운동숙련성과 영상조건에 따른 의사결정과 시각탐색 전략의 관계

Abstract

The purpose of this study was to investigate the position for moving ball toward the air and an optical illusions and visual search strategies. A total of 114 subject, who were experienced in ball game (n=45) and non-experienced (n=69) participated in this experiment. All subjects were asked the decision making after observing the videos clip presented on the monitor screen and marked the decision making of ball position by using mouse cursor on the screen. Magician was seen throwing a ball up in the air and catching it repeatedly 3 times. The final throw was created by pretending to throw a ball up in the air, when in fact it remains secretly palmed in the magicians hand. This clip was edited blurring to created four test conditions

unblocked clips, blocked head, blocked hand, blocked hand/head. Subjects were randomly allocated to only one video clip. Each subject asked immediately for where do you think the ball went up after the video clip. Also, subjects marked between 1 to 6 for level of confidence that questioned how certain are you in your response. The second throw and Third throw continued in this same way. In addition, we examined the accuracy of how much the actual distance of difference through relation to viewpoint of the subjects when there was a ball at the position indicated for the third ball.

For this experiment, an eye movement recorder were used and measured data analyzed by setting the area of interest for the face, hand, above of the magician. In order to understanding the optical illusion through the decision making process, we analyze the y coordinate(pixel) of the posiont of the ball displyed on the monitor screen magicians imaginary and found the following optical illusion based on 450 pixels. We analyzed the eye movement strategies such as gaze fixation time, eye fixation count, and first fixation time to area of interest. Frequency analysis and two-way ANOVA were conducted to analyze and the resumes of the results of this study were drawn as follow.

First, in the optical illusion, non-experienced in ball game were higher more than experienced at the all video clip conditions. Second, in the third ball throw (illusory ball) there was more difference in the distance between the fixed position of the subjects gaze and the sight line click (accuracy). In the blocked hand, the average distance of the subjects was about 73.82 pixels(2cm) more than those who experienced the ball movements. In the blocked hand/face, the experienced showed a difference of 170 pixels(4.5cm) in distance from non-experienced. Third, in the visual search strategy, the gaze fixation time was longer and the gaze count was higher than that of the non-experienced. In the blocked face, the subjects who experienced had a longer gaze fixation time than the none-experienced, and the number of the count was found to be higher than that of experienced. In the blocked hand/face, the gaze fixation times of the none-experienced and the experienced were almost the same, gaze fixation count was higher than that of the experienced. Overall visual fixation time was shortened in the order of unblocked all area, blocked hand, blocked face, and blocked hand/face, and the count of eye fixation tended to decrease. fourth, in the first fixation time to area of interest of unblocked clip, experienced were faster than that of the none-experienced. In the blocked face, none-experienced moved faster than the experienced. In the blocked hand and hand/face, the gaze movement was faster in the head and hand areas than in the experienced. Especially, the gaze of experienced in the blocked hand shifted very rapidly to the face area.

본 연구의 목적은 공중으로 올라가는 공의 위치에 대한 의사결정에 대해 알아보고, 그에 따른 착시현상과 시각탐색 전략을 규명하는 데에 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해 운동숙련성에 따라 구기운동 경험자 집단(인원=45, 구력=3.8)과 구기운동 무경험자 집단(인원=69)으로 구분하여 총 114명의 연구참여자가 실험에 참여하였다. 모든 연구대상자는 모니터 화면에 제시되는 동영상을 관찰하고 마우스 커서를 사용해서 화면에 표기하는 방식으로 의사결정을 표현하도록 했다. 모니터 화면 속에는 마술사가 공을 머리 위로 올리고 다시 하강하는 공을 잡는 동작을 3회 반복하게 되며, 마지막 던지기에서 마술사는 공을 던지는 대신 속임수 동작을 취하며 실제로 공은 손바닥에 머무르게 된다. 또한 의사결정을 위한 시각적 단서의 활용을 다양한 차원에서 연구하기 위하여 동영상 속에 제시되는 마술사의 신체 일부분인 손과 얼굴을 흐릿하게 블러링(blurring) 처리하는 공간 차단 기법을 적용하였다. 이를 위해 마술사의 손과 얼굴이 모두 노출된 상태로 공을 던지는 기본 영상, 마술사의 얼굴만 차단한 얼굴 차단 영상, 손만 차단한 손 차단 영상, 손과 얼굴을 동시에 모두 차단한 상태의 손/얼굴 차단 영상을 제작하였다.

