Comment les yeux explorent-ils des alignements graphiques ? - article ; n°2 ; vol.84, pg 207-226

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L'année psychologique - Année 1984 - Volume 84 - Numéro 2 - Pages 207-226
Résumé
Le but de cette étude est d'examiner si la durée des fixations au cours de la lecture peut refléter la charge de traitement du mot fixé. Il a été montré (Lévy-Schoen 1981 b), dans une tâche répétitive n' impliquant que deux saccades, une réduction de la durée de fixation quand un traitement périphérique a eu lieu lors de la fixation précédente. Nous examinons ce phénomène dans une tâche plus similaire à celle de la lecture, impliquant une succession d'ajustements du regard le long d'une ligne.
La tâche du sujet consiste à dénombrer des stimulus cibles disposés parmi des non-cibles sur une ligne. En faisant varier la dimension de l'espace interstimuli on parvient à : 1) Faire varier l'information disponible en vision périphérique sur l'élément suivant et par conséquent la charge de traitement qui reste à faire en fovéa ; 2) Moduler la décision locale concernant l'emplacement de la fixation suivante.
Nos résultats montrent que : 1) La durée des fixations s'ajuste instantanément à la charge du traitement exigé par l'objet fixé ; 2) La décision de la visée est instantanée et plus subtile qu'on ne l'avait prévu au départ : certains éléments sont regroupés pour être saisis ensemble en une seule fixation ; les éléments non cibles sont plus souvent sautés que les éléments cibles. On conclut qu'un contrôle immédiat des mouvements des yeux est possible dans ce cas, et par conséquent également dans la lecture.
Mots clefs : mouvements des yeux, contrôle cognitif, vision périphérique.
Summary : How the eyes explore lines of symbols?
The purpose of this study is to test whether eye movements during reading can be controlled on a moment-to-moment basis by ongoing information processing. A reduction of fixation duration by previous peripheral pre-processing has been shown at least in a repetitive two saccade situation (Levy-Schoen 1981). We are extending this work in a scanning situation resembling reading, which involves a local decision concerning the point to send the eye next.
In our study subjects counted the number of occurrences of a target letter in a line of other scattered letters. By varying the size of the space separating such letters we were able : 1) To vary the amount of the information available in peripheral vision about the next letter and thus varying the amount of the remaining foveal processing required, 2) To incite a local spatial decision. The results show : 1) Fixation duration adapts to the amount of local processing, 2) The spatial decision occurs on every fixation in a more subtle way than predicted : letters are taken in by groups ; non-target letters are more often skipped over. We conclude that a moment-to-moment control by ongoing information processing is possible here and therefore may also be possible during reading.
Key-words : eye movements, cognitive control, peripheral vision.
20 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : dimanche 1 janvier 1984
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Zoi Kapoula
Comment les yeux explorent-ils des alignements graphiques ?
In: L'année psychologique. 1984 vol. 84, n°2. pp. 207-226.
Citer ce document / Cite this document :
Kapoula Zoi. Comment les yeux explorent-ils des alignements graphiques ?. In: L'année psychologique. 1984 vol. 84, n°2. pp.
207-226.
doi : 10.3406/psy.1984.29017
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1984_num_84_2_29017Résumé
Résumé
Le but de cette étude est d'examiner si la durée des fixations au cours de la lecture peut refléter la
charge de traitement du mot fixé. Il a été montré (Lévy-Schoen 1981 b), dans une tâche répétitive n'
impliquant que deux saccades, une réduction de la durée de fixation quand un traitement périphérique a
eu lieu lors de la fixation précédente. Nous examinons ce phénomène dans une tâche plus similaire à
celle de la lecture, impliquant une succession d'ajustements du regard le long d'une ligne.
La tâche du sujet consiste à dénombrer des stimulus cibles disposés parmi des non-cibles sur une
ligne. En faisant varier la dimension de l'espace interstimuli on parvient à : 1) Faire varier l'information
disponible en vision périphérique sur l'élément suivant et par conséquent la charge de traitement qui
reste à faire en fovéa ; 2) Moduler la décision locale concernant l'emplacement de la fixation suivante.
Nos résultats montrent que : 1) La durée des fixations s'ajuste instantanément à la charge du traitement
exigé par l'objet fixé ; 2) La décision de la visée est instantanée et plus subtile qu'on ne l'avait prévu au
départ : certains éléments sont regroupés pour être saisis ensemble en une seule fixation ; les éléments
non cibles sont plus souvent sautés que les éléments cibles. On conclut qu'un contrôle immédiat des
mouvements des yeux est possible dans ce cas, et par conséquent également dans la lecture.
