Tag Archives: eye-tracker

Искусство глазами мышей

Японский психолог Шигеру Ватанабе уже давно интересуется вопросом, как животные смотрят на картины и могут ли они отличать одну от другой.

Ранее, исследования показали, что обезьяны-капуцины, сурикаты и вороны предпочитают повторяющиеся симметрические паттерны. Яванские воробьи предпочитают кубизм импрессионизму. Голубей научили отличать картины Моне от картин Пикассо, Ван Гога от Шагала, и японскую живопись от импрессионизма. У птиц, как и у людей, зрительная система развита довольно хорошо. В недавнем исследовании Ватанабе взялся за мышей (Watanabe, 2013): считается, что у грызунов зрение используется в меньшей мере, чем у людей и птиц. Что покажут они?

Подобрав по 15 картин каждого художника:в одном эксперименте — Ренуара и Пикассо, в другом — Кандинского и Мондриана, психолог выработал условный рефлекс у разных мышей на каждую картину, использованную в эксперименте, с помощью морфия. То есть, мышь научили смотреть на Кандинского и получать за это морфий. Затем, уже в ходе эксперимента, ей показывали две картины — Кандинского и Мондриана, и ей предстояло отличить одного от другого. Еще сложнее: отличить одну картину Пикассо от другой.

Что выяснилось: мыши все же могут различать одного художника от другого, и его картины между собой (не особенно хорошо, но всё же). Вопрос — что позволяет им это делать? Мышь может отличать один визуальный стимул от другого, если между ними есть достаточная психофизическая разница. Мышь видит бессмысленные для нее визуальные паттерны, и если с картинами Ренуара ей полегче, то совсем трудно с картинами Пикассо, и уже совершенно невозможно у Мондриана и Кандинского.

Мне кажется, Ватанабе был слишком суров с мышками — он мог дать им что-то более вменяемое. В начале статьи картина Пита Мондриана Композиция II в красном, синем и желтом, 1930 г. Я использовал ее в прошлом году в пилотном эксперименте, и ниже вы видите тепловую карту фиксаций глаз 30 человек — слева оригинал, а справа — измененную, где красный с синим поменялись цветами.

Есть отличия в том, как люди смотрят на одну и другую, безусловно, но почему они образуются, надо разбираться. Люди, что уж говорить о мышах, не могли вспомнить отличия одной картины от другой, а некоторые уверяли меня, что эта картина была показана два раза. Впрочем, я не давал им наркотиков.

Watanabe, S. (2013). Preference for and discrimination of paintings by mice. PLoS ONE, 8(6), e65335. doi: 10.1371/journal.pone.0065335.

Ай-трекинг в очках Гугл

Гугл подал заявку на патент, который описывает метод разблокирования электронного устройства посредством ай-трекера. Проще говоря, Гугл думает о том, чтобы вставить в свои Google Glasses ай-трекер.

Как показано на изображении ниже, слева, когда человек в таких очках отследит полет птички, очки разблокируются. Справа показан другой метод – прочитав текст на экране, пользователь также включает устройство.

Глаза человека следуют определённой траектории, ай-трекер их отслеживает, сравнивает с заданной и определяет соответствие. Если оно есть – производит какое-то действие.

Можно представить, что таким же образом можно показать пользователю на дисплее ряд цифр, и если он знаете код, то он фиксирует свой взгляд последовательно на первой второй и последующих цифрах, и включает или выключает устройство.

Впрочем, до этого предстоит решить еще несколько проблем – уменьшить размер ай-трекинговой камеры и процессора для нее, и обеспечить питание. Никто не хочет носить на носу падающие от тяжести очки или заряжать их каждый час.

Фото в начале заметки с сайта Google Glass.

Как мы смотрим на картины

После нескольких пилотных экспериментов мы решили начать большое исследование картин, знаменитых и неизвестных, старинных и современных, разных стилей и жанров, с множеством гипотез.

Ниже – картина Диего Веласкеса Las Meninas. Одно из изображений – оригинал, другое – с изменением. Обе картины участвовали в пилотном исследовании в прошлом году, где показывались в течение 5 секунд, наряду с другими изображениями. Las Meninas была выбрана мной потому, что она участвовала в аналогичном эксперименте, показанном в фильме BBC What Makes a Masterpiece.

Хотелось выяснить, будет и разница, и в чем именно она будет заключаться, в просмотре оригинала и модифицированной картины, в которой один важный элемент сцены был изменен. Вот что получилось после просмотра 30 людьми:

Как вы видите, есть различия, но предстоит еще внимательнее изучить, в чем именно они заключаются: картина не простая, сами понимаете.

