رسم خرائط ثلاثية الأبعاد لدوران الكائنات الافتراضية التفاعلية مع بيانات تتبع العين

Summary

لقد طورنا طريقة بسيطة وقابلة للتخصيص وفعالة لتسجيل البيانات العملية الكمية من المهام المكانية التفاعلية وتعيين بيانات الدوران هذه باستخدام بيانات تتبع العين.

Abstract

نقدم طريقة للتسجيل في الوقت الحقيقي للتفاعل البشري مع الكائنات الافتراضية ثلاثية الأبعاد (3D). يتكون النهج من ربط بيانات الدوران للكائن الذي تم التلاعب به بالتدابير السلوكية ، مثل تتبع العين ، لتقديم استنتاجات أفضل حول العمليات المعرفية الأساسية.

تتكون المهمة من عرض نموذجين متطابقين لنفس الكائن 3D (جزيء) ، يتم تقديمهما على شاشة الكمبيوتر: كائن دوار وتفاعلي (iObj) وكائن ثابت مستهدف (tObj). يجب على المشاركين تدوير iObj باستخدام الماوس حتى يعتبروا أن اتجاهه مطابق لاتجاه tObj. يتتبع الكمبيوتر جميع بيانات التفاعل في الوقت الفعلي. يتم أيضا تسجيل بيانات نظرة المشارك باستخدام جهاز تعقب العين. تردد القياس 10 هرتز على الكمبيوتر و 60 هرتز على متتبع العين.

يتم تسجيل بيانات اتجاه iObj فيما يتعلق ب tObj في رباعيات الدوران. تتم مزامنة بيانات النظرة مع اتجاه iObj والإشارة إليها باستخدام هذا النظام نفسه. تمكننا هذه الطريقة من الحصول على التصورات التالية لعملية التفاعل البشري مع iObj و tObj: (1) التباين الزاوي المتزامن مع البيانات الأخرى المعتمدة على الوقت. (2) مسار دوران 3D داخل ما قررنا أن نسميه "كرة الدوران" ؛ (3) 3D التثبيت خريطة الحرارة. استخدمت جميع خطوات البروتوكول برمجيات حرة، مثل GNU Octave و Jmol، وجميع النصوص متاحة كمواد تكميلية.

باستخدام هذا النهج ، يمكننا إجراء دراسات كمية مفصلة لعملية حل المهام التي تنطوي على تناوب عقلي أو جسدي ، بدلا من النتيجة التي تم التوصل إليها فقط. من الممكن قياس مدى أهمية كل جزء من نماذج 3D بدقة بالنسبة للمشارك في حل المهام ، وبالتالي ربط النماذج بالمتغيرات ذات الصلة مثل خصائص الأشياء والقدرات المعرفية للأفراد وخصائص واجهة الإنسان والآلة.

Introduction

الدوران العقلي (MR) هو قدرة معرفية تمكن الأفراد من التلاعب بالأشياء وتدويرها عقليا ، مما يسهل فهما أفضل لميزاتها وعلاقاتها المكانية. إنها واحدة من القدرات البصرية المكانية ، وهي مجموعة معرفية أساسية تمت دراستها في وقت مبكر من عام 1890¹. تعد القدرات البصرية المكانية مكونا مهما في الذخيرة المعرفية للفرد التي تتأثر بكل من العوامل الموروثة والبيئية^2،3،4،5. نما الاهتمام بالقدرات البصرية المكانية طوال القرن العشرين بسبب الأدلة المتزايدة على أهميتها في الموضوعات الرئيسية مثل الشيخوخة

Protocol

1. إعداد أدوات جمع البيانات

1. قم بإعداد جمع البيانات عبر الإنترنت (اختياري).
   ملاحظة: توضح هذه الخطوة كيفية إعداد نسخة قابلة للتخصيص من التعليمات البرمجية للمشروع وصفحة ويب العمل (راجع الملف التكميلي 1). تم تكييف هذه الخطوة من البرامج التعليمية المتاحة في https://pages.github.com/ و https://github.com/jamiewilson/form-to-google-sheets. إذا كان المستخدمون مهتمين فقط بطريقة معالجة البيانات وليس بتسجيل البيانات ، فيمكنهم استخدام https://rodrigocnstest.github.io/iRT_JoVE.html صفحة الويب ، جنبا إلى جنب معالجدول التكميلي S1 وملفات المستودع في https://github.com/rodrigocns/rodrigoc....

النتائج

تطور التباين الزاوي والمتغيرات الأخرى
كما هو موضح في الخطوة 3.3.1 في الملف التكميلي 2 ، يتم تقديم لوحتين للمشارك على شاشة شاشة الفيديو ، وعرض نسخ من نفس الكائن الافتراضي ثلاثي الأبعاد في اتجاهات مختلفة. على اللوحة اليسرى ، يظل الكائن الهدف (tObj) ?.......

Discussion

كما ذكرنا سابقا ، تهدف هذه الورقة إلى تقديم إجراء مفصل لرسم الخرائط في الوقت الفعلي لبيانات التثبيت والحركة على كائنات 3D التفاعلية ، والتي يمكن تخصيصها بسهولة وتستخدم فقط البرامج المتاحة مجانا ، مما يوفر إرشادات خطوة بخطوة لجعل كل شيء يعمل.

في حين أن هذا ا.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Firefox	Mozilla Foundation (Open Source)		Any updated modern browser that is compatible with WebGL (https://caniuse.com/webgl), and in turn with Jmol, can be used
GNU Octave	Open Source		https://octave.org/
Google Apps Script	Google LLC		script.google.com
Google Sheets	Google LLC		https://www.google.com/sheets/about/
Laptop			Any computer that can run the eye tracking system software.
Mangold Software Suite	Mangold		Software interface used for the Eye tracking device. Any Software that outputs the data with system time values can be used.
Mouse			Any mouse capable of clicking and dragging with simple movements should be compatible. Human interfaces analogous to a mouse with the same capabilities, such as a touchscreen or pointer, should be compatible, but may behave differently.
Vt3mini	EyeTech Digital Systems		60 Hz. Any working Eye Tracking device should be compatible.