Calibration oculométrique

Version : v1 (actuelle)

Une tâche de calibration pour établir un suivi oculaire précis lors d'études en ligne utilisant l'oculométrie par webcam.

Vue d'ensemble

La tâche de calibration oculométrique est une étape de configuration essentielle pour les études qui utilisent la technologie de suivi oculaire pour surveiller les patterns de regard des participants. La calibration établit la correspondance entre les images oculaires capturées par la caméra et les coordonnées de l'écran, permettant une mesure précise de l'endroit où les participants regardent pendant les tâches expérimentales.

Cette tâche guide les participants à travers :

Positionnement : Ajuster la distance d'assise et l'angle de la caméra
Calibration : Fixer des cibles à des emplacements connus de l'écran
Validation : Tester la précision de la calibration
Recalibration : Si nécessaire, répéter la calibration pour une meilleure précision

La calibration oculométrique est particulièrement importante pour :

Études d'attention visuelle : Mesurer les patterns de regard sur les scènes, les visages ou les interfaces
Recherche sur la lecture : Suivre les mouvements oculaires pendant la lecture de texte
Tests d'utilisabilité : Où les utilisateurs regardent sur les pages web ou les applications
Contrôle attentionnel : Vérifier la fixation dans les tâches nécessitant un regard central
Évaluation clinique : Anomalies des mouvements oculaires (saccades, poursuite lente)

Pourquoi les chercheurs utilisent cette tâche

Validité des mesures : Un suivi oculaire précis nécessite une calibration adéquate
Qualité des données : Une mauvaise calibration conduit à des données de regard bruitées et inutilisables
Standardisation : Procédure de calibration cohérente entre les participants
Contrôle qualité : L'étape de validation identifie les calibrations insuffisantes
Engagement du participant : La calibration interactive augmente la conformité
Études à distance : Permet le suivi oculaire dans les études en ligne non modérées

État actuel de l'implémentation

Entièrement implémenté :

Calibration multi-points (5 points, 9 points, 13 points)
Retour visuel pendant la calibration
Phase de validation avec rapport de précision
Option de recalibration si la précision est insuffisante
Guidage de positionnement (caméra, éclairage, vérifications de distance)
Intégration avec WebGazer.js (suivi oculaire par webcam)

Partiellement implémenté :

Limité au suivi par webcam (pas de dispositifs oculométriques matériels)
La précision dépend de la qualité de la webcam et de l'éclairage

Pas encore implémenté :

Intégration avec du matériel oculométrique externe (Tobii, EyeLink)
Métriques de validation avancées (stabilité de fixation, correction de dérive)
Recalibration continue pendant les sessions longues

Paramètres de configuration

Paramètres de calibration

Parameter	Type	Default	Description
Calibration Points	number	9	Nombre de cibles de calibration (5, 9 ou 13)
Point Duration (ms)	number	1000	Durée de fixation requise pour chaque point
Inter Point Interval (ms)	number	500	Délai entre les points de calibration
Validation Enabled	boolean	true	Exécuter la phase de validation après la calibration
Min Accuracy Threshold	number	100	Erreur maximale en pixels pour accepter la calibration

Vérification du positionnement

Parameter	Type	Default	Description
Check Camera	boolean	true	Vérifier que la webcam fonctionné
Check Lighting	boolean	true	Vérifier l'illumination adéquate du visage
Check Distance	boolean	true	Guider le participant vers la distance optimale (~50-70 cm)
Allow Skip Positioning	boolean	false	Permettre au participant de sauter les vérifications de positionnement (non recommandé)

Paramètres visuels

Parameter	Type	Default	Description
Target Size (px)	number	20	Taille du point cible de calibration
Target Color (hex)	string	'FF0000'	Couleur de la cible de calibration (rouge par défaut)
Show Gaze Cursor	boolean	true	Afficher la position du regard en temps réel pendant la validation
Background Color (hex)	string	'E0E0E0'	Couleur d'arrière-plan pendant la calibration

Recalibration

Parameter	Type	Default	Description
Allow Recalibration	boolean	true	Proposer la recalibration si la précision est insuffisante
Max Recalibration Attempts	number	3	Nombre maximum de tentatives de recalibration
Auto Recalibrate Threshold	number	150	Déclencher automatiquement la recalibration si l'erreur > seuil

Données de sortie

Marqueurs de calibration

Marqueur de début (calibration_start) :

{
  "type": "calibration_start",
  "ts": "2026-02-14T10:30:00.123Z",
  "hr": 1234.56,
  "data": {
    "task_index": 0,
    "calibration_points": 9,
    "screen_width": 1920,
    "screen_height": 1080,
    "webcam_resolution": "1280x720"
  }
}

Marqueur de point (calibration_point) :

