“兼顧設計美學和使用體驗，讓研究人員如履平地”——Tobii的穿戴式眼動技術。
在上期推文中，我們瞭解瞭Tobii穿戴式眼動儀的進化史和Tobii 最新的穿戴式眼動儀Tobii Pro Glasses 3 的硬件架設與眼動校準流程。今天讓我們拉近鏡頭，近距離感受Glasses 3的設計美學，並瞭解Tobii穿戴式眼動儀的核心數據處理方法—數據映射。歡迎感興趣的小夥伴們關註我們的Tobii Pro Glasses 3系列推文~
01 Glasses 3的結構與外觀
Tobii Pro Glasses 3由兩部分組成：
1、頭戴模塊：眼鏡設計，用於記錄數據。
鏡框的整體由堅固耐用的高分子合成材料與高強度不銹鋼制成，確保其兼顧結構穩定性和輕巧舒適性。這裡可以看到集成到鏡片內的眼動追蹤核心部件——眼動傳感器（50或100Hz）與參照光源。由於所有光源、傳感器的佈局均經過科學、嚴謹的計算，絕大多數佩戴者不會感覺到視野范圍邊緣有任何遮擋。每隻眼睛兩個傳感器結合8組參照光源可確保能夠有效捕捉到有效追蹤范圍內各個位置的眼動數據。
鏡片采用瞭特殊工藝的頂級光學復合材質，確保瞭光學效能和常規使用的耐用與抗劃痕能力。中置的場景攝像機隱藏在鏡框內，提供1920*1080的高清分辨率，與上一代產品不同的是，其有效的視野范圍擴大瞭20%，能夠捕捉到更多環境的信息。預留的接口可以安裝專屬快裝式視力矯正鏡片和其他專屬附件。
Tobii Pro Glasses 3也把數據的處理模塊隱藏到瞭鏡腿內部，使其整體沒有任何突兀的部件裸露在外，也賦予瞭它更隱蔽，更容易與其他頭部防護裝備結合的特征。值得一提的是，這副緊湊的眼鏡中還集成瞭陀螺儀、加速計和磁力計，這些微傳感器能夠在眼鏡發生偏移時確保數據的準確性，同時也能夠確保數據處理時對於眼動行為分類的正確性。
2、記錄模塊：用於存儲數據。
無線傳輸實時眼動數據流和頭戴模塊的供電，高性能鋰離子電池能夠確保100分鐘的連續記錄。如果需要與其他數據流同步，記錄模塊也提供瞭TTL-in和TTL-out專用同步接口。
Tobii Pro Glasses 3的特殊配件：
1、視力矯正鏡片
整套鏡片包含瞭覆蓋到500度到-300度的屈光度范圍，不同度數的佩戴者可以快速找到適合自己的鏡片，通過鏡框上的快裝口快速完成安裝。
2、護目鏡
G3配備有護目鏡，可以使研究環境拓展到需要對眼睛防護的場合，例如自行車運動場景中。
3、紅外防護鏡片
眼動追蹤技術是依靠眼球不同結構中對紅外線反射的不同光學特性獲取數據的。因此非眼動儀發出的特定波長的紅外光會對眼動數據造成較大的額外影響。而紅外防護鏡片能夠隔絕絕大多數眼動儀的工作波長的紅外光，這有利於進一步提高Glasses在室外自然光環境下的數據質量，也能夠防護被試，使其免於強光幹擾。
02學界難題—穿戴式眼動數據的處理
以往，穿戴式眼動追蹤數據的處理對於研究人員來說絕對是一項耗時的龐大工程；尤其是對數據的定量分析。因為穿戴式眼動儀的記錄是動態的，而把動態場景中的眼動數據映射到要分析的某個目標上是最大的挑戰。
但不同於傳統的，基於屏幕的眼動儀所產生的數據，穿戴式眼動儀產生的數據通常都有多變的觀察視角。因為在真實的情景下，被試的身體和頭部都會持續運動。如果說屏幕式眼動儀產生的數據是一張附加瞭眼動行為的圖片，那麼穿戴式眼動儀所產生的數據就是一段附加瞭眼動行為的視頻。作為一種更高維度的數據形態，全部手動處理穿戴式眼動數據所帶來的工作量非常龐大。記錄時間與處理時間的比值甚至能超過1:10。
