基于視線追蹤技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)用戶信息行為研究

摘 要：本文在介紹視線追蹤技術(shù)的原理及其實(shí)現(xiàn)手段的基礎(chǔ)上，闡述了目前在信息行為研究領(lǐng)域中，利用視線追蹤技術(shù)對(duì)用戶信息行為進(jìn)行研究所取得的研究成果以及研究意義。

關(guān)鍵詞：視線追蹤技術(shù)；用戶信息行為；研究成果

中圖分類號(hào)：TP393.01

隨著信息化社會(huì)的不斷發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的日益普及，不僅網(wǎng)絡(luò)用戶的規(guī)模越來越大，而且網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的用戶行為隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及也不可避免的發(fā)生巨大變化?；ヂ?lián)網(wǎng)的開放性、便捷性、交互性以及網(wǎng)上信息的豐富性，使越來越多的網(wǎng)絡(luò)用戶將互聯(lián)網(wǎng)作為獲取信息的主要途徑。為了增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息管理與服務(wù)的主動(dòng)性與針對(duì)性，更好滿足用戶的信息需求，有效提升網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)用戶信息行為的研究也顯得越為重要。

國內(nèi)外對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶信息行為的常用研究方法主要有調(diào)查法、實(shí)驗(yàn)法、觀察法、網(wǎng)絡(luò)日志分析法、出聲思維法等。通過這些研究方法雖然在用戶信息行為的研究上取得了很多重要的研究成果，但這些方法也具有其固有的局限性，必然會(huì)限制該領(lǐng)域的研究取得進(jìn)一步的突破。目前，隨著人機(jī)交互技術(shù)的迅速發(fā)展，視線追蹤技術(shù)在人機(jī)交互中的應(yīng)用也越來越廣泛，它作為一種可視化研究方法逐漸被引入到用戶信息行為研究領(lǐng)域。下面本文將介紹用戶信息行為研究領(lǐng)域的這種新方法及其研究成果。

1 視線跟蹤原理與技術(shù)

1.1 視線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

眼睛是人們獲取信息最主要的輸入通道，為了獲取信息，人眼必須連續(xù)不斷地運(yùn)動(dòng)，這就是眼球運(yùn)動(dòng)。眼球運(yùn)動(dòng)主要有注視、跳動(dòng)和平滑尾隨跟蹤三種方式，這三種眼動(dòng)方式經(jīng)常交錯(cuò)在一起，目的均在于選擇信息，將要注意的刺激物置于像與中央窩區(qū)域，以形成清晰的像。實(shí)際上人眼在注視物體時(shí)眼睛并不是絕對(duì)靜止的，眼球?yàn)榱丝辞逦矬w總是需要不停地抖動(dòng)，其幅度一般小于1°，所以視線運(yùn)動(dòng)通常表現(xiàn)為點(diǎn)到點(diǎn)的跳躍式掃描（saccade）。

1.2 視線跟蹤基本原理

由光源發(fā)出的紅外光線，經(jīng)過半反半透鏡過濾可見光后把紅外光反射到眼球；眼球?qū)t外線經(jīng)同一半反半透鏡反射到達(dá)能鎖定眼睛的特殊的瞳孔攝像機(jī)，通過連續(xù)記錄從人眼反射的紅外線，利用圖像處理技術(shù)獲得眼球的完整圖像；再經(jīng)軟件處理后獲得視線變化的數(shù)據(jù)，從而達(dá)到記錄分析視線追蹤過程的目的，然后再對(duì)這些收集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加工和分析，進(jìn)而用來分析用戶心理和用戶行為。

1.3 視線跟蹤技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

通常人們精確的凝視方向是由眼睛的方位來決定，但眼睛的方位要受到頭的方位的限制。所以，人眼的凝視點(diǎn)由頭的方位和眼睛方位兩個(gè)因素決定。目前視線追蹤技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)手段分為以硬件為基礎(chǔ)和以軟件為基礎(chǔ)兩種。

