眼动仪在可用性测试中的应用
眼动技术：个性化评测的新“武器”
眼动技术：个性化评测的新“武器”作者：靳来鹏禹东川来源：《中小学管理》2017年第02期评测作为对教师教学、学生学习效果检测的手段，对有效教学的开展具有反馈、指导的作用。
然而现有的评测手段，如纸笔测试、“自我报告”或“访谈”、“出声思维”、在线评测等，在反馈的全面性、及时性或客观性等方面具有局限性。
近年来，眼动技术的发展为评测提供了新的手段。
眼动技术能够提供学生的视觉注意线索，少干扰、实时性地获取学生的认知活动和心理状态，展示其思维策略，客观、全面地评价学生：如将其与在线评测技术相结合，更可以实现大规模、及时、客观的评测活动。
因此，我们有必要对如何利用眼动技术开展评测活动给予关注。
“眼-心智”假说认为，眼睛的注视状态与人对信息处理的心理过程是相关联的。
人眼只能在大约200-300mS的时间内保持短暂的稳定状态，这个状态叫注视，在此期间，信息才能被认知系统编码、处理。
而在两个注视点之间，眼球短暂快速的运动被我们称之为眼跳。
一般情况下，一个人眼睛注视的位置反映了其注意力所在，注视时间的长短则反映信息的处理难度及分配的注意量。
信息被注视的时间越长，说明其越复杂、被处理的越深。
眼跳的路径则反映了一个人的认知策略。
因此，利用眼动技术对学生学习状况进行评测，除了能知道简单的答案正误之外，还可以挖掘到成绩背后更深层的信息。
眼动技术是借助眼动仪来实现应用的。
人的注视、眼跳等信息都可以被眼动仪精确、自动地捕捉和记录。
从眼动仪红外光源发出的红外线被眼睛反射后，会被眼动仪的探测器接收，从而判断出眼球的运动情况。
随着科技的发展，如今的眼动仪，只需要参与者在执行任务之前校正一次眼动，完成该任务之前一般就不需要再进行校正：而借助头动补偿技术，也不需要参与者固定头部：即使参与者佩戴眼镜也不影响使用。
因此，眼动仪作为一种“非侵入式”的测量工具，可以让人们在更为自然、真实的情境中使用。
眼动技术对于挖掘学生成绩背后的深层信息，对其进行个性化指导具有重要作用。
2 可用性测试方法-眼动测试
as which area is viewed first, what the trajectory looks like, how long the sight stays are, and whether the sight is smooth. ➢ 注视轨迹：纪录被试者在整个体验过程中的注视轨迹，从而可知被试者首先注视的区域，注视的先后顺序，注视 停留时间的长短以及视觉是否流畅等。 ➢ Area analysis: research regarding average time and points of attention in each area of interest as well as the view sequence among these areas. ➢ 兴趣区分析：考察被试者在每个兴趣区里的平均注视时间和注视点的个数，以及在各兴趣区之间的注视顺序。
可用性测试
Usability Testing
2014.05
2.可用性测试方法
Usability Testing Methods
Usability Testing
2
2.可用性测试方法 Usability Testing Methods
2.8 Eye tracking
眼动测试
• Eye tracking allows testers to identify what participants look at during the course of a usability test. • 确认参与者在测试过程中注意力的变化路径及注意力的焦点（眼球追踪使用几种不同的技术,包括皮肤
