C#开发EyeLink眼动仪的实验程序

【题外话】

Eyelink眼动仪是SR Research推出的一款眼动仪,很多高校都在使用其做实验。其官方提供了COM的接口,所以支持COM接口的开发平台都可以开发使用。官方甚至提供了一个C#的样例供参考,不过这个样例相比起其他的VC++的样例而言功能过于简单,程序本身也比较乱,再加上国内关于EyeLink的资料又比较少,所以这里我简要写下我使用EyeLink眼动仪的开发框架,方便大家开发。

本文地址:http://www.cnblogs.com/mayswind/p/3417211.html

 

【文章索引】

  1. 准备工作
  2. EyeLink实验的操作流程
  3. EyeLink的基本使用方法
  4. EyeLink的高级使用方法

 

【一、准备工作】

虽然SR Research提供的大多数样例都是基于VC++的,但由于C#开发快速高效,同时在实现复杂功能时C#更容易开发,所以我还是选择了使用C#开发实验程序,而不是VC++。SR Research比较有意思的是,官方虽然提供了所有的说明文档以及开发工具包,但是这些都需要从官网的论坛才可以下载,而且官网论坛的注册是需要人工审核的,所以注册一定千万不要着急。好在审核也不会慢,去除时差的原因没有多久就能通过审核。

注册完成以后,首先需要下载开发工具包,该工具包里包括了SDK文件以及几个说明文档还有几个示例程序。地址见下:

https://www.sr-support.com/showthread.php?6-Windows-Display-Software

程序员开发手册(EyeLink Programmers Guide.pdf)就在安装后的目录中的Docs中,虽然是C语言版本的而且也不是使用的COM接口,但对于了解SDK还是有帮助的。当然也可以单独下载,地址见下:

https://www.sr-support.com/showthread.php?4-EyeLink-C-Programmers-Guides

所有的自带样例程序都在安装目录下的SampleExperiments目录,COM接口的都在com目录下,其中还有一个C#的样例程序。而EyeLink提供的COM接口文件位于Libs目录下,文件名为“SREyeLink.dll”,直接在C#里引用即可。

 

【二、EyeLink实验的操作流程】

一般使用EyeLink进行实验的都要遵循以下的流程:

1、程序开始界面,可能介绍本实验的情况及提示接下来按什么键进入实验等等。

2、一般正式进入实验流程后首先按C键进入Calibration界面进行眼睛的校准,一般为9点校准(可以自行设置),如果一个点校准失败会在所有点校准后重新校准。

3、眼睛校准成功后按V键进入Validation界面进行刚才校准结果的验证。

4、验证成功后开始实验,一个实验可能有多个Trail组成,在所有Trial之前或每个Trial之前可能需要Drift使受试者注视屏幕中心(位置可自定义)以继续。

5、如果有多个Trial将依次执行。

 

【三、EyeLink的基本使用方法】

EyeLink提供的COM接口总体还是很友好的,常见的有以下几个类:

1、EyeLink:与EyeLink操作主要的类,提供连接Host PC、创建EDF文件、向Host PC发送命令和向EDF中记录信息等等,常见的方法如下:

方法名 含义
void open("Host PC IP", 0); 连接到指定Host PC,Host PC IP通常为100.1.1.1
void close(); 关闭指定连接
void openDataFile("fileName"); 在Host PC创建指定文件名的EDF文件以供记录
void receiveDataFile("fileName", "localPath"); 将Host PC记录的指定文件名的EDF传回到本地路径
void startRecording(true, true, true, true); 开始记录注视点信息(四个选项可以设置是否记录指定内容)
void stopRecording(); 结束记录注视点信息
bool isRecording(); 获取是否正在记录注视点信息
void sendCommand("command"); 向Host PC发送指定的指令
void sendMessage("message"); 向Host PC发送指定的信息,记录在EDF文件中
void doTrackerSetup(); 进入实验流程,允许用户按C和V执行相应操作或按Enter显示镜头内容
void doDriftCorrect(x, y, true, true); 要求受试者看住指定的(x, y)点以继续
void setOfflineMode(); Host PC进入Offline Mode,通常实验结束后要执行该操作
short eyeAvailable(); 获取摄像头跟踪到的眼睛(可以转换为EL_EYE枚举) 
short getLastButtonPress(out pressTime); 获取按键信息(比如可以获取连接在Host PC上的手柄的按键)
Sample getNewestSample(); 获取注视点信息 

2、EyeLinkUtil:提供了几个常用工具方法,如提供当前时间、进入实时模式等等。

方法名 含义 
void beginRealTimeMode(time); 开始指定时间(毫秒)的实时模式 
void endRealTimeMode(); 结束实时模式 
double currentTime(); 获取当前时间(毫秒) 
ELGDICal getGDICal(); 获取EyeLink GDICal 

3、ELGDICal:通过将窗口的Handle传给该类,实现由EyeLink SDK控制直接在界面上绘制Calibration、Validation以及Drift等界面,同时开发者也可以直接在界面线程上执行逻辑或绘制相应内容,而无需担心界面无响应而创建子线程等等。

方法名 含义 
void setCalibrationColors(foreColor, backColor); 设置Calibration、Validation、Drift等界面的前景色和背景色
void setCalibrationWindow(hWnd); 设置上述界面的窗口Handle
void enableKeyCollection(true/false); 设置是否允许通过键盘控制EyeLink SDK操作(如C、V、Enter)

EyeLink基本使用非常简单,就如同给出的C#的样例一样,在这里给出一个简单的使用,比如直接在界面线程上执行代码(this这里就是指当前窗体):