모든 연구대상자는 영상이 끝난 후 모니터 화면에 제시된 질문에 답하게 되는데, 첫 번째 던지기에서 공이 어디까지 올라갔습니까? 에 대한 질문에 이어 화면에 마술사의 차렷한 자세의 사진이 나오는데, 연구대상자는 3초 이내에 직접 마우스를 사용해 정지된 영상화면 위에 공의 위치를 마우스 커서로 표시하였다. 또한, 방금 의사결정에 대해 어느 정도나 확신하는지에 대한 질문이 나타나면 1(전혀 확신하지 못 한다)에서부터 최대 6(완전히 확신한다) 사이에 표시하도록 하였다. 두 번째 던지기와 세 번째 던지기도 이와 같이 동일한 방식으로 이어서 진행하였다. 또한, 연구대상자가 세 번째 공에 대해 표시한 위치에 공이 있었을 때 그들의 시선이 화면의 어느 지점을 보고 있었는지와 확신도를 조사하여 실제 거리차이가 어느 정도 나타나는지에 대한 정확성도 알아보았다. 실험을 위하여 안구움직임기록 장비를 사용하였으며, 측정된 자료는 마술사의 얼굴(face), 손(hand), 머리위(above) 부분에 대해서 관심영역을 설정하여 자료 분석을 진행하였다. 모니터 화면 마술사 사진에 표시한 공의 위치에 대한 y 좌표(픽셀)를 분석하여 450 픽셀을 기준으로 그 이하는 착시를 경험한 것으로, 그 이상은 착시를 겪지 않은 것으로 처리하였다. 수집된 시선 움직임을 분석하여 시선고정시간, 시선고정횟수, 첫 시선고정까지 소요시간 등의 시각탐색 전략을 분석하였다. 이러한 변인에 대하여 운동숙련성과 영상조건에 따른 차이를 분석하기 위해 빈도분석과 이원분산분석을 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다.

첫째, 영상조건에 따른 착시현상을 살펴보면, 기본 영상에서 구기운동 무경험자가 구기운동 경험자 보다 평균 38% 정도 높게 착시를 경험하는 것으로 나타났다. 손 차단 영상에서 구기운동 무경험자가 구기운동 경험자 보다 평균 44% 정도 높은 착시를 경험하였는데, 구기운동 경험자는 단 한 명도 착시를 경험하지 않았다. 얼굴 차단 영상에서 구기운동 무경험자는 단 1명을 제외한 나머지 20명이 착시를 경험하여, 구기운동 경험자 보다 평균 29% 정도 더 착시를 일으켰다. 손/얼굴 차단 영상에서는 구기운동 무경험자가 구기운동 경험자 보다 24% 더 높은 착시율을 보이는 것으로 나타났다.

둘째, 세 번째 공 던지기에서 연구대상자의 시선고정위치와 시선클릭 사이의 거리차이(정확성)를 살펴보면, 기본 영상에서 구기운동 경험자의 거리차이가 더 큰 것으로 나타났으며, 반대로 얼굴 차단 영상에서는 구기운동 무경험자의 결과가 너 높은 수치를 보였으나 그 차이는 크지 않았다. 손 차단 영상에서 구기운동 무경험자가 구기운동 경험자 보다 약 73.82 픽셀(2cm) 정도 거리차이를 더 보였으며, 손/얼굴 차단 영상에서 구기운동 경험자가 구기운동 무경험자 보다 169.66 픽셀(4.5cm) 정도 거리차이를 더 보이는 것으로 나타났다.

셋째, 시각탐색 전략을 살펴보면, 기본 영상과 손 차단 영상에서 구기운동 경험자가 구기운동 무경험자에 비해 시선고정시간이 길었고, 시선고정횟수도 많았다. 얼굴 차단 영상에서 구기운동 경험자가 구기운동 무경험자 보다 시선고정시간이 길었고, 시선고정횟수는 구기운동 무경험자가 더 많은 것으로 나타났다. 손/얼굴 차단 영상에서 구기운동 무경험자와 구기운동 경험자의 시선고정시간은 거의 비슷하였으며, 시선고정횟수에서 구기운동 무경험자가 구기운동 경험자 보다 많은 것으로 나타났다. 전체적으로 기본 영상, 손 차단 영상, 얼굴 차단 영상, 손/얼굴 차단 영상 순으로 평균 시선고정시간이 짧아지고, 시선고정횟수는 줄어드는 경향을 보였다. 다시 말해, 마술사의 신체 부위가 전혀 노출되지 않은 기본 영상 보다 손과 얼굴 중에 하나의 부위가 차단되는 경우에, 더 나아가 손/얼굴이 동시에 가려지자 시선고정시간이 짧아지고, 시선고정횟수는 더 줄어들었다.

넷째, 첫 시선고정까지 소요시간을 살펴보면, 기본 영상에서 구기운동 경험자가 구기운동 무경험자 보다 머리 위, 얼굴, 손 등 모든 영역에 이르기까지 시선이 빠르게 이동하였으나, 얼굴 차단 영상에서는 구기운동 무경험자의 시선이 구기운동 경험자 보다 더 빠르게 이동하였다. 손 차단과 손/얼굴 차단 영상에서 구기운동 무경험자가 머리 위 영역과 손 영역에서 시선이동이 더 빠르게 이루어졌으며, 구기운동 경험자는 얼굴 영역에서만 더 빠르게 이동하는 것으로 나타났다. 특히, 손 차단 영상에서 구기운동 경험자의 시선은 얼굴 영역으로 매우 빠르게 이동하였다.