Mots clefs : mouvements des yeux, contrôle cognitif, vision périphérique.
Abstract
Summary : How the eyes explore lines of symbols?
The purpose of this study is to test whether eye movements during reading can be controlled on a
moment-to-moment basis by ongoing information processing. A reduction of fixation duration by
previous peripheral pre-processing has been shown at least in a repetitive two saccade situation (Levy-
Schoen 1981). We are extending this work in a scanning situation resembling reading, which involves a
local decision concerning the point to send the eye next.
In our study subjects counted the number of occurrences of a target letter in a line of other scattered
letters. By varying the size of the space separating such letters we were able : 1) To vary the amount of
the information available in peripheral vision about the next letter and thus varying the amount of the
remaining foveal processing required, 2) To incite a local spatial decision. The results show : 1) Fixation
duration adapts to the amount of local processing, 2) The spatial decision occurs on every fixation in a
more subtle way than predicted : letters are taken in by groups ; non-target letters are more often
skipped over. We conclude that a moment-to-moment control by ongoing information processing is
possible here and therefore may also be possible during reading.
Key-words : eye movements, cognitive control, peripheral vision.L'Année Psychologique, 1984, 84, 207-226
Groupe Regard
Laboratoire de Psychologie expérimentale1
COMMENT LES YEUX
EXPLORENT-ILS DES ALIGNEMENTS GRAPHIQUES?
par Zoi Kapoula2
SUMMARY : How the eyes explore lines of symbols?
The purpose of this study is to test whether eye movements during
reading can be controlled on a moment-to-moment basis by ongoing informat
ion processing. A reduction of fixation duration by previous peripheral
pre-processing has been shown at least in a repetitive two saccade situation
(Levy-Schoen 1981). We are extending this work in a scanning
resembling reading, which involves a local decision concerning the point
to send the eye next.
In our study subjects counted the number of occurrences of a target
letter in a line of other scattered letters. By varying the size of the space
separating such letters we were able : 1) To vary the amount of the informat
ion available in peripheral vision about the next letter and thus varying
the amount of the remaining foveal processing required, 2) To incite a local
spatial decision. The results show : 1) Fixation duration adapts to the
amount of local processing, 2) The spatial decision occurs on every fixation
in a more subtle way than predicted : letters are taken in by groups ;
non-target letters are more often skipped over. We conclude that a moment-
to-moment control by ongoing information processing is possible here and
therefore may also be possible during reading.
Key-words : eye movements, cognitive control, peripheral vision.
1. 28, rue Serpente, 75006 Paris.
2. Ce travail est tiré d'une thèse de 3e cycle effectuée sous la direction
de A. Levy-Schoen et K. O'Regan, que je remercie de leur aide tout au long
de cette recherche. Je remercie également C. Coèffe pour sa participation à la
correction de mon français. Zoi Kapoula 208
INTRODUCTION
Le point de départ de cette étude est la question suivante :
la durée des fixations est-elle ou non un témoin de la charge de
traitement effectué par le lecteur à chaque partie du texte ?
Pour répondre à cette question, il est essentiel de bien connaître
la façon dont le regard est capable d'ajuster ses déplacements
au matériel qu'il traite.
En particulier, en ce qui concerne la régulation temporelle
des fixations oculaires, il existe deux hypothèses essentielles, à
savoir : l'hypothèse du contrôle différé et l'hypothèse du contrôle
immédiat. La première a été soutenue par Bouma et de Voogd
(1974) ; ces auteurs suggèrent que les informations visuelles
extraites au cours de chacune des fixations seraient stockées
dans une mémoire « tampon » avant d'être traitées à un niveau
supérieur. Ainsi, les mouvements des yeux ne seraient pas déter
minés pas à pas mais subordonnés à un rythme de lecture dépen
dant de la vitesse à laquelle la mémoire tampon se déchargerait
à mesure que se déroule le traitement cognitif du texte. L'hypo
thèse du contrôle immédiat, par contre, suggère que la durée de
fixation est déterminée à chaque instant par le temps nécessaire
pour achever le traitement du mot fixé ; le regard ne quitte
un mot qu'au moment où son traitement est achevé (Hochberg,
1970 ; Hochberg, 1976 ; 1980 ; McGonkie, 1979 ; Just et Car
penter, 1980).