 1 EyeLink eyeLink = new EyeLink();//创建EyeLink对象
 2 eyeLink.open("100.1.1.1", 0);//连接到Host PC
 3 eyeLink.openDataFile("test.edf");//在Host PC创建指定文件名的EDF以供记录
 4 eyeLink.sendCommand("file_event_filter = LEFT,RIGHT,FIXATION,SACCADE,BLINK,MESSAGE,BUTTON");//设置事件或记录的内容,下同
 5 eyeLink.sendCommand("file_sample_data = LEFT,RIGHT,GAZE,AREA,GAZERES,STATUS");
 6 eyeLink.sendCommand("link_event_filter = LEFT,RIGHT,FIXATION,SACCADE,BLINK,BUTTON");
 7 eyeLink.sendCommand("link_sample_data = LEFT,RIGHT,GAZE,GAZERES,AREA,STATUS");
 8 eyeLink.sendMessage(String.Format("DISPLAY_COORDS {0} {1} {2} {3}", this.Left, this.Top, this.Width, this.Height));//设置窗口的范围
 9 
10 EyeLinkUtil eyeLinkUtil = new EyeLinkUtil();//创建EyeLinkUtil对象
11 ELGDICal gdiCal = eyeLinkUtil.getGDICal();//创建EyeLinkGDICal对象
12 
13 gdiCal.setCalibrationWindow(this.Handle.ToInt32());//将窗体句柄传给EyeLink SDK
14 gdiCal.enableKeyCollection(true);
15 eyeLink.doTrackerSetup();//开始进行设置阶段(Calibration、Vadation等)
16 gdiCal.enableKeyCollection(false);
17 
18 gdiCal.enableKeyCollection(true);
19 eyeLink.doDriftCorrect((Int16)(this.Width / 2), (Int16)(this.Height / 2), true, true);//所有Trial前或每个Trial前让受试者注视指定位置以开始Trial
20 gdiCal.enableKeyCollection(false);
21 
22 eyeLink.startRecording(true, true, true, true);//开始记录EDF文件
23 Double st = eyeLinkUtil.currentTime();
24 
25 while ((st + 20000) > eyeLinkUtil.currentTime())//循环20秒程序结束
26 {
27     EL_EYE eyeUsed = (EL_EYE)eyeLink.eyeAvailable();//获取当前眼睛使用情况
28     Sample sample = eyeLink.getNewestSample();//获取当前注视点
29     
30     if (sample == null || eyeUsed == EL_EYE.EL_EYE_NONE)
31     {
32         continue;
33     }
34     
35     if (eyeUsed == EL_EYE.EL_BINOCULAR)
36     {
37         eyeUsed = EL_EYE.EL_LEFT;//如果两只眼睛同时被捕捉到则使用左眼
38     }
39     
40     Single x = sample.get_gx(eyeUsed);//获取注视点相对窗口的横坐标
41     Single y = sample.get_gy(eyeUsed);//获取注视点相对窗口的纵坐标
42     Single pa = sample.get_pa(eyeUsed);//获取瞳孔大小
43     
44     if (x == (Single)EL_CONSTANT.EL_MISSING_DATA || y == (Single)EL_CONSTANT.EL_MISSING_DATA || pa <= 0)
45     {
46         continue;
47     }
48     
49     //TODO: 在这里处理x、y坐标等
50 }
51 
52 eyeLink.sendCommand("close_data_file");//关闭Host PC上的EDF文件
53 eyeLink.receiveDataFile("test.edf", "本机文件路径");//将Host PC上的EDF文件传回到测试机
54 
55 eyeLink.setOfflineMode();//将Host PC设置为离线状态(非实验进行状态)
56 eyeLink.stopRecording();//结束记录EDF文件
57 eyeLink.close();//关闭与Host PC的连接
58 
59 eyeLink = null;
60 eyeLinkUtil = null;

 

【四、EyeLink的高级使用方法】

有了上述这些还不够,比如:

1、虽然上述我们能记录EDF文件,但是如果有多个Trial的话我们还希望能在EDF文件中予以区分。所以在每个Trial前后我们还需要这样去做:

1 eyeLink.sendCommand(String.Format("record_status_message 'TRIAL {0}'", trialIndex));
2 eyeLink.sendMessage(String.Format("TRIALID {0}", trialIndex));
3 eyeLink.startRecording(true, true, true, true);
4 
5 //Trial逻辑
6 
7 eyeLink.stopRecording();

2、如果我们在Trial中显示了图片,同时我们希望EDF Viewer在查看时也能将对应的图片显示出来,那么我们还需要在startRecording之前执行这样一句话,去让EDF Viewer打开指定路径下的图片。

1 eyeLink.sendMessage(String.Format("!V IMGLOAD FILL {0}", imagePath));

3、如果我们希望受测者能够使用按键进行Trial的操作(比如按某键表示完成或跳过该Trial之类的),我们还需要获取按键的信息,其中如果我们还需要在EDF文件中显示出按键的情况,我们还需要向Host PC发送一条信息(下列代码中第6行)。

1 Double pressTime = 0;
2 Int16 buttonCode = eyeLink.getLastButtonPress(out pressTime);
3 
4 if (buttonCode != 0)
5 {
6     eyeLink.sendMessage(String.Format("ENDBUTTON {0}", buttonCode));
7     //TODO: 执行相关按键的逻辑
8 }

4、如果我们希望在Drift的过程中,受测者在将眼睛注视到指定的点后还需要按指定的键才能继续的话,我们还需要在开始的配置过程中写如下的代码(这里使用的是按键5):

1 eyeLink.sendCommand("button_function 5 'accept_target_fixation'");

附一个我写的C#上使用EyeLink的框架(MIT LICENSE):http://files.cnblogs.com/mayswind/DotMaysWind.EyeLink.rar

 

【相关链接】

1、SR Research Support Site:https://www.sr-support.com/forums/

posted @ 2013-11-15 00:14 大魔王mAysWINd 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