01-amb2011-hk-visuelle aufmerksamkeit und...

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Ana

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n

AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG

METHODIK DESEYE TRACKING

FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Visuelle Aufmerksamkeit

und Blickbewegungen

Ana

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n

AG NeuroinformatikAufbau des menschlichen Auges

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Pupille

Iris

Cornea

Linse

Fovea

Retina

Sehnerv

Sklera

Quelle: http://www.tu-cottbus.de/BTU/Fak2/TheoArch/Lehrstuhl/deu/lehre/SS02/Sources.htm [06.07.05, verändert]

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AG Neuroinformatik

Stäbchen

Zapfen

Horizontalzelle

Amakrinzelle

Ganglienzelle

Bipolarzelle

Sehnerv

Quelle: http://www.owlnet.rice.edu/~psyc351/Images/RetinaLayers.jpg [06.07.05, verändert]

Aufbau der Retina

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

Quelle: Carbone/Kösling: Eye-tracking. Visuelle Wahrnehmung. IK 2001.

Verteilung der Photorezeptoren

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

Quelle: http://rcswww.urz.tu-dresden.de/~cogsci/welcome_g.html?/~cogsci/augenbewegungen.html [06.07.05]

Retinales Abbild

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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n

AG Neuroinformatik

Auge Sehnerv

chiasma opticum

culliculussuperior

corpusgeniculatum

lateralevisuellerCortex

Verlauf der Sehbahn

Quelle: Carbone/Kösling: Eye-tracking. Visuelle Wahrnehmung. IK 2001.

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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n

AG NeuroinformatikVisueller Cortex

Schichten in V1VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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n

AG NeuroinformatikEinzelzellableitung

Zellarten in V1

Einfache Zellen

Komplexe Zellen

Endinhibierte Zellen

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

vertikales Einführen der Elektrode

horizontales Einführen der Elektrode

Einzelzellableitungsarten in V1

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG NeuroinformatikOrganisation von V1

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG NeuroinformatikOrganisation von V1

VISUELLEWAHRNEHMUNG


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EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

Hypersäule

Cortex-schicht

Organisation von V1

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FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Visueller Cortex und visuelle SträngeA

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gen

AG Neuroinformatik

Quelle: Faller, 1999: 643

Augenbewegungen

• häufigste & schnellste Bewegung im menschlichen Körper (Bridgeman, 1992; Boff, 1988)

• Fokussierung neuer Informationen

• Sakkadische Unterdrückung (Matlin, 1974)

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG NeuroinformatikWarum Augenbewegungen?

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Warum Augenbewegungen?

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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Warum Augenbewegungen?A

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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT


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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


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EXPERIMENT


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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT


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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


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EXPERIMENT


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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT


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n

AG NeuroinformatikArten von Augenbewegungen

• Sakkaden (30 - 50 ms)

• Fixationen (200 - 400 ms)

• Kontinuierliche Augenfolgebewegungen

• Vergenzbewegungen

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

Finde die rote 9!

x

x x

x

xx

x

x

x

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Warum Augenbewegungen, warum Eye Tracking?A

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AG Neuroinformatik

• Kernaussage: “the eye commonly fixates on the symbols currentlybeing processed by the brain”

• Identifikation und Parametrisierung perzeptueller & kognitiver Prozesse

• Einblicke in das “Wie?” und “Warum?” beim Problemlösen(z.B. Suchstrategien)

• Informationsaufnahme ist physiologisch begrenzt Aufmerksamkeitsmechanismus

• Physiologie des Auges koppelt Augenbewegungen an Aufmerksamkeit

• Projektion der “region of interest” auf die fovea centralis

Die eye-mind Hypothese (Just & Carpenter, 1987)

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Warum Augenbewegungen, warum Eye Tracking?

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AG NeuroinformatikDie eye-mind Hypothese

Finde die rote 9! Finde die 5!

