Метод кинорегистрации включает три взаимосвязанные процедуры:
- киносъемку положения глаз испытуемого в процессе решения зрительных, мнемических и интеллектуальных задач,
- покадровый анализ пленки,
- наложение траектории перемещения глаз на экспонируемый объект или тестовую ситуацию.
Во время съемки объектив кинокамеры устанавливается против лица испытуемого в плоскости экрана, на котором экспонируется объект, на расстоянии 50 - 80 см. Скорость съемки выбирается в зависимости от целей эксперимента: чем точнее необходимо определить пространственно - временные характеристики окуломоторной активности, тем более высокая скорость (частота кадров в секунду) должна быть использована (Рис. 1.13). Абсолютное положение глаз испытуемого реконструируется экспериментатором по окончании опытов в ходе покадровой обработки пленки (на специализированном проекторе). Источником информации об окуломоторной активности служит смещение изображения контролируемого элемента глаза (край или центр зрачка, кровеносный сосуд склеры, роговичный блик и т.п.) относительно неподвижной части лица или оборудования. Траектория движений глаз устанавливается путем сопоставления относительного положения контролируемо - то элемента в смежных кадрах, а длительность движений —по соответствующему ему числу кадров. Построенная на масштабной бумаге циклограмма движений глаз при помощи пантографа переносится на копию экспонируемого объекта.
Метод ориентирован на измерение макродвижений глаз. Обеспечиваемая точность —1 - 2°. Возможна моно - и бинокулярная Регистрация. Метод позволяет определить маршруты движений глаз относительно поверхности объекта, число и длительность фиксаций элементов стимульной ситуации больших угловых размеров (свыше 2 - 3°), направление и скорость прослеживающих движений глаз, смену фиксаций разноудаленных объектов и другие особенности окуломоторной активности.
Киносъемка является достаточно удобным (а в некоторых случаях единственным) средством измерения окуломоторной активности у детей, отдельных категорий больных, а также у операторов различных систем управления. Ее главное достоинство —прямая запись и связанные с этим безинерционность и достоверность регистрации. Это позволяет, в частности, проводить исследования без предварительной калибровки, вычисляя измеряемую позицию глаз на основе несложной формулы (Шахнович, Шахнович, 1964). К особенностям относится и безконтактность метода, а также возможность сохранения испытуемым естественной позы и небольших смещений головы. Вместе с тем, он чувствителен к условиям освещения поверхности лица испытуемого (что сужает круг решаемых задач) и отличается высокой трудоемкостью покадровой обработки материала.
Основное предназначение рассматриваемого метода —лабораторный и естественный эксперимент.
Конкретные методики кинорегистрации движений глаз с указанием аппаратуры, стимульного материала, процедуры получения и обработки данных описаны в работах В.П. Зинченко (1956), Д.Н. Завалишнной (1965) и O.K. Тихомирова (1969).
В России киносъемка движений глаз использовалась с середины 50 - х до начала 70 - х годов. Уже первые исследования (Зинченко, 1956;1958) позволили установить, что движения глаз не только разнообразны по форме (пространственно - временным характеристикам), но и выполняют в познавательном процессе различные функции: ориентировки, поиска, установки в оптимальное положение, измерения, контроля. К числу функций движений глаз были отнесены также построение зрительного образа и опознание объекта.
Сравнительный анализ исследовательских движений глаза и руки, в том числе при их параллельной регистрации (Зинченко, 1956;Зинченко, Ломов, 1960) показал, что выделенные функции характерны и для движений рук. Более того, в процессе формирования образа эти функции меняются. В ходе построении нового образа и движения глаз, и движения рук осуществляют как бы развертку контура предмета. Однако, изо - морфность контура и траектории движений оказывается относительной. Органы чувств как бы постоянно «отвлекаются» от линий контура: возвращаются в предшествующую позицию, переходят к элементам, лежащим на противоположной стороне воспринимаемого объекта и т.п.;движения органов чувств дискретны и неравномерны, а перевод взора очень часто оказывается «неточным». При повторных предъявлениях того же объекта двигательные компоненты перестраиваются;сокращается время «ощупывания» и амплитуда движений, а паттерны фиксаций приобретают стабильный характер. В конце концов возникает такая ситуация, в которой для адекватного восприятия сложного, но хорошо известного объекта, достаточно одной двух фиксаций. В отличие от осязательной, зрительная ориентировка в новой ситуации приводит к более Широкому, но менее детальному ознакомлению и связана с исполнительным действием скорее косвенно. Глаз оказывается более свободным в выборе маршрута своего движения, сохраняя «привязку» к информационно значимым областям объекта. В работе В.Э. Мильмана (1962;1964) было показано (на примере задач прохождения лабиринта), что с увеличением неопределенности выбора последующего шага в решении задачи продолжительность зрительных фиксаций возрастает. Это позволяет рассматривать временные характеристики дрейфа как показатель напряженности испытуемого при решении зрительных задач.