人机交互设计中的可用性测试方法
人机交互设计中的可用性测试方法在人机交互设计中，为了确保用户能够方便、高效地使用软件、网站或其他交互式产品，可用性测试方法起着至关重要的作用。
可用性测试是通过模拟真实使用场景来评估用户对产品的使用体验，以及产品在满足用户需求方面的表现。
本文将介绍几种常见的人机交互设计中的可用性测试方法。
一、用户调查和访谈用户调查和访谈是获取用户反馈的重要手段。
通过设计问卷或面对面的访谈，了解用户对产品的满意度、困惑点和改进建议等。
在调查和访谈的过程中，可以提供多种选择题或开放式问题，以便用户能够详细描述他们的感受和需求。
二、任务完成测试任务完成测试是测试用户在使用产品时能否成功完成特定任务的方法。
测试者可以设计一系列常见的任务，要求用户在给定的时间内完成。
通过观察用户的行为和表现，可以评估产品的易用性和用户是否能够轻松地达成目标。
三、眼动追踪测试眼动追踪测试是一种通过追踪用户眼球移动轨迹来评估产品可用性的方法。
测试者通过专业的眼动仪记录用户的眼球运动，以了解用户在浏览页面或使用应用时关注的重点和注意力分配。
这种方法可以帮助设计师优化页面布局和功能排列，提高用户的注意力和效率。
四、可靠度测试可靠度测试是评估产品系统稳定性和反应速度的方法。
测试者在不同的网络条件下，进行大量用户同时使用的模拟测试，以确定产品在高压力和不同网络环境下的表现。
通过可靠度测试，可以发现系统崩溃、卡顿和数据丢失等问题，并采取相应措施进行改进。
五、用户情感测试用户情感测试是评估用户对产品情感体验的方法。
通过测量用户在使用过程中的情绪、满意度和愉悦感等指标，来评估产品能否产生积极的用户情感。
测试者可以采用访谈、问卷或生理指标监测等方法，了解用户在使用产品时的情感反应，以便进行情感设计和情感化优化。
六、可访问性测试可访问性测试是为了确保产品对残障人士和特殊用户群体的可用性而进行的测试。
测试者通过模拟盲人、聋人或肢体障碍用户等使用产品的场景，评估产品对于这些用户群体是否具有可访问性和可操作性。
眼睛是心灵的窗口_基于眼动追踪技术的网页可用性测试_葛岩
手机报 信息查询
问卷
被试体验 反馈问卷
填写
三 、测试发现 发现一： 在移 动 、 联 通 网 页 上 搜 索 指 定 套 餐 信 息，效率无显著差别 第一个测试任务是在移动和联通两网站搜索给定 套餐信息 。在最优状态下，在两个网站上这一任务均 可通过两次链接，三次鼠标点击完成 。 二者的信息搜 索过程具备可比性 。 测试发现，被试在移动网站上完成本任务的时间 均值低于联通网站 。但检验显示，二者差别并不显著
一 、背景和问题 20 世纪中叶，研究者开始尝试使用眼动追踪的 方法，通过捕捉视觉信息搜索过程来推测处理信息的 心理活动 。20 世纪后半期到 21 世纪初，得益于计算 机技术的不断发展，这项技术被逐步应用于人机互 动 、工业设计和传播效果等多个研究领域 。
①
二 、研究思路与方法 欲回答本研究的问题，首先有必要厘清效率和满意 两个基本概念及其测量方法。效率有其客观标准。在本 研究中，效率定义为完成给定信息搜索任务的时间长度， 可通过仪器记录、测量。相对于效率，满意指对信息搜 索过程体验的主观评价，可通过使用者自我报告获得。 二者间是有联系的。例如，当被试登入网站并有着明确 的任务 （ 如获得特定服务的价格） ，效率便很可能与满