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Alternative Methoden

• Verbalisierung von Problemlöse-Strategien

• Räumlich-zeitliche Schlussfolge-Techniken (Williams et al., 1999)

• Analyse produkt-basierter psychophysischer Daten

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AG Neuroinformatik

Vorteile der Messung von Augenbewegungen

• Indirekt, nicht-invasiv

• Beobachtung natürlichen (unbewussten) Informationsverarbeitens

• Prozess-basiertes Maß

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Methodische Kritik & Grenzen

• Entkoppelung von Aufmerksamkeit & Blick

• Parafoveale Verarbeitung

• Verarbeitung vorheriger Informationen

• Höhere kognitive Verarbeitungsprozesse

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AG NeuroinformatikAugenbewegungsmessung

• Invasiv erfasst werden:

– Elektrookulographie

– Kontaktlinsenmethode

• Nicht invasiv erfasst werden:

– Corneareflextracking

– Limbus-/Pupil-Tracking

– Purkinje Tracking

– Videobasiertes Eye Tracking

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

Quelle: Duchowski/Vertegaal: Eye-Based Interaction in Graphical Systems: Theory & Practice. Siggraph 2000.

Quelle: Zipp: Optimierung der Oberflächenableitung bioelektrischer Signale. Düsseldorf: VDI-Verl., 1988.

Elektrookulographie

• Spannungsunterschied zwischen Netzhaut (negativ) und Hornhaut (positiv)

• Spannungsunterschied wird verstärkt und aufgezeichnet

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

Quelle: Joos et al.: Blickbewegungsmessung und praktische Anwendungen. TEAP 2005.

Kontaktlinsenmethode

• genau, aber aufwendig

• Spiegel oder „searchcoil“

• Magnetische Spule(n) in der Linse induzieren Spannungen, die sich proportional mit der Lage der Spulen im magne-tischen Wechselfeld verändern

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG NeuroinformatikBeispiel-Trajektorien

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENTQuelle: http://diwww.epfl.ch/lami/team/smeraldi/saccadic/yarbus.html

Quelle: http://www.franzdodel.ch/haiku/haiku_bild/r_yarbus.htm

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AG Neuroinformatik

Limbus-Tracking

Pupillen-Tracking

Purkinje-Bilder

Corneareflex-Tracking

Quelle: Carbone/Kösling: Eye-Tracking. Blickbewegungsmessung im Überblick. IK 2001.

Quelle: Duchovki/Vertegaal: Eye-Based Interaction in Graphical Systems: Theory & Practice. Siggraph 2000.

Tracking optischer Charakteristika

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

Quelle: http://www.techfak.uni-bielefeld.de/ags/ni/projects/eyetrack/index.html [06.07.05]

Videobasiertes Eye Tracking

• SMI-EyeLink Eye Tracker

• Pupiltracking (EyeLink II zusätzlich Corneareflex)

• Binokulares Tracking

• Berechnung der Blickposition

– Kalibrierung

– Kompensation von Kopfbewegungen

• Zeitliche Auflösung 250 Hz

• Räumliche Genauigkeit 0,5 – 1o

• Online-Verfügbarkeit der Daten und nachfolgende Analyse

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

SMI EyeLink I

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AG NeuroinformatikVideobasiertes Eye Tracking

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

SR Research EyeLink II

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VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

LC Technologies EyeGaze

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VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

SMI iViewX HED

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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG NeuroinformatikKognition und Perzeption

• Leseforschung

• Betrachtung statischer und bewegter Szenen / Bilder

• Aufmerksamkeitssteuerung

Medizinische Forschung (Diagnose & Therapie)