Методология была доработана и первая часть исследований началась 24 мая, продлилась три дня, и уже есть любопытные результаты. Как всегда, появляются совершенно неожиданные находки, никак не связанные с главной темой. Так, например, по результатам просмотра, появилась идея и гипотеза, что атеисты и верующие смотрят на картину Иванова Явление Христа народу несколько по-разному. Во всяком случае, показалось, что атеисты уделяют гораздо меньше внимания этому персонажу, но поскольку целей изучить такое не ставилось, гипотеза осталась в подвешенном состоянии.

Начнем готовить следующую часть для тестирования, и если у кого-то есть идеи по поводу включения каких-то картин – пишите, места для прекрасного есть всегда!

Ай-трекинг – в массы

Pupil – ай-трекинговые очки и программное обеспечение; проект, который начался как тезис студентов Массачусетского технологического института Морица Касснера (Moritz Philipp Kassner) и Уильяма Патера (William Rhoades Patera).

Pupil – проект, делающий технологию слежения за движениями и фиксациями глаз доступной и открытой.

Цель проекта – создать доступный по цене мобильный ай-трекер с модульными компонентами. Уже сейчас можно, прикупив несколько частей, собрать дома прибор самому, уложившись в 90 долларов, и начать экспериментировать.

Страница проекта: http://code.google.com/p/pupil/

Как видят мир мужчины и женщины

В недавнем эксперименте ученых из Бристольского Университета (Mercer Moss, Baddeley, & Canagarajah, 2012), по поиску отличий между мужчинами и женщинами в том, как они смотрят на мир, приняли участие 52 человека (26 женщин).

Им показали 80 картинок со сценами из жизни, вроде той, которую вы видите в начале статьи (кадр из фильма Реальная любовь. Love Actually, 2003), а ай-трекер записывал движения глаз.

Изображение показывает примеры просмотра картинок, после анализа, когда исследователи вычли общие пространства фиксаций, чтобы увидеть разницу. Красным цветом выделены регионы фиксаций взглядов женщин, синим – мужчин:

Результаты:

Самый информативный регион в сценах – люди, а самый информативный регион в человеке – лицо, и, в особенности, регион глаз.
Мужчины делают более короткие фиксации взгляда (в среднем 305 миллисекунд), в с сравнении с женщинами (в среднем 320 миллисекунд).
Женщины тщательнее рассматривают сцены, совершая больше фиксаций вне региона лиц. Разница – в исследовательском характере просмотра женщинами: они осматривают всё, тогда как мужчины смотрят большую часть времени на лицо. По этому признаку можно с уверенностью в 70% предсказать, что на картинку смотрит женщина, если на этой картинке есть люди.

Вот как люди рассматривали тот самый кадр из фильма Реальная любовь.
Когда люди смотрят на пару, больше всего зрительного внимания уделяется женщине, особенно самими женщинами. 61% из них смотрят на женщин и 39% – на мужчин. Мужчины в 53% случаях смотрят на женщин, и в 47% – на мужчин.

Две характеристики человека могут играть роль в направлении и фиксации взгляда: рассудительность и настойчивость. Женщина, склонная к обдумыванию своих поступков, будет смотреть на мир почти как мужчина, а настойчивый мужчина будет смотреть почти как женщина. Во всяком случае, так предскажет программа, с большой вероятностью.

Был обнаружен очень интересный феномен: рассматривая лица, женщины смотрят ниже самых выдающихся и информативных регионов лица. Мужской взгляд концентрируется на глазах, а женщина опускает глаза ниже – к носу или даже ко рту. Это новый феномен, который помимо своей необычности, должен внести изменения в дизайны исследований с ай-трекером. Чаще всего такие эксперименты делаются либо на факультетах компьютерных наук, где, в основном мужчины, либо на психологическом, где в основном женщины.

Было предложено анатомическое объяснение этому феномену: у мужчин и женщин разной толщины сетчатка в некоторых регионах. У женщины, с более тонкой сетчаткой, взгляд ниже позволяет захватить изображение на более тонкую часть фовеи. Но это объяснение не работает, потому что другой регион с более тонкой сетчаткой находится слева, и тогда мы видели бы склонность к уходу взгляда влево, а этого нет.

Другое объяснение более интересное: взгляд чуть вниз сигнализирует женственность. Было обнаружено, что любое лицо (даже мужское) приобретает больше женственности, если глаза смотрят чуть вниз (Campbell, Wallace, S., & Benson, 1996). Это делает более видимым промежуток между бровью и верхним веком – у женщин он больше, чем у мужчин, и вероятно, служит даже признаком пригодности к продолжению рода. Это объяснение может дополнить другая гипотеза: женщины избегают риска смотреть прямо в глаза, поскольку это воспринимается как вызов.