葛 岩 郑雪梅： 眼睛是心灵的窗口
中男性 10 人，女性 13 人，年龄分布在 20 岁至 40 岁之 间，均为手机和网络频繁使用者。2010 年 12 月和 2011
新媒体研究
年 10 月，测试在上海交大一实验室室内实施，使用 Tobii 1750 眼动追踪仪和网速测量专用软件。
图1 表1
任务 套餐信息 查询 操作网站 移动网站 联通网站 移动网站 查询手机报服务信息 联通网站
② 意评价有某种因果关系。 但当任务不明确时，这种因果
眼动仪的原理与应用
眼动仪的原理与应用1. 眼动仪基本原理眼动仪是一种可以测量和记录人眼运动的仪器。
它通过使用红外光源和红外摄像机来跟踪眼球的运动，并将其转换为坐标数据以进行分析。
眼动仪的基本原理主要包括以下几个方面：• 1.1 红外光源和红外摄像机–红外光源发出红外光，照射到眼睛上的角膜和眼球表面。
–红外摄像机通过拍摄红外光在眼睛上的反射图像，获取眼球的位置信息。
• 1.2 瞳孔辨认和跟踪–眼动仪使用计算机视觉算法对红外图像中的瞳孔进行识别和跟踪。
–瞳孔的位置和大小可以提供眼球运动的信息。
• 1.3 坐标转换与数据分析–眼动仪将获取到的眼球位置数据通过坐标转换算法转换为屏幕坐标。
–分析软件可以进一步对眼球运动数据进行处理和分析，如生成热图、计算注视点等。
2. 眼动仪的应用领域眼动仪具有广泛的应用领域，以下是其中几个主要的应用方向：• 2.1 心理学研究–眼动仪可以被用于心理学研究中，帮助研究人员了解个体的注意力和认知过程。
–通过记录被试者在不同任务下的眼球运动，可以揭示出他们的信息处理方式和注意偏向。
• 2.2 人机交互研究–在用户界面设计和人机交互研究中，眼动仪可以用来评估用户对界面的注意力和兴趣。
–通过分析用户的注视点和扫视路径，可以提供界面设计的改进和优化建议。
• 2.3 广告和市场调研–眼动仪可以被应用于广告和市场调研领域，帮助广告商和市场研究人员了解受众对广告的反应。
–通过监测受试者对广告中不同元素的注意程度，可以评估广告的效果和优化方案。
• 2.4 疾病诊断与康复–眼动仪在医学领域的应用也逐渐增多，可以帮助医生诊断和治疗一些眼动障碍相关的疾病。
–通过分析眼球运动模式的异常，可以及早发现眼动障碍并进行适当的干预和康复训练。
3. 眼动仪的优缺点眼动仪作为一种不可或缺的眼球运动测量工具，具有以下几个优点和缺点：• 3.1 优点–眼动仪可以提供非常精细的眼球运动数据，反映了人的注意力和认知过程。
–使用眼动仪可以减少被试者的负担，因为不需要通过其他方式表达眼球运动信息。
眼动仪的应用场景
在全球范围内，不少厂家都能够独立生产出多种型号多种品牌的眼动仪。
但就厂家的研发历史与产品的知名程度而言，作为从1966年开始研发生产眼动仪的公司，日本NAC图像技术有限公司拥有着50多年的眼动仪研发经验，其生产的产眼动仪品牌产品也早已遍布全球，获得了各大高校与科研单位的高度认可。
那么眼动仪是用于什么场景，我们一起来看看眼动仪的应用。
1、用户体验与交互研究（网页可用性、移动端可用性、软件可用性、视线交互、游戏可用性研究）眼动追踪可提供能够揭示可用性问题的用户行为数据，这是一种非常客观和直接的研究方法。
用户体验与人机交互研究人员可使用眼动追踪对用户界面和用户体验进行考察和优化。
机场可穿戴式眼动追踪与导向标识系统研究：可穿戴眼动追踪与游戏测试：2、市场研究与消费者调研（包装设计、购物行为、广告研究）眼动追踪是一种能够客观衡量消费者对营销信息的注意和自发反馈的唯一工具。
这些洞察力可帮助营销人员有效地设计传达要素来抓住消费者的眼球。