{
  "type": "calibration_point",
  "ts": "2026-02-14T10:30:05.123Z",
  "hr": 1239.56,
  "data": {
    "point_index": 4,
    "target_x": 960,
    "target_y": 540,
    "fixation_duration_ms": 1000,
    "samples_collected": 30
  }
}

Marqueurs de validation

{
  "type": "validation_result",
  "ts": "2026-02-14T10:30:15.123Z",
  "hr": 1249.56,
  "data": {
    "validation_points": 9,
    "mean_error_px": 78,
    "max_error_px": 142,
    "accuracy_acceptable": true,
    "by_point": [
      { "target_x": 192, "target_y": 108, "error_px": 65 },
      { "target_x": 960, "target_y": 108, "error_px": 82 }
    ]
  }
}

Artefact de résumé

{
  "task_kind": "eyetracking_calibration",
  "calibration_attempts": 1,
  "final_calibration_accuracy": {
    "mean_error_px": 78,
    "std_error_px": 24,
    "max_error_px": 142,
    "acceptable": true
  },
  "screen_info": {
    "width": 1920,
    "height": 1080,
    "pixel_density": 96
  },
  "webcam_info": {
    "resolution": "1280x720",
    "frame_rate": 30
  },
  "calibration_duration_ms": 18500
}

Procédures de calibration

Calibration 5 points (rapide)

Points : Centre + 4 coins

     1           2
      \         /
       \       /
          5
       /       \
      /         \
     3           4

Cas d'utilisation : Calibration rapide pour les tâches ne nécessitant pas une haute précision

Durée : ~10 secondes

Précision : Modérée (+/-100-150 pixels typiquement)

Calibration 9 points (standard)

Points : Grille 3x3 couvrant l'écran

Cas d'utilisation : Standard pour la plupart des études oculométriques

Durée : ~15 secondes

Précision : Bonne (+/-75-100 pixels typiquement)

Calibration 13 points (haute précision)

Points : 9 points + 4 points intermédiaires supplémentaires en bord

Cas d'utilisation : Exigences de haute précision (lecture, petites cibles)

Durée : ~20 secondes

Précision : Meilleure (+/-50-75 pixels typiquement)

Expérience du participant

Vérification du positionnement :
- « Veuillez ajuster votre position pour que votre visage soit clairement visible dans l'aperçu de la caméra. »
- Vue de la caméra affichée avec superposition de détection faciale
- Guidage de distance : « Rapprochez-vous/éloignez-vous jusqu'à ce que votre visage remplisse l'ovale. »
- Vérification de l'éclairage : « Assurez-vous que votre visage est bien éclairé. Évitez le contre-jour. »
Instructions de calibration :
- « Vous allez voir des points rouges apparaître à l'écran. Veuillez regarder directement chaque point et garder vos yeux dessus jusqu'à ce qu'il disparaisse. »
- « Essayez de garder votre tête immobile pendant la calibration. »
- « Cliquez sur "Démarrer la calibration" lorsque vous êtes prêt. »
Procédure de calibration :
- Un point rouge apparaît dans un coin
- Le participant fixe pendant 1 seconde
- Le point se déplace vers l'emplacement suivant
- Répéter pour tous les points de calibration (~9 au total)
Validation :
- « Nous allons maintenant tester la précision de la calibration. »
- Les points apparaissent à nouveau ; la position du regard est montrée avec un curseur
- La précision est calculée : « Précision de calibration : 78 pixels (Bonne) »
Décision de recalibration :
- Si la précision est bonne (< 100 px) : « Calibration réussie ! Passez à la tâche. »
- Si la précision est faible (> 100 px) : « La précision de calibration est basse. Souhaitez-vous recalibrer pour de meilleurs résultats ? »
Fin :
- « Le suivi oculaire est prêt. Veuillez garder votre tête relativement immobile pendant la tâche. »

Recommandations de conception

Exigences environnementales

Éclairage : Éclairage frontal uniforme (pas de contre-jour des fenêtres)
Distance : 50-70 cm de l'écran (longueur d'un bras)
Caméra : Webcam intégrée à l'ordinateur portable ou webcam externe (720p minimum, 1080p préféré)
Stabilité : Chaise et bureau stables (pas de balancement ni de mouvement)
Lunettes : Compatible avec les lunettes, mais lentilles de contact ou pas de correction préféré

Conception de la calibration

Nombre de points : 9 points standard ; 13 points pour la lecture ou la haute précision
Durée par point : 1000 ms minimum ; 1500 ms pour les environnements bruyants
Validation : Toujours valider ; recalibrer si l'erreur moyenne > 100 px
Instructions : Souligner la stabilité de la tête et la fixation au centre de la cible