以硬件為基礎(chǔ)的視線跟蹤方法需要用戶戴上特制的頭盔、特殊的隱形眼鏡，或者使用頭部固定支架、置于用戶頭頂?shù)臄z像機(jī)等，通過視點(diǎn)傳感器獲得視點(diǎn)數(shù)據(jù)。雖然這種方式識(shí)別精度較高，但對(duì)用戶的干擾很大。目前以硬件為基礎(chǔ)的視線跟蹤系統(tǒng)主要是由頭盔式眼動(dòng)儀和配套計(jì)算機(jī)組成的頭盔式眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。由攝像頭式眼動(dòng)儀和配套計(jì)算機(jī)組成的攝像頭式眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)是以軟件為基礎(chǔ)的視線跟蹤系統(tǒng)。它是先利用攝像機(jī)獲取人眼或臉部圖像，后用軟件實(shí)現(xiàn)圖像中人臉和人眼的定位與跟蹤，從而估算用戶在屏幕上的凝視點(diǎn)。被測(cè)試者無需佩戴任何測(cè)試儀器，攝像頭校準(zhǔn)后自動(dòng)捕捉被測(cè)試者的眼動(dòng)。

2 視線跟蹤技術(shù)在信息行為研究領(lǐng)域的研究

視線跟蹤技術(shù)始于19世紀(jì)，最早運(yùn)用于心理學(xué)研究，尤其是對(duì)閱讀心理學(xué)的研究。目前該技術(shù)已經(jīng)被推廣應(yīng)用于閱讀研究、廣告心理學(xué)研究、人因工程研究、臨床醫(yī)學(xué)研究、人機(jī)交互研究等各種領(lǐng)域。近年來國外研究人員開始使用該技術(shù)來研究用戶的網(wǎng)絡(luò)信息行為，國內(nèi)起步較晚尚處在探索階段。目前將視線跟蹤技術(shù)用于網(wǎng)絡(luò)信息行為的研究主要表現(xiàn)為：

2.1 用戶網(wǎng)頁瀏覽行為研究

美國一家專門研究網(wǎng)站和產(chǎn)品易用性的公司NielsenNormanGroup使用精密的“眼球跟蹤設(shè)備”來研究網(wǎng)頁瀏覽者的網(wǎng)頁瀏覽行為，并且得出了用戶對(duì)網(wǎng)頁的瀏覽視線呈“F”型現(xiàn)象的研究結(jié)論（即網(wǎng)頁瀏覽注意力“F現(xiàn)象”）?！癋現(xiàn)象”顯示用戶的瀏覽模式大致分為三個(gè)過程，即用戶首先橫向運(yùn)動(dòng)閱讀，通常是在網(wǎng)頁內(nèi)容區(qū)域的上半部分。這樣的一個(gè)閱讀軌跡組成了F的上橫線。接著用戶的視線會(huì)從網(wǎng)頁上往下移一點(diǎn)，然后第二次橫向閱讀，通常這次涵蓋的區(qū)域會(huì)比前一次短。第二次的橫向構(gòu)成了F的第二條橫線。最后，用戶會(huì)縱向地瀏覽網(wǎng)頁內(nèi)容的左邊部分。有時(shí)候這個(gè)過程有時(shí)候相當(dāng)緩慢，在眼球追蹤熱度圖上呈現(xiàn)的就是一條粗實(shí)的條紋有時(shí)候則很快，形成的就是散點(diǎn)狀熱度圖。這最后一個(gè)元素形成了字母F的豎杠。如下是熱力圖，分別來自不同類型的三個(gè)頁面：

（熱力圖中紅色部分表示用戶關(guān)注的最多，黃色部分則關(guān)注偏少，灰色部分則幾乎沒有關(guān)注。）

由圖中的信息可以看出，用戶在瀏覽三個(gè)不同網(wǎng)頁時(shí)的眼動(dòng)軌跡通過眼動(dòng)追蹤技術(shù)進(jìn)行了記錄，其中第一幅圖所展示的是典型的F型注視點(diǎn)分布。我們可以通過對(duì)記錄數(shù)據(jù)的分析，能夠清楚的了解到用戶注視這三個(gè)網(wǎng)頁的先后順序以及對(duì)其中某一部分的注視持續(xù)時(shí)間，注視次數(shù)，注視點(diǎn)序列，眼跳距離，瞳孔大小變化等，并以此來分析用戶的心理活動(dòng)，從而可以用于指導(dǎo)網(wǎng)頁設(shè)計(jì)和信息布局等方面的設(shè)計(jì)，并可為人機(jī)界面設(shè)計(jì)提供人的視覺參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)以用戶為中心的人機(jī)界面。同時(shí)這項(xiàng)研究也對(duì)網(wǎng)站企業(yè)在網(wǎng)頁的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、廣告位確定以及優(yōu)化等的決策提供了強(qiáng)大的理論支持。

