Spering, 2022). 이 글에서는 주요 안구 운동과 그 기능을 살펴봄으로써 시각 시스템의 기초를 이해하는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있습니다.

주요 안구 운동 유형:

• Saccades

• 고정

• 마이크로 사케이드

• 떨림

• 드리프트

• 부드러운 추격

• Vergence

• 전정-안구 반사(마하나마 외., 2022)

시선 추적기로 눈동자의 움직임을 캡처할 수 있습니다. 아이 트래커(. 시선추적 기술은 과학 연구, 소비자 연구 및 사용자 경험, 기술 평가, 헬스케어, 스포츠 및 게임과 같은 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 자세히 알아보기 시선추적 응용 분야.

고정

고정은 눈이 시각적 장면의 스캔을 본질적으로 멈추고 비교적 정지된 상태를 유지하는 것을 말합니다. 고정은 시각 정보를 자세히 파악하기 위해 관심 있는 물체를 동공에 고정된 상태로 유지합니다(Hessels et al., 2018.).

고정 사실:

• 더 느리고 작은 규모의 안구 운동(미세 안구 운동, 떨림 및 드리프트)으로 구성되어 눈이 목표물에 정렬되고 지각적 페이딩(고정 안구 운동)을 방지하는 데 도움이 됩니다.

• 지속 시간은 50~600밀리초 사이입니다.

• 정보를 받아들이는 데 필요한 최소 시간은 작업과 자극에 따라 다릅니다(Land & Tatler, 2012; Rayner, 2009).

Saccades

새케이드는 시각적 장면의 한 영역을 중심와에 가져오는 고정점 사이의 빠른 탄도 안구 운동입니다(Hessels et al., 2018). 새케이드를 하는 동안에는 시각이 매우 억제되어 새케이드로 방향을 전환하는 동안 지속적이고 안정적인 지각을 할 수 있습니다. 인간의 지각은 고정과 새케이드를 번갈아 가며 진행됩니다(그림 2).

사실을 숨기세요:

• 자발적 또는 비자발적으로 발생합니다.

• 양안 및 복합.

• 새케이드를 '계획'하는 시간(대기 시간)은 작업에 따라 다르며 100-1000ms 사이로 다양합니다.

• 새케이드의 평균 지속 시간은 20~40밀리초입니다.

• 새케이드의 지속 시간과 진폭은 선형적으로 상관관계가 있으며, 즉 점프가 클수록 지속 시간이 길어집니다.

• 눈이 움직이고 있을 때는 새케이드의 끝점을 변경할 수 없습니다(Land & Tatler, 2012; Rayner, 2009).

고정성 안구 운동: 미세 안구 운동, 떨림 및 표류

고정 중에는 눈이 가만히 있는 것처럼 보이지만, 고정된 지점을 주시할 때는 작은 고정 안구 운동이 항상 존재합니다. 고정 안구 운동에는 떨림, 미세 안진, 표류의 세 가지가 있습니다. 고정 안구 운동은 다양한 인지 과정과 관련이 있어 실험 심리학자와 신경 과학자들 사이에서 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다(Martinez-Conde 외., 2013).

마이크로사케이드

미세 안진은 자발적 고정 중에 발생하는 작고 빠른, 저크와 같은 안구 운동입니다(Martinez-Conde 외., 2004). 미세 안진은 최대 수백 개의 광수용체 폭에 걸쳐 망막 이미지를 전달하여 지각적 페이딩을 방지합니다(Martinez-Conde 외., 2000). 미세 안진은 전적으로 불수의적인 안구 운동이라는 일반적인 개념과는 달리, 연구에 따르면 미세 안진은 필요에 따라 생성될 수도 있습니다(Willeke et al., 2019).

마이크로세일즈 사실:

• 일반적으로 1-3Hz의 속도로 발생합니다.

• 지속 시간은 약 25ms입니다.

• 약 0.5°의 크기, 최대 1°까지 올라갈 수 있습니다(Martinez-Conde et al., 2013).