Anwendungen

• Entwicklung von Benutzer-Schnittstellen

• Ergonomie

• Evaluation / Verbraucherverhalten

• Werbung

• Klinische Studien

– Neurologische, psychiatrische Erkrankungen

– Entwicklungsstörungen

• Neurophysiologie und Augenheilkunde

– Okulomotorische Steuerung: Sakkadensteuerung, optokinetischer Nystagmus

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

Leseforschung Medizin

Benutzerschnittstellen Verbraucherverhalten

Beispiele

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

• Experimentelle Leseforschung erster Ansatzpunkt der Blickregistrierung

Ende des 19. Jhd. (z.B. Erdmann und Dodge, 1898)

• Lesen eines Textes nicht kontinuierlich, sondern sprunghaft

• Unabhängige Variable z.B. Schwierigkeit des präsentierten Textes

• Abhängige Variablen z.B. Anzahl der Fixationen pro Zeile, Dauer der

Fixationen, Anzahl der Regressionen auf frühere Textpassagen

• Untersuchungen zum Umfang der beim Lesen aufnehmbaren Zeichen:

Ca. zehn Zeichen links und rechts vom Fixationspunkt können verarbeiten

werden, d.h. pro Fixation ca. drei Worte (Rayner, 1975)

123 4 5 67

8 9

Leseforschung

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

• Hilfe bei der Diagnose bestimmter Erkrankungen des Nervensystems,

z.B. Schizophrenie oder Parkinson-Syndrom

• Blickpositions-abhängige Stimuluspräsentation zu Therapiezwecken,

z.B. bei Hemi-Neglect Patienten

• Kontrolle von Heilerfolgen einer Therapie

• Interaktive, blickgesteuerte Benutzeroberflächen als Kommunikations-

schnittstelle für Patienten mit motorischen Defiziten

Medizin

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

• Messung von Blickbewegungen bei Autofahrern, Piloten usw.

• U.a. Aufschluß über Faktoren, die die Aufmerksamkeit beeinflussen und

ggf. zu erhöhtem Unfallrisiko führen

• Kritische Faktoren: Ergonomie und Verständlichkeit von Bedienelementen,

Instrumenten und Anzeigen

• Ziel ist eine optimale Anordnung und Gestaltung der Fahrerumgebung

Benutzerschnittstellen und Ergonomie

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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n

AG Neuroinformatik

• Erste Einsätze der Blickregistrierung in der Werbung ca. 1920

• Untersuchung der Wirkung von Werbeprospekten und –spots vor dem

Start einer Werbekampagne (Consumer appeal)

• Überprüfung der Positionierung von Produkt, Produktnamen und

-informationen

Verbraucherverhalten

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

• Packaging research, label viewing


VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

• Print advertising


VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG NeuroinformatikBeispiel-Blicktrajektorien

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

View subject A View subject B

Face-to-face

Gemeinschaftliche visuelle Suche

Ana

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VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

View subject B View subject A

Behind screen

Gemeinschaftliche visuelle Suche – eingeschränkte Kommunikation

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VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Greifen, Objektmanipulation und Hindernisvermeidung

Ana

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VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Straßenverkehr

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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Entscheidungsprozesse beim Fußball (Höner, 2003; Kösling & Höner, 2003)

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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Entscheidungsprozesse beim FußballA

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AG Neuroinformatik

„Denken lähmt, ...

Problem: Abschirmungs-Unterbrechungs Dilemma (Goschke, 1997)

1. Zunächst weitgefasste Informationsaufnahme

2. Anschließend Fokussierung zur Ausführung einer Handlung

Fragestellung: Was kennzeichnet den Entscheidungsprozess, wie verläuft die Informationsaufnahmebereitschaft?

... und Handeln macht gewissenlos.”

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Einführung

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AG Neuroinformatik

?

