smi眼动仪如何校准：从准备工作到结果验证的全面指南
眼动仪校准是确保眼动追踪数据准确性和可靠性的关键步骤,smi眼动仪作为行业领先设备，其校准流程需要严格遵循规范操作，校准的核心目标是建立眼睛注视位置与屏幕坐标之间的精确映射关系，消除因个体差异、设备安装或环境因素导致的误差，本文将详细介绍smi眼动仪的完整校准流程，包括前期准备、具体操作步骤、不同校准模式的适用场景以及结果验证方法，帮助用户掌握专业级的校准技术。
校准前的准备工作
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环境设置要求 校准环境应保持稳定的光线条件，避免强光直射屏幕或眼动仪摄像头，建议使用均匀的室内照明（300-500lux），屏幕亮度需与后续实验场景一致，通常推荐亮度为120cd/m²，环境温度应控制在20-25℃之间，避免因温度变化导致设备性能漂移，需确保校准区域无电磁干扰源，如大型电机、无线发射设备等。
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设备安装与连接 眼动仪主机应放置在水平稳固的桌面上，与屏幕中心的水平距离建议为50-70cm，具体距离需根据设备型号和镜头焦距调整，屏幕分辨率需设置为与实验计划一致的常用分辨率（如1920×1080），刷新率不低于60Hz，通过HDMI或DisplayPort线连接眼动仪与显示器，确保视频信号传输稳定，启动Tobii Pro Lab或SMI iView等配套软件，检查设备连接状态指示灯是否正常显示绿色。
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参与者准备 向参与者简要说明校准流程，强调保持头部相对静止的重要性，要求参与者摘除眼镜（除非为特殊设计的隐形眼镜或平光镜），避免佩戴影响面部特征的饰品，调整座椅高度，确保参与者的视线与屏幕中心基本平齐，眼部距离屏幕约60cm，对于儿童或特殊群体，可预先进行适应性训练，如让其熟悉眼动仪的外观和声音提示。
标准校准操作流程
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启动校准程序 在软件界面中选择"Calibration"选项，进入校准向导，根据实验需求选择校准模式，标准校准通常采用9点校准法，即屏幕上呈现3×3网格的校准点，对于精度要求不高的场景，可采用4点或5点简化校准，勾选"实时校准误差显示"选项，便于观察每个校准点的数据质量。
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校准点呈现规则 校准点直径设置为屏幕高度的5%-8%，通常为1-2度视角，每个校准点呈现顺序采用随机化设计，避免参与者形成固定注视模式，呈现时间设置为1.5-2秒，确保参与者有足够时间完成注视，点与点之间的间隔不少于0.5秒，给眼睛运动留出缓冲时间，对于儿童或认知障碍者，可延长呈现时间至3秒。
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注视数据采集 当参与者注视校准点时，软件会实时采集眼动数据，每个校准点至少需要采集200个有效样本点，样本采集时间约1-2秒，系统会自动过滤掉眨眼和运动过大的数据片段，仅使用稳定的注视点进行计算，若某个校准点数据质量不佳，软件会提示重新采集该点。
高级校准模式应用
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函数型校准（Function Calibration） 对于需要高精度数据的实验（如阅读研究），可采用函数型校准，该模式使用13-17个校准点，覆盖屏幕中心和边缘区域，校准算法采用二次函数拟合，能够补偿非线性畸变，函数型校准特别适用于大屏幕（>27英寸）或曲面显示器的场景。
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自由校准（Free Calibration） 在无法使用固定校准点的情况下（如VR环境），可采用自由校准模式，参与者需按指令自然移动视线，覆盖整个视场范围，系统通过追踪视线轨迹生成动态校准模型，适用于头部可轻微移动的场景，自由校准需要参与者配合完成360度视场扫描，耗时约3-5分钟。
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追踪校准（Tracking Calibration） 针对动态场景的校准需求，可采用追踪校准模式，校准点沿预设轨迹（如圆形、正弦波）移动，参与者需持续追踪移动点，该模式能够建立眼动追踪与动态目标的映射关系，适用于驾驶模拟、运动追踪等研究领域。
校准结果评估与优化
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数据质量指标 校准完成后，软件会生成详细的校准报告，关键指标包括：平均误差（Average Error）、最大误差（Maximum Error）、左/右眼一致性（Binocular Consistency），优质校准的平均误差应小于0.5度，最大误差小于1.0度，双眼差异不超过0.3度，若误差超出范围，需重新校准。
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误差来源分析 常见误差原因包括：参与者头部移动过大、校准点过小、环境光线变化、参与者佩戴角膜接触镜等，可通过实时校准监控界面查看单个校准点的误差分布，通常屏幕边缘区域的误差会略大于中心区域，若特定区域误差持续偏高，需检查该区域的屏幕反光或设备安装角度。
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校准优化技巧 对于难以达到理想校准的情况，可采取以下优化措施：调整屏幕对比度（提高校准点与背景的对比度）、使用个性化校准点（如参与者感兴趣的图像）、采用分段校准（先校准中心区域，再校准边缘区域），对于儿童，可使用卡通形象的校准点提高配合度。
校准后的验证与维护
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校准验证测试 完成校准后，需进行验证测试，在屏幕随机位置呈现10个测试点，让参与者注视，记录系统预测位置与实际位置的偏差，验证误差应小于校准误差的1.5倍，对于高精度实验，建议每30分钟进行一次验证校准。
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设备日常维护 定期清洁眼动仪摄像头镜头，使用无绒布和专用清洁液，每周检查设备固件版本，及时更新到最新稳定版，长期不使用时，需将设备存放在防尘罩中，环境湿度控制在40%-60%之间，每半年进行一次专业校准，确保传感器精度。
特殊场景校准注意事项
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VR/AR环境校准 在虚拟现实场景中，需先进行物理空间校准，确定参与者与虚拟坐标系的对应关系，校准点应在虚拟空间中呈现，大小根据视场角调整（通常2-3度），建议采用6面体校准法，覆盖虚拟空间的六个方向。
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移动设备校准 便携式眼动仪校准需考虑设备稳定性，建议使用头戴固定装置，校准环境应避免背景复杂，可采用纯色背景，校准点大小根据屏幕尺寸调整，通常为屏幕对角线的1/20，移动场景下需增加加速度传感器数据融合，提高动态环境下的校准稳定性。
相关问答FAQs： 问：为什么校准过程中会出现"数据质量不足"的提示？ 答：该提示通常由以下原因导致：参与者眨眼过于频繁、头部移动幅度超过2cm、校准点反光、环境光线过强或过暗，解决方法包括：提醒参与者减少眨眼、使用下颌托固定头部、调整屏幕角度避免反光、优化环境光照，若问题持续，可尝试更换校准点颜色或增大校准点尺寸。
问：校准后实际使用时误差仍然较大，应该如何处理？ 答：首先进行验证校准确认误差来源，若误差集中在特定区域，可能是该区域屏幕老化或存在电磁干扰，建议更换屏幕位置，若误差随机分布，可能是参与者疲劳导致，建议休息5-10分钟后重新校准，对于动态场景误差，可启用运动补偿算法，或采用动态校准模式，长期存在较大误差时，需联系专业技术人员进行设备校准。
