視線随伴性パラダイム

コンピュータ技術において、視線随伴性パラダイムとは、閲覧者が見ている場所に応じてコンピュータ画面の表示機能を変化させる技術の総称です。視線随伴性技術は、心理学における眼球運動の研究分野の一部です。

システム分析の観点から、視線追跡アプリケーションは診断システムや対話型システムとは区別する必要があります。診断モードでは、視線追跡装置は観察者の視覚的探索と注意のプロセスに関するデータを提供します。対話型モードでは、視線追跡装置は入力デバイスとして使用されます。一般的な観点から、対話型システムは観察者の行動に応答し、観察者と対話します。観察者の目の動きに応じてディスプレイが更新されるため、視線随伴性パラダイムは対話型視線追跡アプリケーションに分類できます。^[1]

過去 1 世紀にわたり、スポーツをする、芸術作品を鑑賞する、航空機を操縦する、視覚的な場面を探索する、顔や表情を認識する、^{[2] [3]}言語を読む、楽譜を初見で読む^[4]など、人間の活動における目の動き方から、視覚系に関係する眼球と心理のメカニズムの一部が明らかになった。視線連動技術は、単純な眼球運動記録に固有の限界を克服することを目指している。実際、顕在的注意と潜在的注意の結合が不完全なため、^{[5] [6] [7]}視線を注視する場所に基づいて、観察者がどの視覚情報を処理しているかを正確に知ることはできない。視線連動技術は、視野のさまざまな部分に投影される情報を正確に制御することにより、何が注視され、何が処理されているかを分離することを可能にする。

このパラダイムの技術的原理には、眼球運動追跡システム（アイトラッカー）と視覚刺激のディスプレイの両方に接続されたコンピュータが含まれます。視線随伴性を成功させるには、高速なコンピュータ、高リフレッシュレートのディスプレイ、および低遅延のアイトラッカーが必要です。^{[8] [9]}視線随伴性ディスプレイでは、刺激は観察者の現在の視線位置の関数として継続的に更新されます。たとえば、移動ウィンドウパラダイムでは、^{[10] [11] [12]}観察者は中央の穴を通してのみシーンを見ることができ、望遠鏡を通して見ているような感覚になります。

したがって、視線連動技術は、視覚系に供給される視覚情報を制御し、情報の使用を分離するための強力な方法です。

視線依存技法はさまざまな実験パラダイムの基礎となっており、それぞれが特定の認知プロセスを調査することを可能にします。ムービングウィンドウパラダイム^{[13] [14]}では、視線位置の周囲の視野部分（中心窩情報）のみが正常に表示され、視野の周囲の部分（中心窩外情報および周辺情報）は変更されます（視覚シーンの場合は削除されるか、読書の場合はXの連鎖に置き換えられます）。ムービングマスクパラダイム^[15]は、ムービングウィンドウパラダイムとは逆の技法です。中心視野を動的に覆い隠し（読書の場合は文字をXに置き換え）、中心窩外情報のみの使用を許可します。境界パラダイム^{[16] [17] [18]}では、目がターゲット領域の周囲の目に見えない境界を越えると、中心窩外プライム（読書の場合は同音異義語など）がターゲット刺激に置き換えられます。関連する技術として、視線が指定された速度閾値よりも速い速度で動いたときに表示を更新し、サッカード中に表示が更新されるようにすることができる。^{[19] [20]この速度閾値技術は、}サッカード抑制がサッカード中の視覚処理をブロックするため、観察者が表示の変更に気付かないようにするために使用される。 ^[21] 傍中心窩拡大パラダイム^[22]は、網膜偏心度の関数として視力が低下するのを補正する。各注視時にリアルタイムで傍中心窩テキストが拡大され、同時に表示される中心窩テキストとの知覚的影響が均等になる。

言語領域では、この方法は自然な読書に効果的に使用されています。読書中の眼球運動の研究により、研究者は知覚範囲（移動ウィンドウパラダイム^{[23] [24]}）、注視中に抽出された中心窩外情報の性質、例えば正書法や音韻情報（境界パラダイム）^{[25] [26] [27] 、または知覚範囲における}注意と視力低下の相対的な影響（中心窩外拡大パラダイム^[28] ）をマッピングすることができました。

視線連動技術は、タスクの他の側面の遵守を確実にするためにも使用できます。たとえば、研究者の中には、タスクが始まる前に観察者が特定の場所を見てボタンを押すことを要求した人もいれば、^{[29] [30]}、観察者が特定のタスク関連領域から目を離すとタスク表示全体が消えるようにした人もいます。^[31]

視線依存法は、読書以外の課題にも応用されている。例えば、ムービングウィンドウパラダイムは、顔認識における文化の影響を研究するために使用されている。 ^{[32]ムービングマスクパラダイムは、視覚学習[33]}や自然界での動物の視覚探索^[34]に使用されている。

さまざまな視線連動技術により、眼球運動の研究者は、視覚入力の処理（特にその時間的特徴）、知覚範囲、および読書における中枢処理と周辺処理の性質をより詳細に観察できるようになりました。