Contrôle qualité

Seuil de précision : Accepter si l'erreur moyenne < 100 px pour les tâches standard ; < 75 px pour les tâches de précision
Tentatives maximales : Autoriser 3 tentatives de recalibration ; si toujours faible, exclure le participant
Mouvement de tête : Surveiller et avertir si un mouvement de tête excessif est détecté
Lunettes/Lentilles : Demander aux participants ; noter dans les données (peut affecter la précision)

Intégration avec les tâches

Timing : Calibrer immédiatement avant les tâches oculométriques
Recalibration : Pour les sessions >30 minutes, recalibrer à mi-parcours
Correction de dérive : Envisager une brève validation/correction entre les blocs
Rappels : Rappeler aux participants de garder la tête immobile au début de la tâche

Problèmes courants et solutions

Problème	Solution
Faible précision (>150 px d'erreur)	Vérifier l'éclairage, la distance, les lunettes ; recalibrer ; peut nécessiter l'exclusion
Caméra non détectée	Vérifier les permissions ; s'assurer que la webcam est connectée ; essayer un autre navigateur
Visage non détecté	Améliorer l'éclairage ; s'assurer que le visage est centré ; enlever les obstructions (chapeau, cheveux)
La précision se dégrade pendant la tâche	Le participant bouge la tête ; recalibrer entre les blocs ; rappeler l'immobilité
La calibration reste bloquée sur un point	Le participant ne fixe pas ; fournir des instructions plus claires ; vérifier la compréhension
Le curseur de regard saute partout	Échantillons insuffisants ; augmenter la durée de calibration ; améliorer l'éclairage

Critères de validation

Calibration acceptable :

Erreur moyenne < 100 pixels
Erreur maximale < 200 pixels
Perte de données < 10 %
Précision < 50 pixels d'écart-type

Bonne calibration :

Erreur moyenne < 75 pixels
Erreur maximale < 150 pixels
Perte de données < 5 %
Précision < 30 pixels d'écart-type

Excellente calibration :

Erreur moyenne < 50 pixels
Erreur maximale < 100 pixels
Perte de données < 2 %
Précision < 20 pixels d'écart-type

Cas d'utilisation par domaine de recherche

Attention visuelle

Exploration libre : Où les participants regardent sur les scènes/images
Recherche visuelle : Parcours de balayage pendant les tâches de recherche
Cécité au changement : Ce que les participants fixent avant/après le changement

Recherche sur la lecture

Mouvements oculaires : Saccades, fixations, régressions pendant la lecture
Difficulté des mots : Durée de fixation sur les mots faciles vs. difficiles
Dyslexie : Patterns atypiques de mouvements oculaires

Utilisabilité/UX

Design web : Cartes de chaleur du regard sur les interfaces
Publicité : Attention aux publicités, cécité aux bannières
Navigation : Comment les utilisateurs explorent les menus et les pages

Évaluation clinique

Saccades : Latence, précision, vélocité
Poursuite lente : Suivi de cibles en mouvement
Stabilité de fixation : Nystagmus, tremblement

Références

Duchowski, A. T. (2017). Eye Tracking Methodology: Theory and Practice (3rd ed.). Springer.
Papoutsaki, A., Sangkloy, P., Laskey, J., Daskalova, N., Huang, J., & Hays, J. (2016). WebGazer: Scalable webcam eye tracking using user interactions. In Proceedings of the 25th International Joint Conference on Artificial Intelligence (pp. 3839-3845).
Holmqvist, K., Nyström, M., Andersson, R., Dewhurst, R., Jarodzka, H., & Van de Weijer, J. (2011). Eye Tracking: A Comprehensive Guide to Methods and Measures. Oxford University Press.
Semmelmann, K., & Weigelt, S. (2018). Online webcam-based eye tracking in cognitive science: A first look. Behavior Research Methods, 50(2), 451-465.

Voir aussi

Pro/Antisaccade - Contrôle oculomoteur sans suivi oculaire
Indiçage de Posner - Attention spatiale (peut utiliser le suivi oculaire)
Recherche visuelle - Patterns de balayage analysables avec le suivi oculaire

Vue d'ensemble​

Pourquoi les chercheurs utilisent cette tâche​

État actuel de l'implémentation​

Paramètres de configuration​

Paramètres de calibration​

Vérification du positionnement​

Paramètres visuels​

Recalibration​

Données de sortie​

Marqueurs de calibration​

Marqueurs de validation​

Artefact de résumé​

Procédures de calibration​

Calibration 5 points (rapide)​

Calibration 9 points (standard)​

Calibration 13 points (haute précision)​

Expérience du participant​

Recommandations de conception​

Exigences environnementales​

Conception de la calibration​

Contrôle qualité​

Intégration avec les tâches​

Problèmes courants et solutions​

Critères de validation​

Cas d'utilisation par domaine de recherche​

Attention visuelle​

Recherche sur la lecture​

Utilisabilité/UX​

Évaluation clinique​

Références​

Voir aussi​