可穿戴式眼动仪在真实商店环境中的应用：3、婴幼儿研究（发展心理学研究）婴幼儿研究人员使用眼动追踪来研究从出生到成年早期阶段的学习感知，认知和社会情感发展。
4、心理学与神经科学（认知心理学、神经心理学、社会心理学、视觉感知、灵长类动物研究）眼动追踪可用于心理学和神经科学的各个不同研究领域，研究眼动行为发生的原因和机制以及我们用眼睛采集信息的方式。
德国柏林自由大学使用眼动追踪验证不同文化群体间的情绪性倾向观点：日本京都大学眼动追踪对黑猩猩面孔浏览的研究：5、人的效能研究（体育运动、新手-专家范式、操作员效率评估）在人的效能研究领域中，眼动追踪经常被用来进行成功率研究，新手专家对比研究，高效培训方式的开发以及认知策略的评估等。
眼动追踪帮助改善冰球运动击球技巧：6、教育研究（眼动实验室/教室、教学环境研究）眼动追踪可用于教育和学习过程的研究。
此外，教室和实验室可配备该技术用于教学，为未来使用眼动追踪从事相关领域研究提供相应的人才做准备。
人机交互测试中的眼动追踪技术应用(一)
人机交互测试中的眼动追踪技术应用一、引言随着科技的不断进步和人机交互技术的快速发展，眼动追踪技术逐渐应用于人机交互测试中，以评估用户对界面的理解和反应。
眼动追踪技术能够实时捕捉被测试者的视线轨迹，为评估用户体验提供了全新的方法。
二、眼动追踪技术的原理眼动追踪技术通过眼动仪实时记录用户的视线轨迹，并将其转化为数据，以便分析用户在特定任务中的注意力分配。
该技术的主要原理是通过探测眼球的运动轨迹来捕捉用户的注视点和注视时间。
眼动仪通常由红外摄像头和光学系统组成，可以高精度地追踪眼球运动。
三、眼动追踪技术在用户界面评估中的应用1. 了解用户注意力分配眼动追踪技术能够帮助研究人员了解用户在特定任务中的注意力分配情况。
通过分析眼动数据，可以获得用户的注视点、注视时间、扫视路径等信息。
根据这些信息，研究人员可以确定用户在使用界面时的注意力集中点，从而优化界面设计和用户体验。
2. 评估界面布局和信息组织眼动追踪技术可以帮助研究人员评估界面的布局和信息组织方式。
通过分析用户的注视点和扫视路径，可以确定用户对界面不同部分的关注程度。
如果用户的注意力分散或者存在盲区，那么研究人员可以对界面进行适当调整，以提升用户体验。
3. 检测用户认知负荷眼动追踪技术可以实时检测用户的认知负荷，即用户在执行任务时所面临的认知需求和压力水平。
通过分析眼动数据中的扫视路径和注视时间，可以了解用户在处理任务时的认知负荷变化，从而判断任务的复杂程度和用户的认知疲劳程度。
四、眼动追踪技术在交互设计中的应用案例1. 移动设备界面设计在移动设备界面设计中，眼动追踪技术可以帮助设计师确定用户对不同功能区域的关注程度，以及用户执行任务时的注意力分配情况。
通过分析眼动数据，设计师可以优化界面的布局和交互方式，提升用户的操作效率和体验。
2. 虚拟现实交互界面设计在虚拟现实交互界面设计中，眼动追踪技术可以帮助设计师了解用户视线在虚拟场景中的移动轨迹和注意力区域。
生理传感、眼动追踪技术在用户体验评测当中的应用
Inno v ation创新生理传感、眼动追踪技术 在用户体验评测当中的应用项目贞责人：梁晶联系人：梁晶 liangj@项目组成员：梁晶、任林冲、葛丰亮、吴海涛、宋力强、尹雪静、李旭强、姚坤形、田靖明 单位：中国家用电器研究院用户佩戴眼动仪测试体验智能冰箱的触控面板生理传感、眼动追踪技术主要应用到的设备包括 生理传感多导生理信号记录仪和眼动仪，并将其应用于用户体验评测流程当中，通过客观的生理数据采集 和分析来探究家电领域各产品的用户体验问题，引领了 行业新型评测方式。