• Kognitiv-handlungstheoretische Rekonstruktion im Rahmen der Rubikon-Theorie der Handlungsphasen (Gollwitzer, 1996)

Theorie

Methodik

Theorie- und methodenbedingte Dekomponierung des Entscheidungs-verhaltens

• Erhebung der Informationsaufnahmebereitschaft (IAB) per Eye Tracking Methode (Williams, Davids & Williams, 1999)

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Wissenschaftliche ProblematisierungA

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AG Neuroinformatik

ABWÄGEN

ENTSCHEIDEN

RU

B

I

K

O

N

PLANEN

ABSCHIRMEN

AUSFÜHREN

BEWERTEN

prä-dezisionale Phase

post-dezisionale Phase

aktionale Phase

post-aktionale Phase

Rubikon-Theorie der Handlungsphasen (Heckhausen, 1989; Gollwitzer, 1996)

• Heuristisches Modell

• Vier verschiedene Handlungsphasen

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

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Ana

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AG Neuroinformatik

Diesseits bzw. jenseits der Bildung einer Zielintention („Rubikon”)

weit gefasste

IAB eng gefasst

IAB

(Gollwitzer & Bayer, 1999)

Abwägende vs. planende kognitive Orientierung

Volitionale Theorien gehen von einem „abrupten Anstieg von Abschirmungsprozessen unmittelbar nach der Entstehung einer Handlungsabsicht aus. Dieser diskontinuierliche Sprung in den Abschirmfunktionen könnte ein Mittel zur Bestimmung des Zeitpunkts der Absichtsgenese sein.” (Kuhl, 1987, S.109)

Der kognitive Rubikon

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Konzept der kognitiven OrientierungenA

naly

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AG Neuroinformatik

1. Unterscheiden sich die abwägende und planende kognitive Orientierung hinsichtlich der Weite der Informationsaufnahmebereitschaft (IAB) im Entscheidungsprozess?

2. Welchen Verlauf nimmt die Weite der IAB im Entscheidungsprozess?

3. Zu welchem Zeitpunkt ist der „kognitive“ Rubikon zu vermuten?

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Problemstellungen

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AG Neuroinformatik

Probanden- n = 65 DFB Jugend-Nationalspieler

- Alter: M = 15.9 Jahre (SD = 1.0)

- Spielerfahrung: M = 9.7 Jahre (SD = 1.5)

Stimuli- 24 Entscheidungssituationen mit 3:3- bzw. 3:2-Angriffen

Aufgabenstellung1. ”Wer?”-Entscheidung: Anspiel des rechten oder linken Angreifers?

2. “Wie?”-Entscheidung: Paß in den Fuß oder in den Lauf?

Art der Entscheidungsmitteilung1. Rechtes bzw. linkes Fußpad (in der Szene unter Zeitdruck)

2. Verbal (z.B. „Blau, in den Lauf“, nach der Szene)

Apparatur- SMI Eyelink I Eye Tracker

- Visuelle Entwicklungsumgebung fuer Eye Tracking Experimente “VDesigner

(z.B. Kösling, Clermont & Ritter, 2001)

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Experiment-DetailsA

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AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Experimenteller Aufbau

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n

AG Neuroinformatik

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Stimulus-PräsentationA

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AG Neuroinformatik

53.2

55.6

44.3

48.7

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

U 15 U 17

Age

Index

of Q

ual

ity

.

Experts Novices

Überprüfung der ökologischen Validität

“Capturing superior performance“

• Können „Experten“ (Jugend-Nationalspieler) ihre höhere Leistungs-

fähigkeit im Vergleich zu „Novizen“ (Spieler unterer Ligen im gleichen

Alter) unter künstlichen Laborbedingungen reproduzieren?