2.2 用戶搜索行為研究

網(wǎng)頁是大量信息的一個(gè)載體，隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，越來越多的人開始使用它來進(jìn)行信息的搜集，用戶搜索過程的基礎(chǔ)行為也成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，視線追蹤技術(shù)也逐漸被運(yùn)用到用戶信息行為研究領(lǐng)域。

首先使用眼動(dòng)追蹤研究互聯(lián)網(wǎng)搜索行為的是Granka等（2004），這個(gè)研究通過在Google上的10個(gè)不同的搜索任務(wù)分析了用戶的基本的眼動(dòng)方式和系列模式。此項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)用戶只查看并點(diǎn)擊Google搜索結(jié)果中前兩個(gè)，而且瀏覽檢索結(jié)果的順序是從上往下的。

Klockner等對(duì)用戶瀏覽檢索結(jié)果的順序進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)人采用深度優(yōu)先策略，在移到下一條結(jié)果之前決定是否要打開該條結(jié)果，而且只有一小部分人（15%）使用廣度優(yōu)先策略，他們?cè)诖蜷_某一項(xiàng)結(jié)果之前要對(duì)大部分或者所有的結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)于改善搜索引擎結(jié)果呈現(xiàn)的方式具有很重要的指導(dǎo)意義。

搜索營銷公司Enquiro和Did-it與眼動(dòng)儀公司Eyetools合作進(jìn)行了一項(xiàng)研究，發(fā)現(xiàn)用戶觀察google搜索結(jié)果頁面時(shí)顯示出類似于一個(gè)“F”型的眼動(dòng)模式，這個(gè)模式被稱為“金三角”。這種現(xiàn)象證實(shí)了一個(gè)簡(jiǎn)單的問題：搜索結(jié)果中排名靠前的內(nèi)容更容易受到用戶的關(guān)注和點(diǎn)擊。

用戶的性別和搜索任務(wù)類型在網(wǎng)絡(luò)檢索中有無差異，Lorigo等人采用注視、瞳孔大小、掃描路徑等視線跟蹤指標(biāo)進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)完成任務(wù)的時(shí)間長短取決于搜索的任務(wù)類型而不是性別。用戶完成信息類任務(wù)（即檢索目標(biāo)是獲取某種類型的信息）往往要比完成導(dǎo)航類任務(wù)（即找到腦海中已經(jīng)存在的特定網(wǎng)站或主頁）花更多的時(shí)間；同時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶評(píng)估查詢結(jié)果頁面的瀏覽方式與用戶性別有關(guān)，女性對(duì)于已經(jīng)訪問過的摘要過程具有回視和重復(fù)瀏覽的習(xí)慣，而男性常常采用線性的方式查看檢索結(jié)果且查看比女性更多的結(jié)果。

2.3 搜索引擎研究

搜索引擎已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)不可缺少的工具，可以幫助人們更快的找到所要的內(nèi)容和信息，提高做事的效率，使互聯(lián)網(wǎng)資源高效的利用。因此，互聯(lián)網(wǎng)的搜索引擎扮演了信息需求者和網(wǎng)頁上大量潛在相關(guān)信息之間的中介作用，目前利用視線追蹤技術(shù)對(duì)搜索引擎的研究也取得了一些成果。

ZhiweiGuanEdwardCutrell通過記錄和分析眼動(dòng)指標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)，研究了搜索引擎結(jié)果頁面中摘要的長度、目標(biāo)結(jié)果位置及任務(wù)類型對(duì)用戶的影響。研究發(fā)現(xiàn)人們通常按順序?yàn)g覽檢索結(jié)果，并且排在前面的結(jié)果往往被大部分人注意，無論用戶最終點(diǎn)擊了哪條結(jié)果項(xiàng)，他們都只查看了檢索結(jié)果中的前3、4項(xiàng)；完成信息類任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間比完成導(dǎo)航類任務(wù)花費(fèi)的時(shí)間長。此外，還發(fā)現(xiàn)用戶在完成信息類搜索任務(wù)時(shí)，隨著摘要長度的增加，用戶搜索的時(shí)間不僅變短，而且準(zhǔn)確率也變高；用戶在進(jìn)行導(dǎo)航搜索任務(wù)時(shí)，短摘要更能取得最佳的效果。對(duì)于目標(biāo)結(jié)果位置研究發(fā)現(xiàn)用戶尋找目標(biāo)結(jié)果的時(shí)間長短取決于目標(biāo)結(jié)果排名先后，排名越后用戶尋找目標(biāo)結(jié)果花費(fèi)的時(shí)間越長，成功率越低。對(duì)于導(dǎo)航類搜索，用戶在沒找到目標(biāo)結(jié)果時(shí)通常會(huì)選擇排名第一的結(jié)果，或者修改查詢?cè)~；對(duì)于信息類搜索，用戶很少修改查詢?cè)~，而會(huì)嘗試更多的排名靠前的結(jié)果。這些發(fā)現(xiàn)表明，要想提高用戶的檢索效率以及信息利用率，搜索引擎檢索結(jié)果項(xiàng)中標(biāo)題、摘錄、URL的空間位置設(shè)置必須要合理，而且盡可能根據(jù)用戶的自定義做出調(diào)節(jié)，以提高檢索效率。

