基于空间映射的视觉注意力分配预测模型

为预测飞行员视觉注意力分配,在SEEV(Salient Effort Expectancy Value)模型和多因素模型的基础上引入注意控制空间和资源分配空间的概念.前者描述了影响注意力分配因素,而后者则反应了兴趣区域所获得的注意资源.并通过空间映射建立注意力分配的预测模型,应用模糊层次分析的方法对模型进行结算.为验证预测模型效度,采用16名被试在飞行模拟器上开展基于异常信息恢复的工效学实验,通过眼动追踪装置记录注视点分布作为注意力分配指标.被试需要根据实验条件对主飞行显示器仿真界面中的目标信息状态进行监视,并通过驾驶杆的指定操作对异常信息进行响应.实验结果表明,注意力分配预测模型的理论结果与工效实验中注视点分布的实验结果显著相关且吻合较好,验证了预测模型的可用性.

基于认知特性的飞行员视觉注意力分配建模与实验研究

该研究以飞机驾驶舱人机界面设计为应用背景,通过结合具体飞行任务开展复杂人机界面环境下,飞行员视觉注意机制的数学建模研究,以期对飞行员的视觉注意力分配行为进行事前预测,先后提出了基于混合熵最大化的注意力分配模型和多因素条件下的注意力分配模型。并且根据工效学仿真实验对所提出的注意力分配模型进行可用性验证,从而为飞机驾驶舱的人机界面设计提供理论支持和技术手段。研究针对飞行员视觉注意力分配机制进行数学建模,并基于飞机仿真显示界面开展工效学验证实验,结合红外眼动装置对注视点分布的测量,应用回归分析的统计方法验证模型。基于混合熵最大化的注意力分配模型是以飞行员的仪表扫视行为为主要应用情境而建立,以一组视觉加工信息为研究对象,以认知工程、模糊数学和广义信息论为主要理论基础。为验证数学模型的可用性,根据注意力分配理论模型可计算出作业人员对各仪表信息的注意力分配比例理论值;通过开展注意力分配仿真实验,注意力分配比例的行为学实验值通过作业人员对不同仪表信息的正确操作率进行统计获得;注意力分配比例的生理学实验值通过作业人员对不同仪表信息的注视点数量进行统计获得。通过将注意力分配比例的理论值与各实验值进行对比,得出在脑力负荷适中情况下所建模型具有一定可用性的结论。虽然基于混合熵的注意力分配模型较好的量化了认知过程中的模糊性和随机性,但是由于模型本身对于影响因素的结算需要对信息检出效率进行事先测量,从而降低了模型的预测能力。为了进一步完善和优化注意力分配模型,在混合熵模型和SEEV模型的基础上提出了多因素条件下注意力分配数学模型。多因素模型从基于飞行员的仪表扫视行为所反映的认知特性分析出发,密切结合航空任务情境,对前人的模型进行了重新的解释、整合和详细地公式推导,并结合之前在视觉信息编码方面所开展的工作,将"信息检出效率"这一因素也引入到注意力分配模型中,从而提出了一个新的注意力分配模型,该模型在混合熵的理论基础上,综合考虑了信息价值、人为失误以及信息检出效率等因素对飞行员注意力分配策略的影响。为将所建模型应用于航空信息显示界面优化设计并验证其有效性,基于飞机平视显示器仿真模型,通过测量被试者对所监视视觉目标的识别绩效,同时结合眼动仪的实时观测数据,分析了被试者的实际注意力分配情况。实验结果初步验证了该注意力分配模型在复杂人机界面下的有效性。

注意力分配策略对界面任务绩效和视觉行为的影响机制

在工程领域,作业人员通常需要面对刺激分布不均的复杂信息界面,并执行相关的交互任务.作业人员的视觉注意力分配已被证明与任务绩效密切相关,但对于复杂界面中基于不同信息分配策略的多优先级刺激对作业人员的视觉注意力分配及任务绩效间的潜在联系仍亟待研究.对此,本文基于多优先级注意力分配策略实验对作业人员在不同负荷条件下的任务绩效和视觉行为的影响机制展开研究.实验结果表明,差异性的分配策略和信息优先级划分提升了任务绩效表现,不同分配策略和优先级划分条件下的视觉行为存在显著差异,并受脑力负荷的影响.该结论能够为人机交互界面的设计和优化提供参考,从而提高作业人员在任务中的绩效表现.

视觉注意力对传统瓷器造型与装饰观赏的影响分析

传统瓷器在造型与装饰方面的发展,至今已经历了从简到繁直至丰富多样的过程,人们的观赏能力与审美水平也在同步发展和提高。在人们对造型多样且装饰丰富的传统瓷器进行观赏的过程中,会涉及到视觉注意力的问题。而人的视觉注意力是有限的,不可能全身心地专注于所有事物,会受到客观事物的吸引与个人主观能动性因素的作用而对其视觉注意力的选择与分配产生影响。

教学视频中线索类型与学习者先前知识经验对学习的交互影响

教学视频因其多通道展现教学内容的特性而成为数字化学习资源的首选形态。线索作为教学视频中的重要引导性教学设计手段,探究其类型及学习者先前知识经验对学习效果的交互影响,有益于优化教学视频的设计策略。基于学习者先前知识经验水平(高水平和低水平)和线索类型(言语线索和视觉线索)两个维度,运用眼动追踪技术和认知负荷、学习满意度、学习效果等测量工具,通过实验考察二者对学习的影响及其内在机制后发现:学习者先前知识经验水平对认知负荷的影响显著;线索类型对学习满意度的影响显著,且线索类型与学习者先前知识经验水平在学习满意度上的交互效应显著;学习者先前知识经验水平对学习效果的影响显著,且线索类型与学习者先前知识经验水平在迁移测验成绩上的交互效应显著。实验结果表明,线索类型与学习者先前知识经验水平对学习满意度和学习效果存在明显的交互作用,即只有低知识经验水平学习者在学习含有视觉线索的教学视频后,学习满意度与学习效果才有显著提升。这可能是由于该类学习者在信息选择时存在困难,视觉线索可以帮助其提高信息搜索效率,而言语线索却会使其认知负荷超载。