在使用了生理传感多导生理信号记录仪和眼动仪之后，我们结合了家电产品的特点，根据不同品类的产 品分别设计了一套可用性评测的方案，眼动仪负责显性数据，多导生理信号记录仪负责隐性数据。
用户佩戴皮电测试仪来 体验电饭煲的控制面板首先，在设备交互界面的操作过程中让用户佩戴眼动追踪仪，捕捉眼球的移动，可以得到用户在注视该界面中的眼动轨 迹图、热图、兴趣图、焦点图等，通过这些客观数据来分析出用 户在操作流程中所关注的点及出现的问题。
其次，在用户体验产品过程中使用多导生理信号记录仪，如 通过使用心电、肌电、皮电等测试仪，采集用户心跳波动、情绪波动以及肌肉收缩等相应生理数据，客观分析出用户在人机交互 不同触点的体验是否舒适,情感体验是否良好，以及用力大小是否合理等。
在用户操作过程中出现问题时,可以通过以上的客观测试数据,结合用户主观的看法，更有效地分析出用户出现问题的原因。
生理传感和眼动追踪技术曾经是非常专业的领域，操作者需要具有广博的知识和足够的耐心,现在这个领域已经完全成熟，用户体验专家和市场营销专家可以轻松地将注视分析整合到他们的研究中。
所以生理传感和眼动追踪技术未来一定会在用户体验乃至设计领域扮演更重要的角色。
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眼动仪在可用性测试中的应用
在可用性测试中为何要使用眼动仪？
由于传统的可用性评估在实际应用中，尤其在进行用户界面评估时，存在很多局限性，如很多测试方法都是建立在主试与被试的交互上，主试的言语、行为、表情甚至期望都会对被试及其活动产生影响。
当存在多位主试时，就更难排除主试的影响。
测试结果的客观性不高。
因此，多年以来，在进行可用性评估时，眼动仪是常用的辅助工具之一。
眼动仪在可用测试过程中常用的参数
当前的眼动仪多是运用红外线捕捉角膜和视网膜的反射原理，来记录用户的眼动轨迹、注视次数、注视时间等数据。
从近年来发表的研究报告和资料种可分析出，利用眼动仪进行可用性测试常用的资料或参数包括：
（1）总注视次数（频率）：数被认为是与搜索绩效相联系的指标。
注视次数越多，表明低绩效的搜索，可能源于显示元素的糟糕的布局。
但也应该考虑注视次数和任务时间的关系（如：任务时间越长需要的注视次数也越多)。
（2）平均注视驻留时间：反映的是提取信息的难易程度。
持续时间越长往往意味着被测试人员从显示区域获取信息越困难。
（3）注视点序列：注视点在兴趣区之间的转换，能够度量用户界面布局的合理性。
（4）第一次到达目标兴趣区的时间：在显示区域搜索特定的目标时，第一次到达目标区域的时间。
也是用户界面布局合理性度量的一个重要指标。
（5）每个感兴趣区域的凝视比率（时间比）：被试眼睛注视特定显示元素(设计者感兴趣区域) 的时间比例。
在此应该分清被试在显示元素上的凝视频次和凝视的时间,驻留时间反映信息提取的难度,频次反映显示区域的重要性。
（6）每个感兴趣区域注视点数：此指标与凝视比率密切相联系，可以用来研究不同任务驻留时间下注视点数量。
特定显示元素（感兴趣区域）的注视点数量反映元素的重要性,越重要的元素则有更多频次的注视。
眼动仪在可用性测试中的实际应用
讲完了理论知识，我列举三个我参与过或实验室同学主导的实验，让大家对眼动仪有个具象的认识。
实验一：客户管理软件的导航可用性评估
测试目的：通过眼动仪对两个不同版本的客户管理软件的导航可用性进行评估。