3 視線追蹤技術(shù)用于研究用戶信息行為的意義

視線追蹤技術(shù)通過記錄、分析人們的眼球運(yùn)動(dòng)軌跡，給我們提供了很多關(guān)于用戶注意方面的、有價(jià)值的信息，而這些信息是很難使用其他方法得到的。利用視線追蹤技術(shù)能夠更加細(xì)致、直觀的觀察和記錄用戶對(duì)網(wǎng)站的瀏覽方式和瀏覽習(xí)慣，捕捉到用戶真實(shí)的第一潛意識(shí)行為，而且還可以挖掘到用戶是如何與信息交互的每一時(shí)刻的觀察行為。例如，當(dāng)用戶瀏覽網(wǎng)頁時(shí)，眼睛的注視頻率、注視偏好、注視時(shí)長等信息，都會(huì)不自覺地體現(xiàn)出用戶對(duì)網(wǎng)站內(nèi)容、布局甚至是廣告的偏好。而網(wǎng)站利用視線追蹤技術(shù)提供的數(shù)據(jù)和信息，就能得到用戶的瀏覽習(xí)慣，了解用戶在網(wǎng)站中的注視熱點(diǎn)和注視盲點(diǎn)，并且能依據(jù)這些信息優(yōu)化網(wǎng)站布局、提升網(wǎng)站內(nèi)容質(zhì)量、提高用戶使用體驗(yàn)；通過對(duì)眼跳距離和瞳孔大小的記錄，就可以發(fā)現(xiàn)用戶查詢行為的個(gè)體特征，這有助于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化查詢和服務(wù)；另外，通過記錄用戶的注視點(diǎn)序列，就可以分析出他們?cè)谶M(jìn)行信息檢索時(shí)的視覺盲區(qū)、視覺第一落點(diǎn)和視覺中心的分布，從而得出用戶在信息檢索時(shí)的視覺軌跡及其規(guī)律，以及其訪問、查詢和瀏覽的路徑。通過視線追蹤技術(shù)得到的用戶反饋信息又可以作為相關(guān)反饋的一種方式優(yōu)化查詢結(jié)果，提高檢索結(jié)果的精度。

總之，視線追蹤技術(shù)用于用戶信息行為的研究，其研究不僅有助于網(wǎng)絡(luò)信息組織方式和管理的改進(jìn)，而且也有助于提高搜索引擎的績效和設(shè)計(jì)，從而增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息管理與服務(wù)的主動(dòng)性和針對(duì)性，更好地滿足用戶的信息需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]周嘉賓.眼動(dòng)跟蹤系統(tǒng)算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]，2010.

[2]方志剛.人機(jī)交互中的視線跟蹤技術(shù)[J].人類工效學(xué)，2000，6.

[3]胡琥.視線跟蹤技術(shù)及其在人機(jī)交互中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2011，22.

[4]李曉麗.視線跟蹤法網(wǎng)絡(luò)用戶信息行為研究的新方法[J].圖書館理論與實(shí)踐，2009，8.

[5]趙新燦.眼動(dòng)儀與視線跟蹤技術(shù)綜述[J].光電工程，2008，4.

[6]Lorigo，L.，Pan，B.，Hembrooke，H.，etal.TheinfluenceoftaskandgenderonsearchandevaluationbehaviorusingGoogle.InformationProcessingandManagement，2006，42（4）：1123-1131.