Il est à noter qu'initialement ces deux hypothèses ont été
considérées comme contradictoires. Certains auteurs (Morton,
1964 ; Bouma et de Voogd, 1974 ; Bouma, 1978 ; Kolers, 1976 ;
Shebilske, 1975) ont suggéré que le système visuel ne peut pas
s'adapter instantanément à la difficulté du traitement de l'i
nformation recueillie au cours de la fixation elle-même à cause
de contraintes temporelles. Celles-ci seraient liées à la program
mation de la saccade qui nécessiterait 150 ms (Westheimer,
1954) et à la perturbation des capacités perceptives au début
d'une fixation pour des raisons de mise au point (Dodge, 1907),
ou d'un prolongement de la suppression saccadique (Volkmann,
Schick et Riggs, 1968 ; Volkmann, 1976 ; Riggs, 1976 ; Matin,
1974). Néanmoins, d'autres travaux (Fuchs, 1971 ; Lévy-Schoen
et Blanc-Garin, 1974) suggèrent que le système visuel peut être
plus flexible qu'on ne l'avait estimé jusque-là ; d'autre part, Explorations d'alignements graphiques 209
Russo (1978), parmi d'autres, note que les contraintes temporelles
du système visuel au cours de la lecture ne sont pas les mêmes
que dans des situations simples impliquant une seule saccade
vers une cible. En effet, Rayner, Inhoff, Morrison, Slowiaczek
et Bertera (1981), Lévy-Schoen (1981 a) présentent des données
qui remettent en question le postulat selon lequel il y aurait une
perturbation des capacités perceptives au début de la fixation.
Par conséquent, les deux hypothèses doivent être considérées
plutôt comme indépendantes ou complémentaires. L'idée de leur
complémentarité a été développée par Lévy-Schoen (1981 a, b).
La régulation de l'activité oculomotrice agirait à deux niveaux :
une organisation de base établie par anticipation (« programme
global ») et une modulation instantanée de ce en
fonction des exigences du traitement local.
Quelle que soit la relation entre les deux hypothèses, celle du
contrôle immédiat a incité une vague d'études dites « locales »
(voir O'Regan et Lévy-Schoen, 1978 ; Lévy-Schoen et O'Regan,
1979). Ces études visent à examiner si la durée de fixation et
l'amplitude de la saccade sont liées à la charge du traitement
que représente chaque segment du matériel fixé. A l'intérieur
de ce courant de recherches, on peut discerner deux approches
différentes qui se sont développées simultanément. L'une est
centrée directement sur la lecture et utilise des textes comme
matériel. L'autre utilise des matériels non linguistiques et étudie
seulement les processus élémentaires de l'exploration oculaire.
On appellera ces études « réduites » car, d'une part, elles n'im
pliquent qu'un traitement perceptif et non linguistique, et,
d'autre part, elles sollicitent un programme d'exploration du
regard répétitif et stéréotypé.
Sur le plan méthodologique, une bonne partie des études
locales (aussi bien sur la lecture, que réduites) examinent la
question du contrôle immédiat en manipulant la qualité de l'i
nformation périphérique. En fait, un autre présupposé de l'hypo
thèse du contrôle immédiat est que le traitement d'un mot peut
commencer avant l'arrivée du regard sur ce mot. La capacité de
traitement périphérique a été démontrée dans des tâches simples
d'énonciation de mots ou d'identification d'objets (Dodge, 1907 ;
Rayner, 1978 ; Lévy-Schoen, 1977). Quand un traitement péri
phérique a eu lieu lors de la fixation précédente, le traitement
local en est accéléré et la durée de nécessaire pour énoncer
le mot ou identifier l'objet est réduite. Ceci montre en fait une 210 Zoi Kapoula
régulation immédiate de la durée de fixation par la charge de
traitement local. Rappelons à présent les résultats des tr
avaux utilisant cette méthode dans des tâches de lecture de
phrases.
Rayner (1975 a, b), O'Regan (1980) utilisent la méthode dite
« contingente » ; elle consiste à transformer les caractéristiques
visuelles du matériel à explorer en fonction du comportement
oculaire du sujet. Le résultat essentiel de ces travaux est que la
durée de fixation augmente lorsque le mot fixé est différent de
celui vu pendant la fixation précédente. Cependant, il est difficile
d'affirmer si ceci est dû à l'absence d'analyse périphérique
préalable, ou bien au clignotement produit par le changement
du mot. Ces études montrent une adaptation instantanée de la
durée des fixations, à ce qui se passe pendant la fixation elle-
même ; mais elles ne prouvent pas que, dans la lecture normale,
les variations de la préanalyse périphérique agissent systémat
iquement sur la durée de la fixation suivante. La même observa
tion a été faite par McConkie (1983). L'étude de cette question
présuppose un contrôle précis des paramètres linguistiques.