测试任务：在旧版设定页面上找到“产品组排序”功能；在新版找到“管理产品序列”功能。
测试方法：在视觉评价的实验室研究中，要求被试分别观看两张不同的版本的同一页面，图片呈现10s，眼动仪(ASL EYE TRACKER 6000眼动仪，采样频率120 Hz)记录他们观看图片时眼睛的注视点、注视频率、注视时间，完成时间等指标，以考察观看者对哪一版本的导航更符合用户的习惯和时间短，，并在看完图片之后再填一份对两个版本的喜好度评价问卷（被试按5点量表对它们进行喜好度评价，1表示最喜欢，5表示最不喜欢，2、3、4介于中间）。
参与测试的人数为10人。
（1）眼动注视点轨迹分析
经过对测试用户眼动轨迹的分析，可以明显发现测试用户在使用两个版本在眼动注视轨迹区别：用户在使用旧版系统时，眼动的轨迹比较杂乱，测试用户的眼动轨迹区别明显；用户在使用新版系统时，眼动轨迹比较有规律的，测试用户的眼动轨迹呈现相似性。
（2）眼动注视时间分
10名测试用户的注视时间统计见表1，可以明显发现两个版本在眼动注视时间区别：用户在使用旧版的系统时，注视的时间比较长，两个版本在瞳孔直径的变化比较大（主要测试时间较长，眼睛疲劳造成瞳孔变小）。
通过注视时间和方案评价等级的对比分析（图5），可以得
出评估等级越低（数值越低表示满意度越高），用户眼动注视时间越短，用户在较短的时间内能找到想要的功能，页面影响用户的干扰越小。
表1 注视时间参数表
（3）眼动注视频率分析
10名测试用户的注视频率统计见表2，两个版本在眼动注视频率有明显区别：用户在使用旧版系统时，注视次数频率比较高，无规律性。
将注视频率和方案评价等级的对比分析（图6），可以看出评估等级越低，用户在页面搜寻的频率相对越少，用户在较短的时间内能完成制定的任务，用户注视轨迹相对越有相似性。
表2 注视频率参数表
综合测试评估的几个纬度分析结论，改版后的系统相对旧版的系统在导航的信息流设计和工作流等设计方面有了很大的提高，符合现在用户的使用习惯，减少无效的信息对用户操作的干扰。
实验二：网站首页的可用性对比测试
这是对某网站改版前（图7）和改版后的主页（图8）进行可用性对比测试，通过让用户浏览首页（不做任何点击）判定网站的主旨和类型，来捕捉用户注视点的轨迹图和记录用户在不同位置注视时间，对比网站主页改版前和改版后信息传达的有效性。
经过对采集到的数据进行分析，可发现用户在浏览改版前的页面时，眼动轨迹混乱，扫描路径长且很多相互交叉，注视点序列分散排布，用户注视点变换快，无明显的兴趣点,如图这些数据表明改版前的网站首页布局不够合理，没有重点。
实验三：索爱W958c手机界面的可用性测试
此实验是通过让用户完成具体的任务（表3），来测试用户对索爱W958c手机界面的信息结构的洞察程度，界面布局，界面元素表征含义对于用户的搜索策略的影响，从而全面的衡量手机界面的可用性水平。
该实验的评价指标包括注视时间、注视点数、任务完成率、多余翻页偏差度。
限于篇幅，在此对这些指标不做具体的分析，仅推出热点图的概念。
热点图反映了注视点和视线活动在屏幕上的总体情况。
它是通过统计多名被试的视线活动情况的数据而绘制出来的，颜色越深，则表示关注度越高。
表3 基于眼动追踪的手机界面可用性测试的典型任务
总结
眼动仪作为一个高科技产品，可以让可用性测试更直接和高效，但仍需注意，眼动研究本身都还存在着一定的不足之处，如当采用非头盔式系统时,会有10 %到20 %眼动数据丢失，且对被试的运动有一定限制，所以在使用眼动仪进行可用性测试的时候，通常要加以其它测试方法来收集更多的实验数据，并通过结合分析来得出更多、更有效的结论。