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

32

Ana

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unge

n

AG NeuroinformatikBeispiel-Blicktrajektorie

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Ana

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eweg

unge

n

AG Neuroinformatik

• Unabhängige Variable: - Handlungsphase (prä- vs. postdezisional)

• Abhängige Variablen: - mittlere Sakkadenlänge (α = 0.955)

- Anteil an Sakkaden > 80 Pixel (α = 0.953)(„Abwägesakkaden”)

0

80

160

240

320

400

480

560

6401 251 501 751 1001 1251 1501

Zeit in 4ms

hor.

gaz

e po

sitio

ns (

x-pi

xels

) .

left forward right forward right defender left defender gaze

0 1 2 3 4 5 6

time in s

Merkmalsstichprobe (Variablen)

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

33

Ana

lyse

und

Mod

lelli

erun

g vo

n B

lickb

eweg

unge

n

AG Neuroinformatik

Variable Mpre Mpost Significance Effect

Ratio of deliberative saccades

48% 17% χ²(1) = 2553.1, p < .001 Φ = 0.29

Saccade length 126 Pixel 50 Pixel t(31275) = 49.4, p < .001 r = 0.27

1. Prä- vs. Post-dezisionales Blickverhalten

(über alle 24 Szenen gemittelt)

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Ana

lyse

und

Mod

lelli

erun

g vo

n B

lickb

eweg

unge

n

AG Neuroinformatik

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Qu

ota

of

del

iber

ativ

e sa

ccad

es

.

pre 51% 51% 45% 47% 43% 48% 52% 48% 41% 55% 57% 46% 48% 49% 44% 50% 47% 46% 51% 42% 44% 52% 49% 53%

post 15% 21% 19% 15% 17% 11% 12% 13% 17% 19% 11% 23% 27% 21% 21% 21% 6% 6% 24% 12% 26% 12% 21% 15%

ww1 ww2 ww3 ww4 ww5 ww6 ww7 ww8 ak1 ak2 ak3 ak4 ak5 ak6 ak7 ak8 pk1 pk2 pk3 pk4 pk5 pk6 pk7 pk8

Die hochsignifikanten Ergebnisse sind unabhängig von der inhaltlichen Gestaltung der Szenen (z.B. Kreuzsituationen!)

Ra

tio o

f d

elib

era

tive

sa

cca

de

s

(szenenspezifisch)

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

1. Prä- vs. Post-dezisionales Blickverhalten

34

Ana

lyse

und

Mod

lelli

erun

g vo

n B

lickb

eweg

unge

n

AG Neuroinformatik

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

-5.0

-4.6

-4.2

-3.8

-3.4

-3.0

-2.6

-2.2

-1.8

-1.4

-1.0

-0.6

-0.2 0.

20.

61.

01.

4

relative time to "Rubicon" in s

Ra

tio o

f de

libe

rativ

e s

acc

ad

es

2. Verlauf der Informationsaufnahmebereitschaft

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

Ana

lyse

und

Mod

lelli

erun

g vo

n B

lickb

eweg

unge

n

AG Neuroinformatik

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

010

020

030

040

050

060

070

080

090

010

0011

0012

0013

0014

0015

0016

0017

0018

0019

0020

00

Grenzwert zur Setzung des Rubikons in ms vor dem Tastendruck

Eff

ect

Ph

i

Bei maximaler Effektgröße max = 0,41 ist der „kognitive” Rubikon ca. 600 ms vor dem Tastendruck zu vermuten

time before response button press in ms

eff

ect

3. Analyse des Zeitpunkts des „kognitiven“ Rubikons

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

35

Ana

lyse

und

Mod

lelli

erun

g vo

n B

lickb

eweg

unge

n

AG Neuroinformatik

• Der Entscheidungsprozess ist durch eine abwägende und planende kognitive

Orientierung gekennzeichnet. Mit der Absichtsbildung kommt es (ca. 600 ms

vor dem „motorischen“ Tastendruck) zu einem rapiden Abfall der Weite der

Informationsaufnahmebereitschaft.

• „Abschirmungs-Unterbrechungs-Dilemma“ in jeder Phase einer Handlung

(Entscheidung, Planung, Ausführung) existent (vgl. Goschke, 1997, S. 389)

Konzept der kognitiven Orientierungen liefert eine theoretische Grundlage für

eine „phasenspezifische“ Optimierung zwischen Abschirmung und Unter-

brechung, wenn es nicht zu „bildhaft“ im Sinne einer disjunkten Trennung

abwägender und planender Aktivitäten interpretiert wird (vgl. Gerjets, 1995).