Пожалуй, наиболее эффективно метод кинорегистрации использовался при изучении развития перцептивных действий (Зинченко, 1964;1967;Зинченко, Ваи Чжи - Цин, Тараканов, 1962). Объектом исследования служили дети четырех возрастных групп (от трех до шести лет);предметом —зрительное восприятие формы. Было обнаружено, что развитие перцептивного действия идет по линии все более адекватного (задаче и предъявляемому материалу) выделения информационного содержания объекта и совершенствования способов его обследования. Каждому возрастному «срезу» соответствуют свой временной режим и фиксационные маршруты глаз. Общая тенденция развития состоит в постепенной редукции объема движений и снижении степени изоморфности структуры воспринимаемого предмета распределению точек фиксации. Данные, полученные в этих исследованиях, легли в основу моторной, или, вернее, праксеологической, теории восприятия (Зинченко, 1964, 1967), ядро которой составляет предложенная А.Н. Леонтьевым гипотеза уподобления динамики процессов в рецепирующей системе, в частности, движений глаз, свойствам внешнего воздействия (Леонтьев, 1972).
Д.Н. Завалншина (1964, 1965, 1968) использовала киносъемку движений глаз при анализе структуры интеллектуальной деятельности (на материале решения оперативных задач дискретного типа —игра «5»). Согласно ее данным, интеллектуальная деятельность развертывается на двух уровнях: перцептивном и собственно мыслительном, каждый из которых по - разному отражается в характеристиках окуломоторной активности. Этапам процесса решения интеллектуальной задачи (ознакомление с проблемной ситуацией, разработка вариантов решения, формирование окончательного решения) соответствуют характерные маршруты движений глаз, разные длительности и число зрительных фиксаций.
По мнению В.Н. Пушкина (1965, 1971), метод кинорегистрации является эффективным средством психологического анализа процесса решения оперативных (шахматных) задач. Он Дозволяет, в частности, дифференцировать проблемные участки ситуации, проследить процесс укрупнения информационных единиц оперирования материалом и выявить момент подготовки испытуемым верного решения. В этом смысле глаз выступает как «орган мышления».
Более детально анализ окуломоторной активности в ходе решения шахматных задач выполнен O.K. Тихомировым и Э.Д. Телегиной (Тихомиров, 1969;Познанская, Тихомиров, 1969;Телегина, 1970). Согласно этим авторам, маршруты зрительных фиксаций отражают смысловую структуру процесса решения задачи, а исследовательская активность глаз необходима для установления функциональных отношений между элементами проблемной ситуации.
Проведенные эксперименты позволили специфицировать зону ориентировки испытуемого в конкретной ситуации и факторы, определяющие ее объем (новая гипотеза, перенос результатов исследовательской деятельности из одной ситуации в другую и т.п.), описать тактики поиска решения, проанализировать соотношение средств и целей в процессе решения мыслительной задачи, охарактеризовать функциональное развитие механизмов зрительного поиска решения задачи. Как следует из данного цикла работ, при выполнении наглядно - действенных и/или наглядно - образных задач глазодвигательная активность является более информативным индикатором мыслительного процесса, чем словесный отчет —одни из основных методов традиционного исследования мышления.
Практическое применение метода кинорегистрации.
В практическом плане метод кинорегистрации применим для решения задач оптимизации конкретных видов операторского труда, например, зрительной ориентировки летчиков в процессе полета. Согласно данным Н.Д. Заваловой и В.А. Пономаренко (в кабине самолета киносъемка глаз ведется с помощью зеркала либо светопровода) маршруты движений глаз и длительность фиксаций приборов могут служить критерием эффективности выполняемой деятельности. На основе анализа окуломоторной активностн исследователи уточнили роль парафовеального зрения в контроле параметров полета, выявлены преимущества режима смешанного (ручного и автоматического) управления самолетом (Береговой, Завалова, Ломов, Пономаренко, 1978;Доброленскнй, Завалова, Пономаренко, Туваев, 1975;Завалова, Пономаренко, 1977;Завалова, Пономаренко, Сиволап, Юро - внцкий, 1966).
Таким образом, метод кинорегистрации позволяет раскрыть макроуровень организации окуломоторной активности человека и ее наиболее общую связь с процессами познания и деятельности: функции движений глаз в познавательных процессах, соответствие маршрутов движений глаз стратегии и тактике решения задач, дифференциацию на основе глазодвигательных критериев перцептивного и интеллектуального уровней деятельности, свертывание окуломоторной активности в ходе формирования перцептивных действий и др. Эти закономерности обосновывают практическую полезность метода. Вместе с тем, он мало применим для изучения собственных механизмов окуломоторной активности, анализ которых выносится за рамки исследования.
Существенный недостаток кино регистрации —трудоемкость покадровой обработки пленки —в какой - то степени может быть преодолей с помощью устройства автоматического сканирования изображения зрачков на кинокадрах (Шахиович, Шахно - вич, 1957). Более того, киносъемка лица испытуемого может быть заменена сканирующей съемкой диаметров зрачков глаз (пупнллографией). Фотосканирующий пупиллограф (Шахнович, Шахнович, 1964) позволяет вести регистрацию движений глаз как на свету, так и в темноте (в инфракрасных лучах), хорошо сочетается с другими методами регистрации физиологических характеристик человека, дает возможность одновременно регистрировать макродвижения глаз (включая вергентные) и реакции зрачков. Сохраняя достоинства метода киносъемки в целом, пупиллография воспроизводит и часть его недостатков: низкую точность, дискретность, необходимость пересчета пространственной траектории движений и некоторые другие.
Определенным развитием метода кинорегнстрацин является телерегнстрация движений глаз (Macworth, 1967;Young, Sheena, 1975;Lambert, 1976 и др.), возможности которой продемонстрированы В.П. Смирновым (Смирнов, 1985;Мирошни - вов, 1989).