下面我們來看一下Tobii Pro Lab軟件是如何應對這關鍵的數據處理階段的挑戰的：
① 運行Pro Lab軟件 ②導入存眼動儀儲卡上的記錄 ③導入要分析的含有分析目標的圖片 ④神奇的工具- 獲得量化指標。
這個神奇的工具就是Real World Mapping——輔助自動數據處理功能，它能夠將眼動記錄中出現的特定目標進行識別，並將屬於該目標的視線數據自動疊加上去。其原理以導入圖片的特征創建關鍵參照點，通過先進的圖像處理算法逐幀與眼動視頻記錄進行比對，將視線數據準確疊加到相應的圖片坐標點上。由於算法中結合瞭微傳感器的數據處理，因此無論佩戴者與目標的距離、角度變怎樣變化，輔助自動數據處理功能都能夠準確完成數據疊加。處理完成後也能直觀地查看處理結果的可靠度，必要時可以通過手動校準修正算法不太確定的部分。這項神奇的工具能夠讓整個數據的處理過程耗時在確保質量的前提下縮短到常規手動處理的1/10。
研究人員甚至可以一次選擇所有要處理的記錄，剩下的交給計算機。你們會發現，一覺醒來後，數據都已經妥妥地準備好瞭哦~
最後，研究人員就可以通過Pro Lab軟件豐富、靈活的定性和定量分析工具，一鍵獲得統計結果瞭，例如我們常見的熱點圖、軌跡圖、興趣區與興趣區統計指標等。
從眼動儀的硬件架設到數據結果的導出，整個過程可以說是一氣呵成。這種良好的用戶體驗背後是大量的創新和科學嚴謹的開發準則的有力支撐。對於如何做到“兼顧設計美學和使用體驗，同時也讓研究人員如履平地”在Tobii Pro Glasses 3上得到瞭完美體現。
03以用戶為中心不斷完善、創新的Glasses 3
自從Tobii Pro Glasses 3 眼動儀發佈以來，Tobii一直在傾聽各個領域用戶的聲音，並將用戶對產品的改進建議和功能訴求落實到每次的固件和軟件更新中，使穿戴式眼動追蹤研究體系更加完善，適應更多的特定研究需求。接下來，Tobii君將介紹幾個為特定研究需求而創新的幾項重要功能更新：
1、畫面局部放大功能
常規的眼動記錄畫幅都是以穿戴式眼動儀的前置場景攝像機的分辨率為基礎進行錄制的，但在某些研究情境下，可能需要考察被試與環境交互的細節，例如消費者行為研究中，被試從貨架上拿起產品與產品包裝的設計元素交互時，能夠進一步看清環境細節就非常重要。為此，Tobii增加瞭以2X倍率局部放大場景攝像機畫面的功能，並可以用鍵盤和鼠標控制縮放的區域。
該功能主要適用場景：
• 需要對屏幕內容進行考察的研究，如移動端測試、HMI設計交互等；
• 需要對環境交互的細節進行考察的研究，如消費行為研究、專業技能專遞等。
https://www.zhihu.com/video/1665022192290168832
2、自動校準功能
雖然Tobii Pro Glasses 3眼動儀提供的1點式校準已經足夠高效，但如果需要最大化數據采集的效率，能否直接戴上眼鏡就開始記錄呢？經過Tobii研發團隊的反復測試和權衡，給出的答案是“能”！
G3 Controller軟件現在提供瞭兩種校準模式，需要校準卡的常規校準模式，還有“戴上就走”的自動校準模式。得益於Tobii穿戴式眼動追蹤技術的核心——3D眼球模型庫及機器學習算法，使得絕大多數被試能夠在無需校準卡校準的情況下獲得較好的追蹤準確度。但如果您的研究對眼動數據準確度要求較高且允許被試做快速的一點校準，我們仍然推薦采用傳統的校準模式。
但全新的自動校準模式讓以下研究場合充分獲益：
• 註重生態效度和數據采集效率的現場攔截攔訪研究，如超市、賣場購物行為研究等；