Итак, мир вокруг нас воспинимается и мужчинами и женщинами чуть по-разному.

Campbell, R., Wallace, S., & Benson, P. J. (1996). Real men don’t look down: Direction of gaze affects sex decisions on faces. Visual Cognition, 3:393–412.

Mercer Moss, F. J., Baddeley, R., & Canagarajah, N. (2012). Eye movements to natural images as a function of sex and personality. PLoS ONE, 7(11), e47870. doi:10.1371/journal.pone.0047870.

Внимание, конкурс!

В августе 2013 в Лунде, Швеция, пройдет 17-ая Европейская конференция по движениям глаз. Там будут обсуждаться новые исследования, оборудование и программное обеспечение.

В рамках этой конференции объявлен конкурс на программу для ай-трекера. Софт может быть для целей развлечения, общения, лучшего или более быстрого взаимодействия человека с компьютером, анализа и визуализации движений глаз, фиксации и идентификации событий.

Конкурс спонсируется компанией SensoMotoric Instruments, которая готова бесплатно предоставить 50 первым зарегистрировавшимся до конца февраля участникам ай-трекер для работы над проектом.

Приз – также ай-трекер SMI RED-m, который вы видите на картинке в начале статьи (цена ~ 7 тыс. долларов).

Если вы сами умеете создавать приложения, или знаете тех, кто это делает, рекомендую подать заявку. Это весьма многообещающая область исследований и приложений, и сейчас самое лучшее время для развития в ней.

Подача заявки здесь.

Какая попа лучше – 2

Первая часть здесь. В ней я обещал продолжить изучение фотографии с тремя девушками. Я перевернул фотографию по горизонтали, чтобы понять, будет ли разница в зрительном внимании.

Очевидно, что девушка в центре привлекает больше внимания, в обоих случаях. Это известный эффект центральности взгляда (Взгляд в центр).

Вверху – суммарная длительность фиксаций и процентное отношение переходов от одной области интереса к другой (во втором случае сумма больше из-за большего количества участников). В обоих случаях центральная девушка получает огромное, более чем в 2 раза, преимущество в длительности фиксаций. Это связано и с относительно большей площадью, занимаемой ею на фотографии, в сравнении с боковыми девушками.

Ниже – средняя длительность фиксаций:

Как видим, отношение между девушками в обоих случаях, в общем-то, одинаковое. Но мне непонятно, почему средняя продолжительность фиксаций во втором исследовании была существенно ниже, чем в первом. Длительность экспозиции фотографий была одинаковая, 5 секунд. В первом исследовании средний возраст участников был 32,2 года, во втором – 28,7. Соотношение мужчин и женщин было одинаковым. Снижение числа участников во втором исследовании до числа участников в первом не приводило к существенным изменениям в этом показателе. Использовался один и тот же ай-трекер. Вот только размер диагонали монитора и разрешение экрана было не одинаковым. Это одна из возможных причин. Другая предположительная гипотеза – поворот моделей в другую сторону может иметь эстетические последствия. На тепловых картах видно, как зоны интенсивного зрительного внимания следуют изгибам тел девушек.

Ниже: фотографии поделены на сектора, каждый с указанием среднего времени фиксации.

На картинке ниже: фотографии поделены на сектора, черным закрашены зоны, которые не получили ни одной фиксации. Фотография со второго исследования перевернута, для удобства просмотра.

Во втором случае люди видели больше центральной и верхней части фотографии, чем в первой. Площадь покрытия взглядами в первом случае 42,6%, во втором – 64,7%. Люди больше видели за счет меньшего времени фиксации. О чем это говорит, и каким образом это может быть связано с изменением восприятия? Не задействован ли здесь какой-нибудь принцип, вроде того, что работает при просмотре диаграмм? (Лучшее понимание диаграмм). Там было показано, что диаграмма с хвостом вниз понимается лучше. Если вы обратили внимание, люди значительно дольше смотрят собственно не на попу (что есть попа?), а на область копчика, который был когда-то хвостом. Тогда, по аналогии, девушка с повернутой попой направо, дает нам легкость в просмотре: наши глаза двигаются слева вниз направо. Чем легче нам смотреть, тем легче понимать, и тем больше нам это нравится.

Таким образом, можно выдвинуть гипотезу, что нам чуть больше понравятся девушки справа на фотографиях внизу: