Are Fixations in Static Natural Scenes a Useful Predictor of Attention in the Real World?

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Abstract

Research investigating scene perception normally involves laboratory experiments using static images. Much has been learned about how observers look at pictures of the real world and the attentional mechanisms underlying this behaviour. However, the use of static, isolated pictures as a proxy for studying everyday attention in real environments has led to the criticism that such experiments are artificial. We report a new study that tests the extent to which the real world can be reduced to simpler laboratory stimuli. We recorded the gaze of participants walking on a university campus with a mobile eye tracker, and then showed static frames from this walk to new participants, in either a random or sequential order. The aim was to compare the gaze of participants walking in the real environment with fixations on pictures of the same scene. The data show that picture order affects interobserver fixation consistency and changes looking patterns. Critically, while fixations on the static images overlapped significantly with the actual real-world eye movements, they did so no more than a model that assumed a general bias to the centre. Remarkably, a model that simply takes into account where the eyes are normally positioned in the head—independent of what is actually in the scene—does far better than any other model. These data reveal that viewing patterns to static scenes are a relatively poor proxy for predicting real world eye movement behaviour, while raising intriguing possibilities for how to best measure attention in everyday life.

Les recherches portant sur la perception de scènes se réalisent généralement lors d’expériences de laboratoire à l’aide d’images statiques. On a beaucoup appris sur la façon qu’ont les observateurs d’étudier les images du monde réel et les mécanismes attentionnels qui sous-tendent ce comportement. Or, l’utilisation d’images statiques et isolées comme moyen pour étudier l’attention de tous les jours en environnement réel a fait l’objet de critiques affirmant que de telles expériences étaient artificielles. Nous faisons état d’une nouvelle étude qui évalue l’ampleur avec laquelle le monde réel peut être réduit à des stimuli de laboratoire plus simples. Nous avons enregistré le regard de participants se promenant sur un campus universitaire à l’aide d’un oculomètre mobile, puis avons montré les images statiques de cette promenade à de nouveaux participants, soit dans un ordre séquentiel ou aléatoire. L’objectif était de comparer le regard de participants se promenant dans l’environnement réel tout en fixant des photos représentant la même scène. Les données montrent que l’ordre des images affecte la constance en termes de fixation entre observateurs et modifie les schémas de regard. De façon critique, tandis que les fixations sur les images statiques se chevauchaient considérablement avec les mouvements oculaires du monde réel, elles ne le faisaient pas plus qu’un modèle supposant un biais général par rapport au centre. De façon remarquable, un modèle qui prend simplement en compte l’emplacement des yeux dans le visage – indépendamment de ce qui se trouve dans la scène – réussit bien mieux que tout autre modèle. Ces données révèlent que les schémas de visualisation des scènes statiques sont un moyen faible pour prédire le comportement des mouvements oculaires du monde réel, tout en mettant en lumière des possibilités fascinantes de mieux mesurer l’attention dans la vie de tous les jours.

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