En effet, Tulving et Gold (1963), McClelland et O'Regan (1981 a,
1981 b), Rayner et al. (1981) ont montré que, dans la capacité
de traitement périphérique d'un mot, les facteurs de familiari
sation avec le matériel utilisé et les paramètres contextuels
entrent en interaction avec les indices visuels. Le fait que la
durée des fixations ne soit pas correlée avec la taille de la saccade
précédente (Andriessen et de Voogd, 1973 ; Rayner et McConkie,
1976) n'est donc pas en contradiction avec ces données, car
l'influence d'indices visuels est sans doute masquée par le
traitement linguistique. En bref, l'étude de la régulation de la
durée des fixations au cours de la lecture reste encore ambiguë.
Examinons maintenant ce que les études « réduites » ont pu
apporter concernant cette question : Lévy-Schoen (1981 b)
utilise une tâche simple dans laquelle deux figures simples à
comparer doivent être fixées successivement. La durée de fixa
tion sur le premier objet se révèle plus courte lorsque l'indice
pertinent pour son identification était déjà visible en périphérie.
L'auteur attribue cet effet au prétraitement de l'objet en vision
périphérique et conclut que la durée des fixations peut être
instantanément contrôlée par la charge cognitive relative à
l'information visuelle locale.
Cependant, la portée des données de cette étude dans le Explorations d'alignements graphiques 211
cadre de la lecture est très limitée pour la raison suivante :
l'auteur présente seulement deux objets à fixer ; ceci induit un
programme d'exploration rigidifié et répétitif. Les automatismes
oculomoteurs peuvent se développer facilement dans de telles
conditions. Dans la lecture, le programme d'exploration n'est
pas rigidifié. Les travaux de O'Regan (1975, 1979, 1980, 1981)
ont montré que le regard est guidé de façon instantanée sur la
base des indices visuels (longueur du mot et sa structure grossière)
extraits en périphérie. Nous postulons qu'à l'intérieur de chaque
fixation le temps consacré à la préparation du mouvement
suivant, en vue de cet ajustement sélectif du regard, est plus
long que dans la situation de Lévy-Schoen.
En conclusion, les données des travaux présentés jusqu'ici
montrent que le système visuel est susceptible d'être contrôlé
instantanément par l'information extraite au cours de chaque
étape de l'exploration. Néanmoins, l'intervention systématique
d'une telle régulation dans le cas de la lecture est loin d'être
démontrée. Les travaux qui abordent la question par un examen
des effets de l'information périphérique se heurtent au problème
du contrôle des paramètres linguistiques conduisant à des
problèmes d'interprétation sérieux. La lecture est une activité
cognitive hautement élaborée et très complexe. Il est extrême
ment difficile de mettre en évidence les règles de régulation des
mouvements des yeux au cours de cette activité. Pour cela,
on a décidé d'aborder le problème par une approche dite
réduite.
PROBLÉMATIQUE
Partant des observations faites à propos de l'expérience de
Lévy-Schoen (1981 b), on a entrepris d'examiner l'hypothèse
du contrôle immédiat au cours d'une tâche qui implique une
succession d'ajustements du regard le long d'une ligne, tout en
permettant d'estimer avec précision la charge d'information
apportée par chaque élément fixé. Pour cela, un matériel non
linguistique et une tâche n'impliquant qu'un traitement per
ceptif ont été choisis. C'est ainsi qu'on a tenté de simuler la
séquence d'opérations élémentaires au cours d'une fixation de
lecture, à savoir : codage et traitement de l'information fovéale,
prétraitement ainsi qu'éventuellement post-traitement des infor- 212 Zoi Kapoula
mations voisines, décision quant à la cible à fixer, et, enfin,
élaboration motrice du mouvement.
La question posée est la suivante : Si la durée de fixation est
systématiquement ajustée à la charge de traitement local (tra
itement de l'objet fovéalisé moins prétraitement déjà réalisé
en périphérie), peut-elle l'être également quand on doit prendre
une décision concernant la visée ? En effet, il est possible que la
décision sur la visée empêche la régulation temporelle de la durée
de fixation, soit par manque de temps, soit par économie d'effort.
