Stimulus generation software for the analysis of smooth pursuits

Abstract

Um sich bewegende Objekte mit den Augen zu verfolgen nutzen Menschen eine Kombination aus "smooth pursuit" und sakkadischen Augenbewegungen, um das Objekt erneut auszurichten, falls dies notwendig sein sollte. In dieser Arbeit soll es vor allem um erstere Augenbewegung gehen. Verwandte Arbeiten haben sich mit dem Einfluss von sich bewegenden Hintergründen und auch bewegten Ablenkungen beschäftigt. Jedoch wurde hier nicht erforscht, wie sich Objekte, die den Pfad des Ziels kreuzen, auf Augenbewegungen auswirken. In diesem Sinne haben wir eine Studie durchgeführt, welche drei verschiedene Aspekte untersucht: (a) die Geschwindigkeit des Ziels, (b) horizontale und vertikale Pfade und (c) die Anzahl der Ablenkungen. Um die Videos für die Studie zu generieren haben wir eine Software implementiert. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Geschwindigkeit einen Einfluss darauf hat, wie gut Menschen dem Ziel nachschauen können. Wir zeigen, dass sie einen signifikanten Effekt auf mehrere abhängigen Variablen, wie (a) die Differenz zwischen der Position des Ziels und dem Punkt, den die Teilnehmer anschauten, (b) die Zeit die sie das Ziel anschauten und (c) die Anzahl an Übergängen von dem Ziel auf eine Ablenkung, hat. Die zwei verbleibenden unabhängigen Variablen (Anzahl an Ablenkungen und Achse) hatten keinen großen Einfluss auf die Leistung des Teilnehmers.

To follow moving objects, humans use a combination of smooth pursuit eye movements and saccadic ones to realign the target if necessary. This thesis addresses the first kind of eye movement. Related work shows, how moving backgrounds or distractors influence smooth pursuit eye movements. However, it is uncertain how objects which intersect the trajectory of the moving target impact these kinds of eye movements. In this regard, we conducted a study to investigate how different factors impact these. At first, we implemented a software which creates video stimuli for the study. We researched three different aspects: (a) target velocity, (b) horizontal and vertical trajectories and (c) the number of distractors. Our results show that the target speed had an impact on people's performance of smooth pursuit eye movements. We show that this had a significant influence on multiple dependent variables, like the offset between the gaze point and the actual position of the target, the time the participants looked at the target and the transitions from the target to any distractor. The two remaining independent variables (number of distractors and axis) did not have a high influence on the performance of the participants.