• 短時間采集大量樣本的固定場景研究，如戶外廣告測試等；
• 某些包含瞭註意力無法集中的特殊被試的研究。
https://www.zhihu.com/video/1665022258438385664
3、曝光設置
由於穿戴式眼動儀的前置場景攝像機大多采用瞭根據環境光條件調整畫面曝光的方式，且這種曝光方式能夠兼顧到絕大多數研究環境，在某些類型的研究中可能會影響畫面的呈現效果，導致數據分析效率和質量降低。例如：
• 駕駛研究中車內與車外光線的不斷變化；
• 移動端測試中環境光的變化與移動端屏幕亮度的變化；
• 戶外體育運動項目中由於不同身體姿態導致光環境的大幅度動態變化；
為有效應對這些情況，Tobii增加瞭三種曝光模式選項：按整體場景（適用於場景光穩定的環境）、按視線落點位置（適用於光環境切換明顯的情形，如駕駛）以及組合式曝光（兼顧場景和視線落點，尤其適合場景中觀察屏幕的情形，如移動端測試）。
https://www.zhihu.com/video/1665022379662258176
4、實時事件標記功能
在大多數情況下，我們利用穿戴式眼動儀采集好數據，導入到Pro Lab軟件中進行深入的分析，例如根據任務創建TOI，根據測試目標創建AOI，提取AOI或TOI或二者結合的眼動追蹤統計指標。但有些研究可能需要在數據采集時實時標記發生的關鍵行為或出現的關鍵場景，從而獲取實時洞察或提高後期數據分析的效率。例如：
• 在任務較多且復雜的任務設置中統計大致任務時長的實驗場合，如飛行員培訓，流水線操作等；
• 需要統計某行為發生次數的實驗場景 ，如目檢，巡檢等；
• 以實時觀察為主，快速獲取後期RTA訪談線索的用戶體驗測試；
• 需要與不同類型設備進行簡單同步時。
針對實時事件標記的這些研究場合，G3 Controller軟件增加瞭一套完整的實時事件編碼功能。您可以直接在實時觀察過程中添加事件，也可以預先定義好希望記錄的事件，在記錄過程中直接添加。這些事件在回放或導入Pro Lab軟件中都是可見的 ，方便研究員快速找到關鍵行為線索進行RTA訪談，或據此創建TOI，提高數據分析效率。
https://www.zhihu.com/video/1665022512508424193
隨著Tobii Pro Glasses 3 眼動儀的不斷完善和更新，將逐漸將Tobii穿戴式眼動追蹤技術的優勢拓展到更多的領域，開啟更多全新的可能性。“讓研究人員專註於研究本身”是Tobii全系列產品一直秉承的開發理念。
拓小比的分割線
以上就是Tobii穿戴式眼動追蹤技術的發展史和最新一代穿戴式眼動儀Tobii Pro Glasses 3的硬件結構和核心數據處理（mapping）介紹。希望能夠讓大傢對於穿戴式眼動儀有所瞭解，並增進眼動研究實操能力。在下期推文中，我們將介紹Tobii Pro Glasses 3的革新以及全面教學視頻，敬請期待~
欲瞭解更多關於Glasses 3的相關信息，請跳轉下方網頁鏈接或點擊底部【閱讀原文】 ：
https://www.tobii.cn/solutions/consumer-research-and-user-experience
– 推薦閱讀 –
關於Tobii
Tobii是眼動追蹤技術的世界領先者和註意力計算的行業先鋒。我們的願景是創造一個技術與人類和諧共存的世界。關註Tobii Eyetracking，獲取眼動追蹤與註意力計算的知識與前沿信息。
官網：http://www.tobii.cn