La clarification de ce problème est cruciale pour répondre à la
question de départ concernant le degré auquel la durée de fixation
en lecture refléterait le traitement local.
Si l'on trouve que, dans une tâche impliquant une décision
instantanée sur la visée et un traitement perceptif léger, la durée
des fixations n'est pas déterminée pas à pas par l'information
locale, on pourra alors penser qu'a fortiori la durée des fixations
au cours de la lecture n'est pas non plus instantanément contrôlée.
Si l'on admet, comme cela est vraisemblable, que le traitement
linguistique est postérieur au traitement perceptif, cette obser
vation est d'autant plus valable.
MÉTHODE
Une tâche simple de dénombrement de caractères-cibles disposés
parmi des éléments non cibles sur une ligne a été utilisée.
MATÉRIEL
Le matériel comporte 48 lignes de 7 stimulus chacune, chaque stimu
lus étant un « 0 » ou un « 8 ». Pour faire varier l'information disponible
sur chaque élément avant sa fovéalisation, on fait varier les espacements
entre les éléments successifs d'une ligne. Des expériences préliminaires
ont été effectuées pour déterminer la visibilité des caractères « 0 » et
« 8 » à différentes distances. Les résultats sont présentés à la figure 1.
La discriminabilité du stimulus en périphérie est très bonne jusqu'à une
excentricité de 4 espaces-caractères, elle est notamment moins bonne
à 12 espaces-caractères et elle tombe au niveau du hasard à 24 espaces-
caractères3. Sur la base de ces résultats, les éléments de chaque ligne
3. On appelle espace-caractère l'écart constant entre les centres de deux
caractères successifs affichés sur l'écran. d'alignements graphiques 213 Explorations
niveau du h asa rd
~ 0.5 0,8
0 2 4 6 8 10 12 14 28
EXCENTRICITE (caractères)
Fig. 1. — Discriminabilité en périphérie des stimulus 0 et 8
pour l'ensemble des sujets
sont disposés de telle sorte que les 3e, 4e, 5e et 6e éléments soient distants
respectivement entre eux de 4, 12 et 24 espaces-caractères. L'ordre de
ces espacements critiques sur une ligne est contrebalancé sur l'ensemble
des lignes présentées. A chaque ordre correspondent 8 lignes. Ces lignes
se différencient par la fréquence de l'un des deux stimulus (entre 1 et 7),
et par le mode de succession des stimulus dans la zone critique (par
exemple 0808, 8800, etc.). La figure 2 montre quelques exemples du
matériel. Les trois autres éléments de chaque ligne, situés à gauche et
à droite de la région critique, sont séparés par 3, 4, 5, 9 ou 11 espaces-
caractères choisis de façon aléatoire. Ces éléments complémentaires,
ainsi que l'utilisation d'espacements différents à l'intérieur d'une même
ligne, visent à ne pas favoriser l'activation d'automatismes oculomoteurs
liés à un pattern d'espacement constant. Z°i Kapoula 214
8 8 8 8 8 8 8
8 8 8 0 8 0 0
8 0 8 8 0 0 0
0 0 8 0 0 0 0
0 0 0 8 8 8 0
0 0 8 0 8 8 0
Fig, 2. — Quelques exemples du matériel. Chaque ligne représente un ordre
différent des espacements entre les troisième, quatrième, cinquième et sixième
éléments.
PREDICTIONS
a) Positionnement du regard : au vu des résultats de O'Regan
(1975, 1979, 1980) et de l'irrégularité des espacements entre les éléments
d'une ligne, on prédit que l'endroit du positionnement du regard serait
décidé à chaque fixation sur la base d'une information sensorielle de
localisation de l'élément suivant. Le regard s'ajusterait systématique
ment sur chacun des éléments de la ligne afin de les identifier et de choisir
ceux qui doivent être comptés.
b) Durée des fixations : en supposant que le sujet fixera success
ivement chacun des éléments d'une ligne, on postule que le niveau de
préanalyse auquel chaque élément est soumis avant sa fovéalisation
est fonction de la grandeur de l'espace qui le sépare de l'élément précé
dent. Donc, si le regard ne part d'un élément qu'au moment où son
traitement est achevé, comme l'hypothèse du contrôle immédiat le
suggère, la durée des fixations doit être d'autant plus longue que l'ampli
tude de la saccade précédente est plus grande. En d'autres termes,
cette hypothèse prédit une corrélation positive entre la durée des
fixations et l'amplitude de la saccade précédente. Une autre prédiction
découlant immédiatement de cette hypothèse est que la durée des

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