• 양안 및 접합.

• 은밀한 주의의 방향을 나타낼 수 있습니다(Engbert & Kliegl, 2003).

• 착시 회전을 인지하는 데 관여하는 주요 안구 운동 중 하나입니다(박스 2)(Otero-Millan 외., 2012).

떨림

생리적 안진증이라고도 하는 떨림은 비주기적으로 파동처럼 나타나는 안구 운동입니다. 떨림은 장시간 고정된 상태에서 시력을 유지하는 데 도움이 됩니다(Mahanama 외., 2022).

떨림 사실:

• 90Hz의 주파수에서 발생합니다.

• 동공 원뿔의 지름 정도의 진폭입니다.

• 모든 안구 운동 중 가장 작은 유형입니다.

• 기록 시스템의 노이즈 진폭과 주파수가 비슷하기 때문에 정확한 기록이 어렵습니다.

• 공액 운동(Martinez-Conde 외., 2004).

드리프트

드리프트는 고정을 시도하는 동안 발생하는 느리고 불규칙하며 부드러운 움직임의 안구 운동입니다. 드리프트의 역할은 미세 안진에 의한 보상이 없거나 제대로 이루어지지 않을 때 고정하는 동안 안정적인 시야를 유지하는 것입니다(Martinez-Conde 외., 2004).

드리프트 사실:

• 떨림과 함께 발생합니다.

• 공액형과 비공액형 모두 가능합니다.

• 크기가 0.13° 미만입니다.

• 평균 속도는 약 0.5°/초입니다(Rolfs, 2009).

동적 환경에서의 안구 움직임: 버젼스, 부드러운 추적, 전정 안구 반사

인간은 비교적 고개를 가만히 들고 정적인 물체를 볼 때 주로 사시와 고정된 안구 운동을 합니다. 그러나 시청자나 물체 자체가 움직이는 보다 동적인 상황에서는 추가적인 안구 운동 레퍼토리를 통해 초점과 초점을 맞추는 데 도움이 됩니다.

Vergence

버젠스는 깊이에서 움직이는 물체를 추적할 때 발생하는 안구 운동입니다 –. 버전스는 양안 시차, 흐릿함, 주변 물체의 근접성 지각에 의해 유발될 수 있습니다(Giesel et al., 2019).

버젠스 팩트:

• 왼쪽 눈과 오른쪽 눈은 서로 반대 방향으로 움직입니다.

• 원거리에서 근거리 초점이 수렴 운동을 유발하는 경우와 근거리에서 원거리 초점이 발산 운동을 유발하는 경우의 두 가지 유형의 움직임으로 분류할 수 있습니다(Giesel et al., 2019).

원활한 추적

스무드 추적은 움직이는 물체를 동공에 유지하는 데 사용되는 시선 추적 기능입니다.

원활한 추적 사실:

• 움직이는 타겟이 있을 때만 실행할 수 있습니다.

• 지연 시간은 100-125ms입니다.

• 눈의 속도는 대부분 초당 30도 미만입니다(그러나 일부 개인은 초당 100도까지 빠른 속도로 부드럽게 추적할 수 있습니다).

• 목표물이 초당 30도보다 빠른 속도로 움직이면 시청자는 목표물을 따라잡기 위해 캐치업 사케이드를 사용하기 시작합니다(Land & Tatler, 2012).

전정 안구 반사

전정안반사는 시선 안정화를 위한 반사로, 고개를 움직일 때 시력을 안정적으로 유지합니다.

전정 안구 반사:

• 눈은 머리와 반대 방향으로 움직입니다.

• 눈의 속도는 머리의 속도와 같습니다(Land & Tatler, 2012).

눈 깜박임이라고 하는 눈꺼풀 움직임은 눈동자의 움직임에 수반됩니다. 다양한 유형의 눈꺼풀 움직임에 대해 자세히 알아보세요. 그리고 아이 트래커로 측정하는 방법에 대해 알아보세요.

