采样率（也称为采样速度或者采样频率）定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，用单位赫兹（Hz）来表示。而对于眼动追踪设备而言，采样率通常指眼动仪每秒采集眼球运动位置的次数。理论上来讲，当眼球运动时，眼动仪采样频率越高，所能获取到的眼动行为数据也就越丰富。但其实，采样率也存在边际递减效应，采样率越高意味着眼动仪硬件成本也越高，获取到的数据也会越庞大，处理数据的时间成本也会相应增加。

（图1 边际递减效应）

因此，使用眼动仪设备开展研究过程中，我们要根据研究的实际需要选择不同采样率的眼动设备。本文将向大家介绍眼动仪采样率对不同类型研究的影响，希望能为大家提供帮助。

首先我们简答回顾一下眼动研究中的两个经典技术指标：

注视：

在眼动过程中，眼睛保持相对静止的状态被称为注视（Fixation），一般持续 200~300 ms。人们在阅读时的信息主要是在注视期间获得的。

眼跳：

眼球在注视点之间产生的跳动是眼跳(Saccade)，它是受中枢神经系统控制的有规律的随意运动, 表现为眼球的注视点或注视方位的突然改变。也被称为眼球跳动。

(图2 注视和眼跳)

使用一款采样频率为50Hz的眼动仪，可以每20ms记录到一个采样点（Sample），而一款采样频率为250Hz的眼动仪可以每4ms记录一个采样点。通常来讲，当涉及到与震颤有关的眼动研究（Oscillating
Eye-movements）时，根据Nyquist-Shannon采样定理（Shannon，1949），采样率至少应选择为特定眼动速度的两倍（例如，在150
Hz时的行为要求选择 > 300 Hz的采样率），除此之外，一般选择和眼动速度相当或更快的采样率。

由于采样通常滞后于眼睛运动，所以在使用眼动仪采样时，会带来采样误差。正常成人阅读时，注视持续时间通常为80-600毫秒。在阅读类的眼动研究中，更高采样率，通常意味着更低的采样误差。例如一台采样率为1000Hz的眼动仪，由采样所带来的误差为（1000ms/1000Hz）/2
=
0.5ms，而一台100Hz的眼动仪将带来5ms的误差，所以对于基础视觉认知研究，研究者普遍选择采样率高于1000Hz的眼动仪开展研究，为的就是尽可能降低采样过程带来的误差【3】。

（图3 眼睛运动速度带来的时间采样误差 a）在采样刚开始时眼睛加速运动，带来的非常大的采样误差，b）在当前采样末尾和下一个采样开始时眼睛加速运动带来很小一部分误差。）

参考文献：

• 
  【1】 Wikipedia: 采样率https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%87%87%E6%A0%B7%E7%8E%87
  


• 
  【2】 闫国利, 熊建萍, 臧传丽, 余莉莉, 崔磊, & 白学军. (2013). 阅读研究中的主要眼动指标评述. 心理科学进展, 21(004), 589-605.
  


• 
  【3】
  Andersson, Richard , M. Nyström, and K. Holmqvist . "Sampling
  frequency and eye-tracking measures: how speed affects durations,
  latencies, and more." Journal of Eye Movement Research 3.3(2010):1-12.
  

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