Zusammenfassung und Diskussion

but certainly not in a stubborn sense. Instead, the underlying decision-

making process can be explained on cognitive psychology grounds.

Players who attempt to score rather than pass the ball are narrow-minded …

VISUELLEWAHRNEHMUNG


FORSCHUNGS-GEBIETE

EXPERIMENT

36

Ana

lyse

und

Mod

lelli

erun

g vo

n B

lickb

eweg

unge

n

AG Neuroinformatik

INTRODUCTION

METHOD

RESULTS

CONCLUSIONS

Further Findings

2x2-ANOVA F (1; 104) p

expertise (nov. vs exp.) 17.71 < .001

age (U15 vs. U17) 1.75 .19

interaction 2.23 .14

60.0%

69.4%

79.0% 78.5%

75.5%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

U 15 U 17 Senioren

corr

ectn

ess

Novizen Experten Oberliga

4969

5067

5139

5105

4979

4900

4950

5000

5050

5100

5150

5200

U 15 U 17 Senioren

time

in m

s


2x2-ANOVA F (1; 104) p

expertise (nov. vs exp.) 2.77 .10

age (U15 vs U17) 0.27 .60


44.3

48.7

53.2

55.6

57.7

424446485052545658

U 15 U 17 Senioren

qual

ity


2x2-ANOVA F (1; 104) p

expertise (nov. vs exp.) 8.64 < .01

age (U15 vs U17) 1.58 .21


U15 U17 seniors U15 U17 seniorsU15 U17 seniors

novices experts seniors

Capturing superior performance in decision-making: Expertise

approach (Ericsson & Smith, 1991)

• Superior decision quality (correctness and speed) in experts:

- U15/17 experts better than U15/17 novices

- U17 experts better than U15 experts

- Senior league players better than U15/17 experts

Ana

lyse

und

Mod

lelli

erun

g vo

n B

lickb

eweg

unge

n

AG Neuroinformatik

INTRODUCTION

METHOD

RESULTS

CONCLUSIONS

Further Findings

Capturing superior performance in decision-making: Expertise

approach (Ericsson & Smith, 1991)

• Superior decision quality (correctness and speed) in experts:

- U15/17 experts better than U15/17 novices

- U17 experts better than U15 experts

- Senior league players better than U15/17 experts

• Midfielders, playmakers and center players better than forward and wing

players

• Width of (visual) information processing area monotonously increases with

defensive character of player position

The chosen experimental setting is a valid approach to capture superior

(cognitive) performance in offensive game situations

37

Ana

lyse

und

Mod

lelli

erun

g vo

n B

lickb

eweg

unge

n

AG Neuroinformatik

INTRODUCTION

METHOD

RESULTS

CONCLUSIONS

Further Findings

Concept of premeditation (Gollwitzer & Malzacher, 1996)

• Premeditation leads to significantly improved decision quality

• Experts attend more/longer to cues relevant for premeditation formation

General

• Concept of mindsets and Rubicon theory apply to all types of players,

ages and levels of experience

• Tendencies towards “analytic” and “synthetic” gaze patterns were found

in novices and experts, respectively

Ana

lyse

und

Mod

lelli

erun

g vo

n B

lickb

eweg

unge

n

AG Neuroinformatik

INTRODUCTION

METHOD

RESULTS

CONCLUSIONS

First Person Shooter Games

• Again, the “Shielding-Interruption Dilemma” exists in each action phase.

• Deliberative and implemental mindsets also characterise decisionmaking in first person shooter (FPS) games.

• The cognitive Rubicon is reached 850 ms before the motor response.

• This lag could be used to improve anticipatory abilities of FPS games.

(with A. Kenny, D. Delaney, S. McLoone & T. Ward)

01-amb2011-hk-visuelle aufmerksamkeit und...

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