인용된 출판물

Anderson, J., Barlow, H. B., Gregory, R. L., Land, M. F., & Furneaux, S. (1997). 안구 운동 시스템의 지식 기반. 런던 왕립 학회의 철학적 거래. 시리즈 B: 생물 과학, 352(1358), 1231–1239.

브래들리, A., 애플게이트, R. A., 제프렌, B. S., & 반 호벤, W. a. J. (1992). 인간 동공 무 혈관 영역의 크기와 모양의 심리 물리학 적 측정. 안과 및 생리광학, 12(1), 18–23.

Engbert, R., & Kliegl, R. (2003). 은밀한 관심의 방향을 밝혀내는 마이크로 사격. Vision Research, 43(9), 1035–1045.

Giesel, M., Yakovleva, A., Bloj, M., Wade, A. R., Norcia, A. M., & Harris, J. M. (2019). 심도있는 모션을위한 두 가지 양안 단서의 버겐 스 안구 운동에 대한 상대적 기여도. 과학 보고서, 9(1), Article 1.

Hessels, R. S., Niehorster, D. C., Nyström, M., Andersson, R., & Hooge, I. T. C. (n.d.). 안구 운동 분야는 고정과 희생에 대해 혼동하고 있습니까? 124명의 연구자를 대상으로 한 설문 조사. 왕립학회 오픈 사이언스, 5(8), 180502.

Land, M., & Tatler, B. (2012). 보고 행동하기: 자연스러운 행동에서의 시각과 안구 운동. 옥스포드 대학 출판부.

Mahanama, B., Jayawardana, Y., Rengarajan, S., Jayawardena, G., Chukoskie, L., Snider, J., & Jayarathna, S. (2022). 안구 운동 및 동공 측정: 검토. 컴퓨터 과학의 프론티어, 3.

마르티네즈-콘데, S., 맥닉, S. L., & 허벨, D. H. (2000). 원숭이 원숭이의 선조체 피질에서 미세 시차 안구 운동과 단일 세포의 발화. 자연 신경 과학, 3(3), Article 3.

마르티네즈-콘데, S., 맥닉, S. L., & 허벨, D. H. (2004). 시각 지각에서 고정 안구 운동의 역할. 자연 리뷰 신경 과학, 5(3), 기사 3.

마르티네즈-콘데, S., 오테로-밀란, J., & 맥닉, S. L. (2013). 마이크로 사케이드가 시력에 미치는 영향: 사카딕 기능의 통합 이론을 향하여. 자연 리뷰 신경 과학, 14(2), 기사 2.

Otero-Millan, J., Macknik, S. L., & Martinez-Conde, S. (2012). 마이크로 아케이드와 깜박임이 "회전하는 뱀" 환영에서 환영 회전을 유발합니다.. 신경과학 저널, 32(17), 6043–6051.

Rayner, K. (2009). 읽기, 장면 지각 및 시각적 검색에서의 안구 움직임과 주의력. 분기별 실험 심리학 저널 (2006), 62(8), 1457–1506.

Rolfs, M. (2009). 마이크로 사케이드: 먼 길을 향한 작은 발걸음. Vision Research, 49(20), 2415–2441.

Ryan, J. D., & Shen, K. (2020). 눈은 기억의 창이다. 행동과학의 최신 의견, 32, 1–6.

스페링, M. (2022). 의사 결정의 창으로서의 안구 운동. 비전 과학 연례 검토.

트론코소, X. G., 맥닉, S. L., 오테로-밀란, J., & 마르티네즈-콘데, S. (2008). 에니그마 환상에서 환상적인 움직임을 주도하는 마이크로 아케이드. 미국 국립과학원 회보, 105(41), 16033–16038.

빌케, K. F., 티안, X., 부오노코어, A., 벨렛, J., 라미레즈-카르데나스, A., & 하페드, Z. M. (2019). 메모리 가이드 마이크로 아케이드. Nature Communications, 10(1), Article 1.